專利名稱：一種以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法。
背景技術(shù)：
二十世紀(jì)八十年代后期由于一些國家的不銹鋼廢鋼資源緊張，以鐵水為主要原料的轉(zhuǎn)爐三步法不銹鋼生產(chǎn)工藝(HM De-P+K-BOP+RH/VOD、HMDe-P+MRP-L+VOD、HM De-P+K-OBM-S+VOD)在長流程鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中得到了發(fā)展。
世界上已經(jīng)使用鐵水冶煉不銹鋼的生產(chǎn)廠分別有日本新日鐵八幡廠、川崎千葉廠和巴西的Acesita廠。其主要工藝流程是HM De-P+轉(zhuǎn)爐+VOD，但由于每個工廠的具體條件不同，轉(zhuǎn)爐所采用工藝各有特點。如新日鐵八幡廠為LD-OB轉(zhuǎn)爐；川崎千葉廠為二座K-BOP轉(zhuǎn)爐，其中一座用于熔融還原鉻鐵球團(tuán)，另一座用于脫碳；Acesita廠原為MRP轉(zhuǎn)爐，屬于底部吹入惰性氣體的弱攪拌法。。
上述用鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法及設(shè)備適于高爐鐵水硅含量較低的情況，還不能用于碳含量較高、硅含量較高的鐵水，如碳含量4％～6％，硅含量0.4％～0.8％的鐵水，而且鐵水比例小。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有以鐵水為主原料冶煉不銹鋼方法的上述不足，本發(fā)明提供一種能以碳含量較高、使用鐵水比例高的鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法。
本發(fā)明的構(gòu)思是根據(jù)不銹鋼生產(chǎn)所需鐵水的要求，我公司高爐鐵水硅含量較高(0.4％～0.8％)，因此對煉鐵廠的鐵水進(jìn)行預(yù)處理，即進(jìn)行脫硅、脫磷與脫硫。在煉鐵廠高爐爐前安裝了預(yù)脫硅噴粉裝置進(jìn)行預(yù)脫硅處理，降低鐵水中的硅含量，為進(jìn)一步脫磷創(chuàng)造有利條件。其二，采用包中預(yù)加鐵磷、聯(lián)合噴吹以及頂加氧化鐵工藝，建了二套鐵水脫磷裝置，同時脫硫。
本發(fā)明的以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法為下述三種方法。簡稱為一步法、二步法與三步法。
一步法主要冶煉碳含量較高([C]≥0.10％)、合金含量較低(∑Me≤15.0％)鋼種，如1～3Cr13。
二步法主要冶煉碳含量較高([C]≥0.05％)、合金含量較高(∑Me≥15.0％)鋼種，如0Cr18Ni9、1Cr18Ni9。
三步法三步法主要冶煉碳含量較低([C]≤0.05％)、合金含量較高的鉻鎳鋼。
不用電爐的三步法主要冶煉碳含量較低([C]≤0.05％)合金含量較低(∑Me≤15.0％)的鋼種，如0Cr13、00Cr12Ti系。

本發(fā)明的以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法步驟依次如下一 預(yù)處理鐵水對高爐鐵水進(jìn)行初步脫硅與脫磷及脫硫，使鐵水達(dá)到頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步脫碳保鉻和合金化的要求。
a 鐵水脫硅將煉鐵高爐的主要化學(xué)成分為下述的(重量百分?jǐn)?shù))鐵水C 4.0-8.0(％)Si 0.5-0.7(％)P 0.05-0.07(％)S ≤0.040(％)Mn≤0.10(％)溫度≥1310℃ 含渣量0.7％倒入鐵水包中，用扒渣機(jī)扒渣后，測量鐵水液面，測量鐵水溫度，用粉劑吹噴法，將以氧化鐵為主的鐵鱗球，用傳送帶送入鐵水包中，也可用以氧化鐵為主的鐵鱗粉用粉劑吹噴法，用氮氣為載氣噴粉槍噴入鐵水中，經(jīng)倒包、扒渣，由鐵磷中的固體氧或氣體氧與鐵水中的Si的氧化反應(yīng)，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)脫硅，化學(xué)反應(yīng)機(jī)如下
脫硅后的鐵水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為C 4.0(％)Si≤0.005(％)P 0.05-0.07(％)S ≤0.040(％)Mn≤0.10(％)溫度≥1350℃。
