一种降低不锈钢冶炼过程电弧炉渣中氧化铬的方法

摘要

一种降低不锈钢冶炼过程电弧炉渣中氧化铬的方法，包括：（1）送电量送到总送电量的53%-55%时，吹氧助熔；（2）电弧炉内废钢熔清后，钢液温度达到出钢温度时停吹氧气并向钢液喷吹100-200kg的硅铁粉；吹氮气搅拌，氮气流量是1800Nm3/h；（3）向炉内加入硅铁和萤石进行还原，同时继续吹氮气搅拌，氮气流量1800Nm3/h；（4）还原持续送电，送电量达到总送电量的2.5%-3%时，停止供电；吹氮气搅拌时间≥4min，停止氮气搅拌，随后摇炉，钢渣混冲出钢；（5）冶炼过程加入石灰造渣，还原后电弧炉终渣的碱度为1.20-1.35。本发明可降低不锈钢电炉渣中氧化铬，提高铬的回收，降低冶炼的成本。

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域；是在冶炼不锈钢过程中的工艺，具体涉及一种降低不锈钢冶炼过程电弧炉渣中氧化铬的方法。

背景技术

在全废钢不锈钢冶炼过程中，电弧炉配入高碳铬铁、含铬镍的返回废钢、镍合金等原料，冶炼出接近不锈钢成品的粗钢液。电弧炉产出的粗钢水经炉外精炼微调成分后连铸成钢坯。

不锈钢冶炼过程中，由于铬容易氧化的特性，与氧气具有高的亲和力，在氧气分压比较低的情况下也能够氧化，因此，电弧炉冶炼中，硅和碳的氧化往往伴随着大量铬金属氧化,氧化过程中大量的铬金属氧化进入渣中，造成不锈钢冶炼中铬金属大量损失。不锈钢冶炼过程中所有铬的损失的97%是发生在电弧炉中的。

由于电弧炉需要追求高效率生产，往往无法消耗较长时间还原渣中的铬金属，再加上电弧炉的动力学条件差，通常渣中的铬含量高达9%左右，还原效果差，铬金属损失严重。

发明内容

针对不锈钢电弧炉渣中氧化铬含量高，还原任务重，铬金属还原回收难度大的难题。本发明提出一种降低不锈钢冶炼过程电弧炉渣中氧化铬的方法；以低成本的投入，大幅度降低不锈钢电弧炉渣中氧化铬，减少炼钢过程中的铬损失，提高贵金属的回收利用，降低不锈钢的冶炼成本。

本发明的技术方案包括：

（1）延迟电弧炉炉门碳氧枪吹氧的时间，送电量送到总送电量的53%-55%时使用电弧炉炉门碳氧枪吹氧助熔；

（2）电弧炉内废钢彻底熔清后，钢水温度达到出钢温度时停吹氧气，使用电弧炉炉门碳氧枪的碳粉管喷吹硅铁粉，调整炉内渣子流动性，进行预还原，硅铁粉喷吹量是100-200kg；利用吹氧气管吹氮气搅拌，氮气流量是1800Nm3/h，同时低电压、大电流供电(90吨交流电弧炉，变压器容量90MVA，低电压设置为550伏；大电流设置为70千安)。

所述低电压，大电流是根据电弧炉变压器容量与电压调节档位而定，一般设定的低档位电压，高档位的电流；

（3）通过步骤（2）调整炉渣具有很好流动性后，向炉内加入硅铁和萤石进行还原，硅铁与萤石按照重量1：（1.5-2）配比加入， 加入量随炉容量与冶炼钢种的铬含量而定；（90t电弧炉容量，铬含量为18%的钢种使用硅铁量250-400kg，萤石500-700kg）同时继续使用炉门碳氧枪氧气管吹氮气搅拌，氮气流量1800Nm3/h；低电压、大电流供电；

