[发明专利]一种不锈钢冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别是提供了一种不锈钢冶炼方法，采用直接还原铁作为原料，采用两座电炉分别进行熔化和合金化。

背景技术

目前，国内外冶炼不锈钢的主原料多为普通废钢、不锈废钢和铁水。

不锈废钢冶炼方法主要为电炉—AOD炉二步法或者电炉—AOD炉—VOD炉的三步法生产。采用废钢或不锈废钢为原料时，废钢中的有些残余重金属无法去除，影响最终产品质量，采用铁水为原料时，需配备高炉等生产设施，投资大，资源消耗多，环境污染严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不锈钢冶炼方法，采用直接还原铁作为主原料，采用2座电炉分别进行熔化直接还原铁和不锈钢合金化作业，然后采用AOD炉进行精炼，所生产的不锈钢中P含量低，有害杂质含量低，品种范围广。

本发明冶炼不锈钢工艺步骤如下：

（1）电弧炉熔炼：第一座电弧炉采用偏心炉底结构，主要功能是熔化直接还原铁，电弧炉配备了炉壁集束碳氧枪，采用吹氧操作，实现钢液脱磷，熔池温度达到1560℃~1580℃； 

（2）电弧炉合金化：第二座电弧炉采用出钢槽结构，电炉冶炼吹氧操作，脱除钢液中的部分碳，不锈钢的80%~90重量%的合金加入此电炉，进行钢液合金化，熔池温度达到1600℃~1660℃；

（3）AOD炉精炼：将步骤(2)电炉中的钢水兑入AOD炉中，采用氧枪和炉底侧部风口复吹供氧，加快脱碳速率。当碳含量达到0.25%~0.45重量%时，加入剩余的10~20重量%合金，逐步降低氧气流量，增大氮气或氩气的流量，以降低一氧化碳分压，确保降碳保铬的热力学条件。钢液温度达到1680℃～1700℃，终点碳含量0.25重量%。之后将钢水和炉渣一起出至炉下的钢水包内，通过渣钢混冲进一步还原渣中的氧化铬。

（4) VOD炉精炼：VOD炉实现钢液深度脱碳去气，终点碳含量≦0.05%。

（5) 连铸：连铸钢包加盖，结晶器电磁搅拌，氩气保护浇注，凝固末端电磁搅拌。

本发明具有以下优点：

由于采用直接还原铁作为冶炼不锈钢的主要原料，钢中P含量易于控制，残余的重金属如Cu、Sn、Pb、As等含量很低；

冶炼工艺的每一步都有明确的目标，分工明确，即第1座电炉熔化直接还原铁并脱磷，提供合格的粗钢水，第2座电炉进行合金化作业，为AOD提供合格母液，AOD完成精炼作业；

85%以上的合金在第2座电炉中加入，合金成分易于控制，AOD炉仅仅作为精炼炉加入少量合金；

当不锈钢废钢资源充足时，可直接在第2台电炉中冶炼不锈废钢，为AOD炉提供母液；

根据市场的变化，第2座电炉也可用于特殊钢的生产。

附图说明

图1为本发明系统的流程示意图。其中，偏心炉底电弧炉1、钢包2、出钢槽结构电弧炉3、AOD炉4、扒渣机5、VOD真空精炼炉6、连铸机7。

具体实施方式

1) 用偏心炉底电弧炉1将直接还原铁熔化，冶炼低磷的粗钢水，直接还原铁主要成分：C 1.4%；S 0.01%；P 0.04%；全铁含量 92%；金属铁含量 84.64%；FeO 9.47%；出钢温度1560℃，P含量0.025%，然后出钢至钢包2中。

2) 将钢包2中的粗钢水兑入出钢槽结构电弧炉3中，其任务就是熔化高碳铬铁、不锈钢返回料及少量废钢，这些原料再加上偏心炉底电弧炉1提供的钢水，经冶炼后采用钢渣混出的方式出钢（用于还原渣中的氧化铬），出钢温度1660℃。钢水扒渣后，兑入AOD炉4中。

3) 采用氧枪和炉底侧部风口复吹供氧，加快脱碳速率。冶炼中期，控制氧气流量，增大氮气或氩气的流量，以降低一氧化碳分压，确保降碳保铬的热力学条件，钢液温度达到1680℃，终点碳0.25%；之后将钢水和炉渣一起出至炉下的钢包2中，通过渣钢混冲进一步还原渣中的氧化铬。

4) 采用起重机将钢包吊运至扒渣站用扒渣机5进行扒渣作业。

5) 将扒渣后的钢包2采用起重机吊运至VOD真空精炼炉6中深脱碳，底吹氩气或者氮气搅拌，终点碳含量0.05%，终点温度1700℃，结束VOD真空精炼。

6) 采用起重机将钢包吊运至连铸机7的钢包回转台上进行连铸作业。