b 鐵水脫磷脫硫?qū)⒚摴韬蟮蔫F水經(jīng)扒渣后倒入鐵水包中，用粉劑吹噴法，將主要成分為石灰和螢石的脫磷劑用氮氣為載氣噴粉槍以30-90Kg/min劑量噴入鐵水中，噴粉槍口距鐵水包底300mm，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)脫磷和脫硫，化學(xué)反應(yīng)機(jī)理如下
脫磷反應(yīng)最終生成穩(wěn)定的P2O5·(CaO)4化合物進(jìn)入渣中。
經(jīng)測量鐵水的溫度并取鐵水化驗后，脫硅并脫磷及脫硫化的鐵水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求后C 3.8-4.5(％)Si≤0.005(％)P 0.013(％) S≤0.025(％) Mn≤0.05(％)
溫度≥1290℃含渣量 2.7％用扒渣機(jī)扒渣。
在脫磷脫硫過程中，終渣堿度控制在3.5-4.5時，脫磷達(dá)到最佳效果，一般鋼種脫磷目標(biāo)要求達(dá)到0.008％以下，特殊鋼種達(dá)到0.005％以下。用頂吹氧槍將氣體氧吹入鐵水液面上，氣體氧除與鐵水中的元素氧化反應(yīng)外，還與CO發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行二次燃燒，該熱量可以補(bǔ)償鐵水溫度損失。脫硅、脫磷與脫硫后的鐵水滿足了頂?shù)讖?fù)轉(zhuǎn)爐入爐成分穩(wěn)定、重量準(zhǔn)確的要求，滿足了轉(zhuǎn)爐冶煉熱平衡的需要，有利于提高合金收得率、縮短冶煉時間、降低生產(chǎn)成本。
二 用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步脫碳保鉻和合金化(簡稱K-OBM-S)a 把脫硅和脫磷并脫硫三脫后的鐵水倒入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步脫碳保鉻和合金化，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐對入爐鐵水的成分(重量百分?jǐn)?shù))要求為C 3.4-4.5(％)Si ≤0.20(％)P ≤0.025(％)S ≤0.030(％)Mn ≤0.05熔池溫度≥1350℃。
b 往熔池里加入合金c 采用頂氧槍高強(qiáng)度向頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)的鐵水供氧(最大頂供氧強(qiáng)度220Nm3/min)進(jìn)行脫碳保鉻，同時在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐底的均勻分布的5支吹嘴向爐內(nèi)供氬氣或氮氣。可以在不增加鉻氧化的情況下，提高脫碳速度，縮短冶煉時間。通過設(shè)定頂槍槍位的高低，控制CO二次燃燒的比例，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐內(nèi)的熱平衡，為避免鉻氧化，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的溫度控制在1650～1710℃。爐底供氣強(qiáng)度大(≥40Nm3/min)，熔池內(nèi)攪拌強(qiáng)烈，成分均勻快，反應(yīng)動力學(xué)條件好。同時向熔池底部吹氬氣或氮氣稀釋CO降低PCO，實現(xiàn)了在較低溫度下迅速脫碳而不造成鉻的大量氧化，從而較好地解決了“脫碳”和“保鉻”的矛盾。K-OBM-S轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼工藝正是通過底吹惰性氣體使氣相中PCO降低來促進(jìn)脫碳反應(yīng)的進(jìn)行，降低反應(yīng)溫度，減少鉻的氧化，達(dá)到“脫碳保鉻”的目的。通過前期頂槍高強(qiáng)度供氧(同時底部高強(qiáng)度攪拌)解決高碳原料在高碳區(qū)的快速脫碳，后期低碳區(qū)([％C]≤0.50％)通過底供氧提高了氧氣利用率，同時通過底部風(fēng)嘴吹入N2或Ar，稀釋鋼中和爐氣中PCO分壓，達(dá)到促進(jìn)脫碳和減少Cr的氧化目的，另外底吹N2或Ar的一個重要作用是提供對底吹風(fēng)嘴的冷卻保護(hù)。
在熔池的溫度達(dá)1630℃后，加入造渣劑，造渣劑有石灰、螢石與輕燒鎂球。
頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中碳、鉻選擇性氧化的平衡關(guān)系為
經(jīng)測量鐵水的溫度并取鐵水化驗后，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐脫碳后的鐵水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求后，倒入鋼包C ≤0.25(％) Si ≤0.1(％)P 0.025(％) S ≤0.015(％)Mn ≤0.12(％)Cr≥10(％)熔池溫度 1650℃-1700℃。
三 將倒入鐵水的鋼包送到吹氬站，鋼包底的吹氬槍與氬氣管連接通，吹入氬氣，把鋼包內(nèi)的鐵水由氬氣攪拌均勻，出爐鑄坯。必要時，把吹氬后的鐵水倒入LF鋼包精煉爐進(jìn)行保溫，出爐鑄坯。
要點是到站鋼水鋼包內(nèi)液面以上空間為1200～1400mm；完成測溫取樣后，調(diào)節(jié)底吹氬，鋼水翻動處直徑大于300mm，鋼水翻滾不劇烈方可送電。
四 連鑄把吹氬后的鋼水或LF鋼包精煉爐的鋼水用意大利達(dá)涅利公司的方板坯兼容連鑄機(jī)，鑄成方坯或板坯。連鑄坯規(guī)格為方坯175×215mm和220×220mm，板坯(900～1320)×180或220mm；長度鑄機(jī)方坯最大定尺長度為3600mm，板坯最大定尺為10500mm。
在連鑄過程中保護(hù)澆注，大包至中包氣動機(jī)械手把持保護(hù)套管，連接處Ar封保護(hù)；中包到結(jié)晶器浸入式水口保護(hù)澆注。
在連鑄板坯時要換水口操作，換水口應(yīng)在大包開澆10分鐘后和澆注結(jié)束前15分鐘內(nèi)進(jìn)行，過熱度控制在40-45℃。水口烘烤時間大于60分鐘，溫度大于1000℃。換水口結(jié)束后穩(wěn)定2-3分鐘，開始漸升拉速，每次0.05m/min，穩(wěn)定時間30-40秒，直至正常拉速。澆注結(jié)束中包為9-10噸時開始降拉速至0.1-0.3m/min，進(jìn)行封頂操作。
對于含碳量較高的不銹鋼吹氬氣后即可連鑄成方坯或板坯。
上述是本以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法的一步法。下述的二步法與一步法的不同之處是脫硅、脫磷與脫硫三脫之后鐵水加入頂?shù)讖?fù)轉(zhuǎn)爐的同時，把超高功率電爐熔煉的鋼水也加入頂?shù)讖?fù)轉(zhuǎn)爐中同時進(jìn)行初脫碳。單純用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)不銹鋼時，因冷態(tài)鉻、鎳合金加入量大，熱量難以平衡。臺灣中鋼公司采用在冶煉過程中加入焦碳實現(xiàn)熱平衡，導(dǎo)致冶煉周期延長，與連鑄不匹配，制約了實際生產(chǎn)應(yīng)用。為此設(shè)置30噸20000KW超高功率電爐，用以熔化固態(tài)合金。合金液兌入經(jīng)預(yù)處理脫磷后的鐵水包中進(jìn)行混合，一并裝入轉(zhuǎn)爐，再進(jìn)行冶煉，有利于縮短冶煉周期，實現(xiàn)和其它工序的良好匹配。
超高功率電爐預(yù)熔液工藝流程配料→裝料→熔煉→出鋼。
a 配料主要金屬料構(gòu)成(1)廢鋼碳素廢鋼、不銹鋼廢鋼返回料
(2)鐵合金 其中包括高碳鉻鐵、中碳鉻鐵、低碳鉻鐵、板、鎳豆、鎳鐵、鎳銅、高碳錳鐵、中碳錳鐵、低碳錳鐵、硅 鐵如FeSi75。
b 將上述材料加入超高功率電爐中 c 熔煉無返回廢鋼50分鐘，配加返回廢鋼45分鐘，與相關(guān)工序相匹配。測溫取樣化驗，使鐵水的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)到頂?shù)讖?fù)轉(zhuǎn)爐的入爐要求。
如冶煉0Cr18Ni9，無返回廢鋼時C 4.8-5.2(％) Si 0.1-0.2(％) P ≤0.035(％)S ≤0.035(％)Cr 58.0-62.0(％)使用返回廢鋼時C 1.6-2.0(％)Si 0.1-0.2(％)P ≤0.035(％)S ≤0.035(％)Cr 28.0-32.0(％) Ni 0～6(％)d 與三脫后的鐵水加入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，合金熔液與三脫后的鐵水混勻后，達(dá)到頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的對入爐液的要求。
