一种采用RKEF与AOD炉双联法冶炼不锈钢的新型工艺

摘要

本发明采用一种冶炼不锈钢的工艺，所述工艺是采用了RKEF与AOD炉双联法冶炼不锈钢的新型工艺，将RKEF生产的粗镍合金铁水直接送入AOD炉双联精炼生产出不锈钢，并通过连铸系统制作成板坯。本发明的有益效果是减少生产中间粗镍合金浇铸、中频炉重熔等环节，充分利用粗镍合金铁水热能，通过对粗镍合金生产的渣型控制、渣温及铁水的温度进行控制，使其进入AOD炉精炼时达到一定的温度等技术进行不锈钢的试验及工业性生产，采用这样的工艺不但降低了电耗、生产成本，产品成材时间缩短，现场环境更加清洁环保，还减轻了员工的劳动强度，且生产出符合国家标准和用户要求的精制不锈钢产品。

说明书

技术领域：

本发明属于为冶金工程技术领域，具体涉及一种采用RKEF与AOD 炉双联法冶炼不锈钢的新的工艺方法。

背景技术：

目前，国内外生产不锈钢的方法基本上是采用矿热电炉生产出的 粗镍合金块作为主要原料，在中频炉熔化，通过AOD精炼炉与其他 原料按一定比例配比，通过脱碳、脱磷等过程后，再进行氧化和最终 精炼，完成液态合金成分和温度的调整，最终变成不锈钢，精炼后的 合格不锈钢采用连铸系统制作成不锈钢板坯。

由于在生产不锈钢的过程中使用粗镍合金块作主要原料，电耗 高，增加了生产成本；并且生产环节多，产品成材时间长，产能低， 增加投资设备（增加粗镍合金浇铸系统、中频炉等）及堆存场地，环 境污染较大；还有员工的劳动强度相应加大等一系列问题。

而采用RKEF工艺生产粗镍合金通过对渣型的控制、渣温、铁水 温度及保温控制等措施，直接将铁水送入AOD炉双联精炼等生产不 锈钢的工艺技术还没有见报道，属国内外空白。

发明内容：

本发明为了解决现有技术的缺陷，提高不锈钢的产能，降低生产 成本，本发明在生产工艺方面进行优化，采用了RKEF与AOD炉双联 法冶炼不锈钢的新型工艺，将RKEF工艺生产的粗镍合金铁水直接送 入AOD炉双联精炼生产出不锈钢，并通过连铸系统制作成板坯。

本发明采用一种冶炼不锈钢的工艺，所述工艺包括以下具体步骤：

1）根据AOD精炼炉入炉所需粗镍合金铁水温度，采用RKEF工艺熔 炼粗镍合金，通过对渣型进行控制；

2）严格控制粗镍合金生产时的渣温和铁温；

3）采用钢包盛装粗镍合金铁水；

4）出完粗镍合金铁水后，立即用保温料将其盖住，控制好铁水温度；

5）用行车吊运钢包并将粗镍合金铁水送入AOD精炼炉进行精炼；

6）AOD精炼炉上的精炼按AOD精炼炉技术操作规程执行；

7）将合格的AOD钢水倒入钢包，用行车吊至LF炉进行深脱氧；

8）大包钢水按LF炉工艺操作规程执行；

9）大包钢水通过行车吊运至连铸回转台，连铸成矩形坯或板坯；

10）矩形坯或板坯的制作按连铸机技术操作规程执行；

11）不锈钢制成板坯后入库。

进一步地，在步骤1）中对渣型进行控制是使Si/Mg质量比控制在 1.75-1.85之间。

进一步地，在步骤2）中渣温控制在1550-1570℃范围内；铁温控 制在1500-1520℃范围内。

进一步地，在步骤4）中所述保温料采用碳化稻壳，其粒度控制 在0～5mm范围之内；湿度控制在H₂O≤0.5％。

进一步地，在步骤5）中原料质量配比为：红送镍铁水的使用量 控制在63%-67%范围内，高碳铬铁加入量控制在28%-30%范围内，造 渣剂的加入量控制在5%-7%范围内。

进一步地，所述造渣剂为石灰、萤石或镁砂。

本发明还提供一种不锈钢，所述不锈钢采用上述工艺制成。

本发明的有益效果是减少生产中间粗镍合金浇铸、中频炉重熔等 环节，充分利用粗镍合金铁水热能，通过对粗镍合金生产的渣型控制、 渣温及铁水的温度进行控制，使其进入AOD炉精炼时达到一定的温 度等技术进行不锈钢的试验及工业性生产，采用这样的工艺不但降低 了电耗、生产成本，产品成材时间缩短，提高产能，现场环境更加清 洁环保，还减轻了员工的劳动强度，且生产出符合国家标准和用户要 求的精制不锈钢产品。

