[发明专利]变频感应电炉全废钢冶炼不锈钢的方法

说明书

本发明涉及一种冶炼不锈钢的生产方法。

现有技术生产不锈钢的方法有电弧炉单炼法、氩氧脱碳法、真空吹氧脱碳法、转炉顶吹法和转炉顶底复吹法等。电弧炉是冶炼不锈钢较早的方法，它从废钢及铁合金的熔化，到氧化脱碳、精炼和还原都在一个炉内进行，它的缺点是冶炼周期长，电耗高，特别是铁合金(铬)的收得率低。氩氧脱碳法一般采用双联法，它将电弧炉熔化好的粗钢，经过调整后其温度和成分满足氩氧脱碳炉冶炼要求的钢水兑至氩氧脱碳炉内进行精炼。由于精炼要求，兑至炉内的粗钢水中碳含量较高，一般为1％至2％，因此在炉内需精炼2至3期，冶炼时间较长，气体消耗量大，特别是对昂贵的氩气消耗量更大，成本较高。真空吹氧脱碳法是将电炉或转炉的钢水出至精炼包中，精炼包底部具有吹氩气的透气砖，将装有粗钢水的精炼钢包移到一个真空室中，进行吹氧降碳和合金化，此方法与氩氧脱碳法相似，都是通过降低气分中一氧化碳分压来达到深脱碳的目的。该方法冶炼的不锈钢气体和杂质含量较低，钢的质量好，但缺点是设备投资较大，钢包寿命低，冶炼周期较长，钢的成本高。氧气顶吹转炉法冶炼不锈钢需要低磷铁水，因此必须要具有铁水预处理设备，由于在大气中冶炼，铬的氧化较大，而且很难生产低碳和超低碳不锈钢，要达到生产低碳和超低碳不锈钢，必须与其它的炉外精炼设备(如RH)相配合，设备投资较大。

本发明的目的在于提供一种用废不锈钢为原料冶炼低碳或超低碳不锈钢的方法，通过变频感应炉熔化、精炼及脱氧合金化生产出满足要求的不锈钢。

本发明的技术方案是：一种变频感应电炉全废钢冶炼不锈钢的方法，包括如下步骤：

(1)、将废不锈钢料加入变频感应炉内熔化，并向炉内加入渣料；

(2)、当炉内的溶池温度达1600℃～1750℃时，进行底供氩气或氮气，同时顶吹氧气向熔池供氧；

(3)、在熔池内钢中碳含量达到设定的目标值时，即停止吹氧，只进行底吹氩气或氮气，再加入硅系或铝系还原剂将渣中的铬还原至钢中；

(4)、成品出炉。

本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、粗钢碳含量低，精炼时间短。生产原料完全用废不锈钢或者自产的不锈钢返回料，粗钢水碳含量低，为0.08％至0.5％之间，因此脱碳精炼时间短，只有5至30分钟。

2、耐火材料及气体耗量低。由于精炼时间短，熔池温度控制准确，所以耐火材料和气体消耗低，可降低生产成本。

3、熔池温度全程可调，合金氧化少，降碳速度快。由于精炼是在变频精炼保温炉内进行，因此熔池内的温度可随时调节到精炼目标温度，避免了其它冶炼方法由于熔池温度低而向溶池加大量的发热剂(如硅铁等)，造成合金的大量浪费和炉衬的侵蚀速度加快。

实施例：一种变频感应电炉全废钢冶炼不锈钢的方法，包括如下步骤：

(1)、将废不锈钢料加入变频感应炉内熔化，并向炉内加入渣料；

(2)、当炉内的溶池温度达1600℃～1750℃时，最好是当炉内的溶池温度达1650℃～1680℃时，进行底供氩气或氮气，同时顶吹氧气向熔池供氧；

(3)、在熔池内钢中碳含量达到设定的目标值时，即停止吹氧，只进行底吹氩气或氮气，再加入硅系或铝系还原剂将渣中的铬还原至钢中；

(4)、成品出炉。

可以采用双联法，即所述的变频感应炉包括第一变频感应炉和第二变频感应炉；将废不锈钢料加入第一变频感应炉内熔化至1600℃～1750℃时，兑到底部向炉内供氩气或氮气第二中频感应炉中；兑完钢水后，向第二中频感应炉内加渣料，并调节该炉溶池的温度为1600℃～1750℃时，进行顶吹氧气向熔池供氧。

实例1：用电熔镁砂打结的炉衬、氧化镁的含量大于96％、炉膛内径为220毫米的中频精炼炉，炉衬底部安装多孔塞砖和钢水连续测温探头。将不锈钢中各元素含量配在要求的范围内，其中铬18.4％，碳0.25％，装入量为50公斤，当废钢完全熔化，且温度为1660℃时，打开底部喷嘴，向炉内吹入氩气，氩气流量为2NM³/h。同时向熔池进行顶部向下吹氧，氧气流量为6NM³/h。在顶吹氧的同时，向熔池中加入熟渣料、石灰和萤石共4.5公斤。吹炼5分钟后，停止顶吹氧，只进行底吹氩气4分钟，这期间逐渐向炉内加入石灰和萤石共1公斤，低碳硅铁0.8公斤。还原期加大中频感应炉的供给功率，保证熔池温度为1700℃左右，吹炼结束后，降低熔池温度为1580至1600℃，扒渣、出钢浇注成钢锭，从而得到含碳量较低的不锈钢。其中主要成分含量为铬17.6％，碳0.047％。

实例2，用电熔镁砂打结的炉衬，炉膛内径为460毫米，炉底安装有多孔塞砖。将废不锈钢中各元素配成要求范围内，其中铬18.0％，碳0.18％，装入量为250公斤，通电熔化废钢的同时，底吹喷嘴打开向炉内吹氩气，流量为0.3NM³/h，当废钢完全熔化且温度达1650至1680℃时，顶吹氧向熔池供氧，流量为20NM³/h，在吹氧的同时，加大底吹氩气的供气量，流量增加到4NM³/h。在此过程中逐渐向炉内加入熟渣、石灰和萤石共20公斤。吹炼4分钟后，停止吹氧，只进行底吹氩气5分钟。这期间逐渐向炉内加入渣料5公斤，低碳硅铁4公斤，还原期加大底气的供给量，保证钢渣充分搅拌。同时始终保证熔池温度在1700℃左右，吹炼结束后，降低熔池温度为1580至1600℃左右，扒渣、出钢、浇注成钢锭。从而得到低碳不锈钢，其中主要成分含量为铬17.2％，碳0.036％。