上述是本以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法的一步法與二步法，下述的三步法與二步法的不同之處是頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐熔煉后的鋼水經(jīng)吹氬后，再由VOD真空吹氧脫碳精煉爐進(jìn)一步脫碳后，才出鋼連鑄。頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐熔煉后的鋼水應(yīng)符合真空吹氧精煉爐的入爐要求。
真空吹氧脫碳精煉爐脫碳VOD真空吹氧脫碳精煉爐冶煉不銹鋼也存在著脫碳保鉻的問題，它是采用抽真空的方式來降低CO分壓，從而達(dá)到脫碳保鉻的目的。
入爐條件控制包括成分、溫度、渣厚、鋼包狀況，表1是幾種典型鋼種的到站要求
表1

成分控制主要控制初始碳和硅，初始碳和硅高則升溫速度快，利于脫碳保鉻，但太高則延長VOD處理時間，不利于生產(chǎn)組織；同時初始硅高增加造渣料消耗。溫度控制初始溫度高，利于脫碳保鉻，但峰值溫度提高，增加耐材的消耗；前部工序的升溫壓力增加，對設(shè)備的要求提高。渣厚控制初始渣太厚降低氧氣利用率，延長吹氧時間，增加VOD總渣量。
VOD真空吹氧脫碳精煉爐真空度控制見表2表2

VOD真空吹氧脫碳精煉爐精煉分為真空吹氧脫碳、真空沸騰脫碳、還原和調(diào)整溫度成分四個階段。主要是真空吹氧脫碳和真空沸騰脫碳。
a 真空吹氧脫碳將吹氧脫碳過程分為預(yù)吹、主吹、動吹1、動吹2，動吹3、動吹4六階段，階段的關(guān)鍵是槍位和流量等主要參數(shù)的控制。
正常情況下，吹氧過程中真空度、氧氣流量、氧槍槍位、吹氧量根據(jù)二級系統(tǒng)計算值進(jìn)行設(shè)定；吹氧過程的6個階段見表3b 吹氧結(jié)束后進(jìn)行真空沸騰脫碳真空度控制在小于1torr，在此真空度下保持時間≥8分鐘。
表3

c 沸騰后還原及合金化還原時使用石灰(或合成渣)、螢石(若使用合成渣則不加螢石)和硅鐵。合金化硅鐵使用量根據(jù)鋼種而定。表4、表5分別為0Cr18Ni9典型爐號氧化渣和還原渣的成分和脫碳前后鋼水中成分的變化。
表4

由上表可以看出，經(jīng)過充分還原后渣中FeO和Cr2O3還原率可達(dá)98％以上。
表5

目前VOD的Cr收得率可達(dá)98.7％，鎳收得率基本達(dá)到100％，平均硫含量為22ppm。
d 經(jīng)取樣化驗鋼水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)到所煉鋼種的要求后，出鋼連鑄。
本發(fā)明的核心是以鐵水代替廢鋼，采用K-OBM-S復(fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行粗煉或精煉，特別適合于生產(chǎn)高純鐵素體不銹鋼，與目前國際上通用冶煉(電爐+氬氧爐或真空精煉爐)不銹鋼相比，其主要優(yōu)點如下
(1)原料結(jié)構(gòu)靈活、適應(yīng)性強(qiáng)——使用鐵水比例為60％-100％、不銹鋼廢鋼比例為0-40％以下，根據(jù)原料的供應(yīng)情況，動態(tài)調(diào)整鐵水和廢鋼的使用比例。生產(chǎn)效率高，最短冶煉時間49min、成本低，為AOD二步法的85～90％。
(2)初始碳含量高——入轉(zhuǎn)爐初始碳含量一般為4.0％以上，高出AOD入爐碳含量(一般為1.5～2.0％)兩倍以上。
(3)陣字庫K-OBM-S復(fù)吹轉(zhuǎn)爐脫碳速度快——通過應(yīng)用頂槍與底槍復(fù)合配氣制度等技術(shù)，實現(xiàn)高強(qiáng)度供氧(頂槍最大頂供氧強(qiáng)度220Nm3/min、底槍最大頂供氧強(qiáng)度40Nm3/min，反應(yīng)動力學(xué)條件好?？梢栽诓辉黾鱼t氧化的情況下，提高脫碳速度。
從市場上隨機(jī)抽取日本、韓國SUS304(0Cr19Ni9)冷軋板試樣，與申請人生產(chǎn)的0Cr18Ni9冷軋產(chǎn)品進(jìn)行成分對比見表6，性能檢驗對比見表7。
表6

表7

具體實施方式
下面結(jié)合實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的具體實施方式
不局限于下述的實施例。
