[发明专利]用于冶炼不锈钢的镍铬合金钢及其生产方法

说明书

一、技术领域：本发明涉及一种合金钢，特别是涉及一种用于冶炼不锈钢的镍铬合金钢及其生产方法。

二、背景技术：

随着不锈钢市场需求量的增加，不锈钢生产厂家为了提高产量，降低成本，需求一种冶炼不锈钢原料，该原料可用于直接冶炼不锈钢。这种原料为镍铬合金钢。镍铬合金钢的特点是冶炼镍铬合金钢的铁水中含有较高的金属镍和铬，含有较低的磷和硫，因此，镍铬合金钢是冶炼不锈钢的非常好的原料，物美价廉，生产时的能耗低。

以前镍铬合金的冶炼主要采用矿热炉。2006年以来国内有少数厂家开始采用电炉冶炼，采用这两种工艺均需耗用大量电能，每吨钢耗电在500度以上。采用矿热炉、电炉冶炼的缺点是生产效率低，能耗高，钢中磷含量高，耐火材料消耗高。因此，开发转炉冶炼镍铬合金钢是非常必要的。

专利号为：03146206.5的发明专利公开了一种转炉炼钢的方法，该方法所用的原料种类为铁水和固体铁料，该方法生产出的钢为普通钢；本发明的方法为转炉冶炼，但是所用原料成分及工艺过程和该专利均有差别，本发明方法生产出的钢为合金钢。

三、发明内容：

本发明要解决的技术问题：提供了一种可直接用于冶炼不锈钢的镍铬合金钢及其生产方法，生产出的镍铬合金钢具有磷和硫等杂质含量低、生产过程能耗低的优点。

本发明的技术方案：

一种镍铬合金钢，以重量百分比表示，成分中含有碳0.3～2.0、硅≤1.0、锰≤0.5、磷≤0.03、硫≤0.04、铬0.6～2.5、镍3.5～7.0、铜≤0.2，余量为铁。

一种镍铬合金钢的生产方法，包括炉料配制、供氧、造渣、终点控制、脱氧合金化和吹氮处理工艺，

(1)炉料配制：炉料为含镍铁水和含镍铁块，以重量百分比表示，含镍铁水为75～90，含镍铁块为10～25；

含镍铁水的成分百分比为：碳3.5～5.5、硅1.0～3.5、锰0.3～0.8、磷0.08～0.15、硫0.03～0.07、铬3.0～6.0、镍3.0～6.0、铜≤0.2，余量为铁；

(2)供氧：采用氧气顶吹转炉冶炼，供氧压力0.7～0.9Mpa，氧气流量为8100～9200Nm³/h；

(3)造渣：采用双渣法冶炼，终点碱度大于2.5；

首批加入烧结返矿5～30kg/吨钢，然后再根据炉温分批加入烧结返矿14～30kg/吨钢；加入轻烧白云石15～30kg/吨钢；

石灰总加入量根据铁水含Si量计算，首批加入石灰总量的1/2～2/3，炉温控制在1500～1600℃，吹炼8～12分钟，倒炉、放渣；

首批渣放除后，再加入石灰总量的1/2～1/3；加入萤石和/或氧化铁皮，萤石和/或氧化铁皮总加入量为3～10kg/吨钢；再吹炼5～6分钟，第二次倒炉、倒渣；

(4)终点控制  目标碳含量：C≥0.30，出钢温度控制在1700～1720℃；

(5)脱氧合金化加入脱氧剂，其加入量为0.3～1.0kg/吨钢。

所述的含镍铁块的成分和含镍铁水的成分基本相同。

将所述的钢水连铸浇铸成钢坯，浇铸时中包温度根据钢水中碳含量控制，连铸断面为小方坯，拉速为1.2～1.8m/min。

所述的脱氧剂为钡合金、硅铁合金、锰铁合金或其他脱氧剂。

所述的吹氮处理时氮气流量500～1000Nm³/h，底吹时间为3～8分钟。

本发明具有的积极有益效果：

(1)本发明的镍铬合金钢，含有较低的磷和硫，可直接用作冶炼不锈钢的原料，可提高不锈钢的产量和质量，同时降低了生产成本。

(2)本发明的镍铬合金钢采用转炉冶炼来取代矿热炉或电炉冶炼，与采用矿热炉、电炉冶炼相比，本发明的方法具有生产效率高、能耗低，钢中硫、磷等杂质含量低的优点。因此，本发明具有良好的经济和社会效益。

(3)由于采用高炉铁水冶炼，所以钢中有害元素少，钢质纯洁，质量好。

四、附图说明：

图1：炼钢过程中的碳含量和工序温度关系控制图

图中曲线由上至下分别为：

曲线1：■表示凉包第一炉氮后温度；  曲线2：▲表示连浇炉次氮后温度；

曲线3：●表示连浇炉次中包温度；    曲线4：◇表示浇注温度下限。

五、具体实施方式：

实施例一、镍铬合金钢的生产方法

(1)炉料配制：

炉料为含镍铁水和含镍铁块，以重量百分比表示，含镍铁水为84.4％，含镍铁块为15.6％，装入量含镍铁水为34.1吨，含镍铁块即生铁块为6.3吨。

铁水成分如下：