具体实施方式：

氧化物的还原性在同温下，直线位置处于较低的元素，易将其上 部的氧化物还原出来，即其氧化物越稳定，也就是说在熔炼温度范围 内，氧化物的还原顺序为镍、铁、硅。

1）粗镍合金生产的反应式如下：

NiO+C=Ni+CO

FeO+C=Fe+CO

SiO₂+2C=Si+2CO

2）不锈钢精炼的主要反应式如下：

（1）脱碳反应机理

2C+O_2(气)=2CO；C+O_2(气)=CO₂；Cr₃O_4（固）+4C=3Cr+4CO

（2）脱硅反应机理

Si+O_2(气)=SiO₂

（3）还原反应机理

Cr₃O_4（固)+2Si=3Cr+2SiO₂

（4）脱硫反应机理

FeS+CaO=CaS+FeO

具体实施例1

现以在33000kVA电炉、45tAOD精炼炉、LF精炼炉、R10二机二 流小板坯连铸机上生产不锈钢为例，来叙述实施本发明的方法：

1）根据AOD精炼炉入炉所需粗镍合金铁水温度，采用RKEF工 艺熔炼粗镍合金，通过对渣型进行控制，其Si/Mg（质量比）控制在 1.75-1.85之间；

2）严格控制粗镍合金生产时的渣温和铁温，渣温控制在 1550-1570℃范围内；铁温控制在1500-1520℃范围内；

3）采用钢包盛装粗镍合金铁水；

4）出完粗镍合金铁水后，立即用碳化稻壳（保温料）将其盖住， 控制好铁水温度，其中保温料的粒度控制在0～5mm范围之内；其湿 度控制在：H₂O≤0.5％。

5）用行车吊运钢包并将粗镍合金铁水送入AOD精炼炉进行精 炼；其中合金料与造渣剂加入量计算：

（1）合金料加入计算：

高碳铬铁加入量：50000*18.2％/60％=15167（kg）

红送镍铁水量：50000-15167=34833（kg）

（2）氧化期石灰加入量：

石灰加入量={[％Si]*50000*2.14*R}/(％CaO)有效

其中，式中[%Si]表示钢水中硅含量；

R=(％CaO)/(％SiO₂)表示碱度；(％CaO)有效——石灰中有效CaO 含量。

其中红送镍铁水的使用量控制在63%-67%范围内，高碳铬铁加 入量控制在28%-30%范围内，石灰的加入量控制在5%-7%范围内。

6）AOD精炼炉上的精炼按AOD精炼炉技术操作规程执行，具体 如下：

（1）根据钢液中的碳含量，供入最大氧量，同时调整合适的惰 性气体比例，达到脱碳保铬控温目的，将钢液终点温度控制在 1660-1680℃范围内，钢液目标碳含量控制在0.035％-0.045％范围内。

（2）通过料仓加入还原剂硅铁，还原渣中的氧化物；

（3）加入造渣剂，将钢中硫控制在0.005％以下，其中造渣剂可 为：石灰、萤石、镁砂；

7）将合格的AOD钢水倒入钢包，用行车吊至LF炉进行深脱氧；

8）大包钢水按LF炉工艺操作规程执行，具体如下：

（1）送电化渣升温，将温度升至满足连铸要求温度；

（2）调整氩气压力0.5Mpa左右，软吹10-15分钟；

（3）停气镇静钢水8分钟左右，保证夹杂物充分上浮，提高钢 水纯净度；

9）大包钢水通过行车吊运至连铸回转台，连铸成矩形坯或板坯；

10）矩形坯或板坯的制作按连铸机技术操作规程执行，具体如下：

（1）中间包温度控制在1480-1485℃；拉速控制在1.25-1.30 m/min；

（2）塞棒、二冷喷淋水采用自动控制；

（3）全程保护浇注。

11）不锈钢制成板坯后入库。

产品的化学成份及炉渣成份：

（1）产品成份

（2）炉渣成份

本发明产品的物理状态：呈板状；矩形坯尺寸： 6000mm×220mm×260mm；板坯尺寸：99000mm×160mm×（470-750） mm。本发明的新型工艺技术生产的产品适用于石油、化工、造船、 汽车、建筑、食品、电子、医疗设备、公共设施等。

综上所述，本发明的生产工艺方法，通过对粗镍合金熔炼时渣型 的控制、渣温、铁水温度的控制以及保温料的选择及其粒度、湿度的 控制，不锈钢生产时原料配比的合理搭配，不但降低了电耗、降低其 生产成本，产品成材时间缩短、提高产能，现场环境更加清洁环保， 还减轻了员工的劳动强度。