實施例一本實施例是三步法冶煉0Cr13不銹鋼，其冶煉步驟依次如下一 預(yù)處理鐵水
a 鐵水脫硅將煉鐵高爐的主要化學(xué)成分為下述的(重量百分?jǐn)?shù))鐵水C 4.1(％)Si ≤0.4(％) P≤0.05(％)S ≤0.040(％)Mn ≤0.10(％)溫度≥1300℃ 49噸倒入鐵水包中，用扒渣機(jī)扒渣后，測量鐵水液面，測量鐵水溫度，用粉劑吹噴法，將以氧化鐵為主的鐵鱗球，用傳送帶送入鐵水包中，經(jīng)倒包、扒渣，由鐵磷中的固體氧或氣體氧與鐵水中的Si的氧化反應(yīng)脫硅。脫硅后的鐵水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為C 4.0(％)Si ≤0.005(％)P 0.05(％)S 0.040(％)Mn ≤0.10(％)b 鐵水脫磷脫硫?qū)⒚摴韬蟮蔫F水經(jīng)扒渣后倒入鐵水包中，用粉劑吹噴法，將主要成分為石灰和螢石的脫磷劑用氮氣為載氣噴粉槍以60Kg/min劑量噴入鐵水中，噴粉槍口距鐵水包底300mm，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)脫磷和脫硫。鐵水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求后C 3.9(％) Si ≤0.005(％)P 0.005(％)S ≤0.025(％)Mn ≤0.005(％) 溫度1300℃49噸用扒渣機(jī)扒渣。
二 用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步脫碳保鉻和合金化a 把脫硅和脫磷并脫硫三脫后的49噸鐵水倒入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步脫碳保鉻和合金化同時把爐鐵水的成分(重量百分?jǐn)?shù))為C 4.1(％)Si 0.5(％)P ≤0.035(％)S ≤0.035(％)Mn 0.1(％) 溫度≥1300℃的普通鐵15噸倒入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中與三脫鐵水混均勻進(jìn)行初步脫碳。混勻后的鐵水成分(重量百分?jǐn)?shù))為
C 4(％) Si 0.05(％)P ≤0.015(％)S ≤0.030(％) Mn 0.05(％)溫度1300℃62噸。
b 往熔池里加入14.15合金，加入的品種與重分別為高鉻合金 13噸高錳 0.15噸硅鐵 1噸c 采用頂氧槍高強(qiáng)度向頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)的鐵水供氧，頂供氧強(qiáng)度200Nm3/min進(jìn)行脫碳保鉻，同時在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐底的均勻分布的5支吹噴向爐內(nèi)供氬氣。頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的溫度控制在1650～1710℃。爐底供氣強(qiáng)度≥40Nm3/min。在熔池的溫度達(dá)1630℃后，加入造渣劑，造渣劑有石灰、螢石與輕燒鎂球。
經(jīng)測量鐵水的溫度并取鐵水化驗后，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐脫碳后的鐵水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求后，倒入鋼包C 0.25(％)Si 0.1(％)P ≤0.025(％)S ≤0.015(％)Mn0.12(％)Cr 12.3(％)熔池溫度 1650℃70噸三 將倒入鐵水的鋼包送到吹氬站，鋼包底的吹氬槍與氬氣管連接通，吹入氬氣，把鋼包內(nèi)的鐵水由氬氣攪拌均勻。
四 把吹氬后的鐵水倒入真空吹氧脫碳精煉爐脫碳入爐條件控制包括成分、溫度、渣厚、鋼包狀況，0Cr13鋼種的到站要求C 0.20-0.30(％)Si 0.1-0.15(％)P≤0.025(％)S ≤0.015(％) 溫度≥1600 渣厚≤50mm。
VOD真空吹氧脫碳精煉爐真空度按表2要求控制。
a 真空吹氧脫碳吹氧脫碳過程的預(yù)吹、主吹、動吹1、動吹2，動吹3、動吹4六個階段，吹氧過程中真空度、氧氣流量、氧槍槍位、吹氧量個階段按表3要求控制。
b 吹氧結(jié)束后進(jìn)行真空沸騰脫碳真空度控制在小于1torr，在此真空度下保持時間10分鐘。