（4）还原过程持续送电量达到总送电量的2.5%-3%时，停止供电；炉门碳氧枪氧气管吹氮气搅拌时间≥4min，停止氮气搅拌，随后摇炉，钢渣混冲出钢；

（5）冶炼过程加入石灰造渣，还原后电炉终渣的碱度（CaO/SiO2）控制在1.20-1.35。

具体实施方式

实施例一：90t全废钢不锈钢冶炼，耗电量37000kwh/炉,实施本技术方案如下：

(1)延迟炉门氧枪吹氧的时机。送电量达到20000kwh时开始使用炉门碳氧枪吹氧助熔；

(2)电炉废钢彻底熔清后，温度达到出钢温度1620℃时停吹氧气，使用炉门碳氧枪的碳粉管喷吹硅铁粉调整炉内渣子流动性进行预还原，喷吹硅铁粉量100-200kg硅铁粉调整炉渣具有很好的流动性；氧气管吹氮气搅拌，氮气流量1800Nm3/h，同时低电压、大电流供电。

（3）通过步骤（2）调整炉渣具有很好流动性后向炉内加入硅铁和萤石进行还原，硅铁与萤石按照重量1：（1.5-2）配比加入使用硅铁量250-400kg，萤石500-700kg；同时继续使用炉门碳氧枪氧气管吹氮气搅拌，氮气流量1800Nm3/h；低电压、大电流供电；

（4）还原过程持续供电900-1100kwh，停止供电；炉门碳氧枪氧气管吹氮气搅拌时间≥4min，停止氮气搅拌，随后摇炉，钢渣混冲出钢；

(5) 冶炼过程加入石灰造渣，还原后电炉终渣的碱度（CaO/SiO2）控制在1.20-1.35。

依照本技术方案实实施，电弧炉渣中平均氧化铬由以前的6.55%降低到2.72%。

炉均出钢量89吨，吨钢渣量150.9Kg，年产量48万吨，直接经济效益：渣中氧化铬含量由6.55%降低到2.72% ,吨钢回收纯铬3.953kg，单炉回收纯铬351.82kg。

吨钢经济效益=吨钢产渣量×降低的渣中氧化铬含量×氧化铬中纯铬的含量×纯铬的价格=150.9Kg/吨钢×（6.55%-2.72%）×0.684×12元 =47.43元/吨钢。

年效益＝吨钢效益×年产量＝47.43元/吨钢×48万吨＝2277.01万元

实施例二：50t全废钢不锈钢冶炼，耗电量24000kwh/炉,实施本技术方案如下：

(1)延迟炉门氧枪吹氧的时机。送电量达到14000kwh时开始使用炉门碳氧枪吹氧助熔；

(2)电炉废钢彻底熔清后，温度达到出钢温度1620℃时停吹氧气，使用炉门碳氧枪的碳粉管喷吹硅铁粉调整炉内渣子流动性进行预还原，喷吹硅铁粉量100-200kg硅铁粉调整炉渣具有很好的流动性；氧气管吹氮气搅拌，氮气流量1800Nm3/h，同时低电压、大电流供电。

（3）通过步骤（2）调整炉渣具有很好流动性后向炉内加入硅铁和萤石进行还原，硅铁与萤石按照重量1：（1.5-2）配比加入使用硅铁量150-200kg，萤石300-400kg；同时继续使用炉门碳氧枪氧气管吹氮气搅拌，氮气流量1800Nm3/h；低电压、大电流供电；

（4）还原过程持续供电700kwh，停止供电；炉门碳氧枪氧气管吹氮气搅拌时间≥4min，停止氮气搅拌，随后摇炉，钢渣混冲出钢；

(5) 冶炼过程加入石灰造渣，还原后电炉终渣的碱度（CaO/SiO2）控制在1.20-1.35。

依照本技术方案实实施，电弧炉渣中平均氧化铬由以前的6.85%降低到2.87%。

炉均出钢量48吨，吨钢渣量163.3Kg，年产量25万吨，直接经济效益：渣中氧化铬含量由6.85%降低到2.87% ,吨钢回收纯铬4.44kg，单炉回收纯铬213.12kg。

吨钢经济效益=吨钢产渣量×降低的渣中氧化铬含量×氧化铬中纯铬的含量×纯铬的价格=163.3Kg/吨钢×（6.85%-2.87%）×0.684×12元 =53.34元/吨钢。

年效益＝吨钢效益×年产量＝53.34元/吨钢×25万吨＝1333.5万元。