[发明专利]电弧炉返回吹氧法冶炼不锈钢的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢冶炼技术领域，具体的说是一种在高硅、高镍、高压、高温等条件下的一种电弧炉返回吹氧法冶炼不锈钢的工艺。

背景技术

电弧炉返回吹氧法冶炼不锈钢工艺现已普遍应用于不锈钢生产领域，其目的是回收废合金钢中价值高的金属元素如铬、镍、钼等，以降低冶炼生产成本。用电弧炉返回吹氧法冶炼生产镍铬系不锈钢，在长期生产实践中，发现存在如下问题：

（1）电弧炉返回吹氧法冶炼不锈钢生产中高合金钢返回炉料使用量较低，一般为40%～60%，且合金的回收率不高，冶炼成本较高；

（2）电弧炉返回吹氧法冶炼不锈钢在吹氧脱碳的过程中，钢液中的铬也会被氧化，低温时铬氧化倾向大，钢液中的含铬量愈高时，铬的氧化烧损愈多，造成出钢液的成分无法保证，尤其是碳、铬的含量不好控制；

（3）电弧炉返回吹氧法冶炼不锈钢在生产过程中钢液的温度不好控制，电压、电流操作不当，会造成短弧操作，电压、电流使用不合理，合金回收率低，严重影响生产进程及产品质量；

（4）电弧炉返回吹氧法冶炼不锈钢在吹炼时炉内温度不断升高，使炉衬长时间处于过热状态，高温炉渣对炉衬侵蚀严重，造成炉衬损坏，需要用卤水镁砂高温快速补炉或重新砌炉，补炉操作复杂，费时费工。

发明内容

本发明的目的是提供一种电弧炉返回吹氧法冶炼不锈钢工艺，通过高硅、高镍、高温、高压、双管连续吹氧、及时加合金快速降低炉内钢液温度和合理供电等工艺技术和操作手段，以解决电弧炉返回法冶炼时回炉料使用量低、化学成分难以控制、合金元素铬回收率低、冶炼时间长、炉衬损坏严重等问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种电弧炉返回吹氧法冶炼不锈钢的工艺，其特征在于它包括以下步骤：

步骤一、配料：90%的炉料采用本钢种高合金钢返回料，如有大块炉料切割成小块；在装料前炉底加入钢液重量1.0～1.5%的FeSi，配入Ni到中上线；

步骤二、熔化期：当炉料熔清后，钢液的温度≥1600℃时，根据炉渣情况，判断是否放渣，保证吹氧脱碳在薄渣下进行；

步骤三、氧化期：取炉试样分析钢液成分，将Si的成分调整控制到钢液重量的1.0～1.5%，Ni的成分调整控制到钢液重量的9.5～10.5%，计算钢液成分铬碳质量比，确定吹氧温度，当炉内钢液温度满足要求时，将吹氧压力提高至1.5～1.8MPa，用两根吹氧管连续吹氧18～22分钟，观察炉膛气氛、吹氧火焰的颜色，再次取样分析钢液成分，将C的成分调整控制到≤钢液重量的0.03%；

步骤四、还原期：在脱氧良好的白渣情况下加入FeCr合金块调整最终成分同时能起到快速降低炉内温度的作用，其中所述FeCr合金块中Cr含量为60～70%，加入FeCr合金后及时推拉搅拌钢液，补加FeCr合金调整钢液最终成分，炉内温度快速降低，搅拌钢液，把露于渣面上的固体FeCr合金块推入钢液中，分批次加入还原剂回收渣中的Cr，当加入的合金露于渣面上时，采用电压210V、电流10KA的供电方式；如合金埋入渣面下时则采用电压180V，电流8KA的供电方式，还原期严禁短弧操作，电极下降要同步；

步骤五、出钢，浇注。

作为本发明的进一步改进，步骤三所述的吹氧温度范围为1705～1835℃。

作为本发明的更进一步改进，步骤四中所述合FeCr合金块中Cr含量为60～70%。

作为本发明的更进一步改进，所述步骤四中所述还原剂为铝块、铝屑、FeSi、CaSi中的一种或两种以上的组合。其中所述铝块中铝的质量百分比含量≥95%；所述铝屑中铝的质量百分比含量≥95%；所述FeSi中Si的质量百分比含量为72～80%；所述CaSi中Si的质量百分比含量≥28%。

本发明所述的工艺具有以下技术特点：

（1）、高硅：氧化期硅含量为钢液重量的1.0％～1.5％。由于硅和氧的亲和力大于铬和氧的亲和力，硅先于铬被氧化，且熔化所需时间较长，为了解决熔化期铬烧损严重难题和为氧化期提供适当的硅含量,在实际操作中，提前在装料时加入钢液重量1.0％～1.5％的硅铁。每氧化1％的硅比每氧化1％的铬放出的热量多，这样在熔化过程中用硅来保护铬，降低铬的烧损，与此同时，硅氧化放出较大热量，迅速提高了钢液温度，为碳的提前氧化创造了条件。通过实验证明，化清铬的含量比原工艺中铬的含量提高了1.5％～2.0％。