c 沸騰后還原及合金化還原時使用1噸硅鐵。
d 經(jīng)取樣化驗鋼水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)到下述要求后，出鋼連鑄。
C 0.03(％)Si 0.85(％)P 0.025(％)S 0.004(％) Mn 0.12(％)Cr 12.3(％)熔池溫度 1550℃70噸。
五 連鑄將精煉后的鋼水用意大利達(dá)涅利公司的方板坯兼容連鑄機(jī)，鑄成175×215mm的方坯。
實施例二本實施例是三步法冶煉0Cr18Ni9不銹鋼，其冶煉步驟依次如下一 預(yù)處理鐵水a(chǎn) 鐵水脫硅將煉鐵高爐的主要化學(xué)成分為下述的(重量百分?jǐn)?shù))鐵水C 4.1(％)Si ≤0.4(％) P ≤0.05(％)S ≤0.040(％)Mn ≤0.10(％)溫度≥1300℃44噸倒入鐵水包中，用扒渣機(jī)扒渣后，測量鐵水液面，測量鐵水溫度，用粉劑吹噴法，將以氧化鐵為主的鐵鱗球，用傳送帶送入鐵水包中，經(jīng)倒包、扒渣，由鐵磷中的固體氧或氣體氧與鐵水中的Si的氧化反應(yīng)脫硅。脫硅后的鐵水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為C 4.0(％) Si ≤0.005(％)P 0.05(％)S 0.040(％)Mn ≤0.10(％)b 鐵水脫磷脫硫?qū)⒚摴韬蟮蔫F水經(jīng)扒渣后倒入鐵水包中，用粉劑吹噴法，將主要成分為石灰和螢石的脫磷劑用氮氣為載氣噴粉槍以60Kg/min劑量噴入鐵水中，噴粉槍口距鐵水包底300mm，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)脫磷和脫硫。鐵水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求后C 3.9(％)Si ≤0.005(％)P 0.005(％)S ≤0.025(％)Mn ≤0.005(％)溫度1250℃42噸用扒渣機(jī)扒渣。
二 超高功率電爐預(yù)熔液a 配料(單位噸)鉻17 返回廢鋼 6 高鉻合金3普通廢鋼1硅鐵粉0.2配料成分C 2.2(％)Si 0.8(％)P ≤0.035(％)S ≤0.035(％)Mn 0.2(％)Cr 31(％)b 將上述材料加入超高功率電爐中c 熔煉45分鐘，與相關(guān)工序相匹配。
測溫取樣化驗，使鐵水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求C 1.8(％)Si 0.1(％)P ≤0.035(％)S ≤0.035(％)Cr 30(％) Mn 0.1(％)9.5噸溫度16500℃。
三 用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步脫碳保鉻和合金化，與相關(guān)工序相匹配。
a 把脫硅和脫磷并脫硫三脫后的42噸鐵水與9.5噸超高功率電爐預(yù)熔液同時倒入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，混勻成主要成分(重量百分?jǐn)?shù))為下述的鐵水C 3.5(％) Si 0.05(％)P ≤0.015(％)S ≤0.025(％)Mn 0.05(％)Cr 5(％)溫度1300℃ 51噸b 往熔池里加入22.6噸合金，加入的品種與重分別為高鉻合金14噸高錳1.2噸硅鐵1.8噸鎳板5.6噸
c 采用頂氧槍高強(qiáng)度向頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)的鐵水供氧，頂供氧強(qiáng)度200Nm3/min進(jìn)行脫碳保鉻，同時在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐底的均勻分布的5支吹噴向爐內(nèi)供氬氣。頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的溫度控制在1650～1710℃。爐底供氣強(qiáng)度≥40Nm3/min。在熔池的溫度達(dá)1630℃后，加入造渣劑，造渣劑有石灰、螢石與輕燒鎂球。
經(jīng)測量鐵水的溫度并取鐵水化驗后，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐脫碳后的鐵水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求后，倒入鋼包C 0.25(％) Si 0.1(％)P ≤0.025(％)S≤0.015(％) Mn 1.2(％)Cr 17.2(％)Ni 8.5(％) 熔池溫度1650℃70噸。
四 將倒入鐵水的鋼包送到吹氬站，鋼包底的吹氬槍與氬氣管連接通，吹入氬氣，把鋼包內(nèi)的鐵水由氬氣攪拌均勻。
五 把吹氬后的鐵水倒入VOD真空吹氧脫碳精煉爐脫碳VOD真空吹氧脫碳精煉爐真空度按表2要求控制。
a 真空吹氧脫碳吹氧脫碳過程的預(yù)吹、主吹、動吹1、動吹2，動吹3、動吹4六個階段，吹氧過程中真空度、氧氣流量、氧槍槍位、吹氧量個階段按表3要求控制。
b 吹氧結(jié)束后進(jìn)行真空沸騰脫碳真空度控制在小于1torr，在此真空度下保持時間10分鐘。
c 沸騰后還原及合金化還原時使用1噸硅鐵與0.04噸的鋁。
d 經(jīng)取樣化驗鋼水的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)到下述要求后，出鋼連鑄。
C 0.04(％) Si 0.45(％)P 0.025(％)S 0.004(％)Mn 1.2(％) Cr 17.2(％)Ni 8.05(％)熔池溫度1550℃70噸。
五 連鑄將精煉后的鋼水用意大利達(dá)涅利公司的方板坯兼容連鑄機(jī)，鑄成900×180mm的板坯。
注解VOD真空吹氧脫碳精煉工藝，由德國維騰公司開發(fā)。該精煉法可在真空下添加合金和進(jìn)行測溫等操作，主要用于精煉不銹鋼。其特點是在減壓下頂部吹氧，同時從底部多孔塞吹氬攪拌，降低CO分壓，加速碳氧反應(yīng)。VOD是英文Vacuum Oxygen Decarburization的3個打頭字母。
LF鋼包精煉爐，由日本特殊鋼公司1971年開發(fā)，可處理各種特殊鋼，其特點是電弧加熱，加合成渣洗及吹氬。LF是Ladle Furnace的2個打頭字母。
K-OBM-S 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐
權(quán)利要求
1.一種以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法，其步驟依次如下一預(yù)處理鐵水a(chǎn)鐵水脫硅將煉鐵高爐的主要化學(xué)成分為下述的(重量百分?jǐn)?shù))鐵水C 4.0-8.0(％) Si 0.5-0.7(％)P 0.05-0.07(％)S≤0.040(％)Mn≤0.10(％)倒入鐵水包中，用扒渣機(jī)扒渣后，測量鐵水液面，測量鐵水溫度，用粉劑吹噴法，將以氧化鐵為主的鐵鱗球，用傳送帶送入鐵水包中，或用以氧化鐵為主的鐵鱗粉用粉劑吹噴法，用氮氣為載氣噴粉槍噴入鐵水中，經(jīng)倒包、扒渣，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)脫硅，使鐵水的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)到C 4.0(％) Si≤0.005(％)P 0.05-0.07(％)S≤0.040(％)Mn≤0.10(％)b鐵水脫磷脫硫?qū)⒚摴韬蟮蔫F水經(jīng)扒渣后倒入鐵水包中，用粉劑吹噴法，將主要成分為石灰和螢石的脫磷劑用氮氣為載氣噴粉槍以30-90Kg/min劑量噴入鐵水中，噴粉槍口距鐵水包底300mm，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)脫磷和脫硫，鐵水的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求后C 3.8-4.5(％) Si≤0.005(％)P 0.013(％) S≤0.025(％)Mn≤0.05(％)用扒渣機(jī)扒渣；二用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步脫碳保鉻和合金化a把脫硅和脫磷并脫硫三脫后的鐵水倒入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步脫碳保鉻和合金化，b往熔池里加入合金c采用頂氧槍高強(qiáng)度向頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)的鐵水供氧，同時在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐底的均勻分布的吹嘴向爐內(nèi)供氬氣或氮氣，并把熔池的溫度控制在1650～1710℃；在熔池的溫度達(dá)1630℃后，加入造渣劑；經(jīng)測量鐵水的溫度并取鐵水化驗后，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐脫碳后的鐵水的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求后，倒入鋼包C≤0.25(％)Si≤0.1(％)P 0.025(％)S≤0.015(％)Mn≤0.12(％) Cr≥10(％)；熔池溫度1650℃-1700℃。三將倒入鐵水的鋼包送到吹氬站，鋼包底的吹氬槍與氬氣管連接通，吹入氬氣，把鋼包內(nèi)的鐵水由氬氣攪拌均勻；四連鑄把吹氬后的鋼水用意大利達(dá)涅利公司的方板坯兼容連鑄機(jī)，鑄成方坯或板坯，或把吹氬后的鋼水倒入LF鋼包精煉爐進(jìn)行保溫，出爐鑄坯，或把吹氬后的鐵水倒入VOD真空吹氧脫碳精煉爐精煉脫碳后，出爐鑄坯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法，其特征是在脫硅和脫磷并脫硫后的鐵水倒入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步脫碳保鉻和合金化的同時，加入到頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的還有超高功率電爐預(yù)的合金熔液，合金熔液與脫硅和脫磷并脫硫后的鐵水混勻后的鐵水成分(重量百分?jǐn)?shù))要求為C 3.4-4.5(％)Si≤0.20(％)P≤0.025(％) S≤0.030(％)Mn≤0.05。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法，其特征是超高功率電爐預(yù)熔液的工藝流程依次為配料→裝料→熔煉→出鋼其中配料主要金屬料構(gòu)成(1)廢鋼碳素廢鋼、不銹鋼廢鋼返回料(2)鐵合金 其中包括高碳鉻鐵、中碳鉻鐵、低碳鉻鐵、板、鎳豆、鎳鐵、鎳銅、高碳錳鐵、中碳錳鐵、低碳錳鐵、硅鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法，其特征是頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐熔煉后的鋼水的化學(xué)成分(重量％)達(dá)到下表要求后，下述要求后，
經(jīng)吹氬氣后，再倒入VOD真空吹氧脫碳精煉爐，再由VOD真空吹氧脫碳精煉爐脫碳，達(dá)到所煉鋼種要求后，才出爐連鑄，VOD真空吹氧脫碳精煉爐精煉時，真空度根據(jù)下表要求控制
全文摘要
一種以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法，步驟依次如下一、預(yù)處理鐵水，經(jīng)鐵水脫硅與脫磷脫硫后，成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求C3.8－4.9(％)、Si≤0.025、P0.013(％)、S≤0.025(％)、Mn≤0.05(％)；二、用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步脫碳，鐵水成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求后，倒入鋼包C≤0.25(％)、Si≤0.1(％)、P0.025(％)、S≤0.015(％)、Mn≤0.12(％)、Cr≥10(％)；三、將倒入鐵水的鋼包吹氬；四、精煉脫碳，化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)下述要求后，出爐鑄坯，C≤0.25(％)、Si≤0.1(％)、P0.025(％)、S≤0.015(％)、Mn≤0.12(％)、Cr≥10(％)。本發(fā)明能以碳含量較高、使用鐵水比例高的的鐵水為主原料冶煉不銹鋼。
文檔編號C22C38/04GK1876857SQ200510012599
公開日2006年12月13日 申請日期2005年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月11日
發(fā)明者王一德, 李建民, 徐芳泓, 范光偉, 李志斌 申請人:太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司