采用富氧頂?shù)纂p吹兩步法精煉鎳鉻合金的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用富氧頂?shù)纂p吹兩步法精煉鎳鉻合金的工藝，首先分別冶煉鉻鐵、鎳鐵溶液：將紅土鎳礦與焦粉混勻燒結(jié)成塊，加石灰石和焦粒如礦熱爐冶煉成溶液待用；將鉻礦粉與焦粉混勻燒結(jié)成塊，加硅石、焦粒入礦熱爐冶煉成溶液待用；在精煉爐中提前加入石灰或螢石，預(yù)熱后將鎳鐵溶液倒入，通氧氣脫硅，將鉻鐵溶液兌入，吹氬氧混合氣體進(jìn)行氧化，吹煉至終點(diǎn)，取鋼水樣分析、調(diào)整后扒渣，控制溫度出鋼澆鑄，冷卻后即得成品。本發(fā)明將從礦熱爐中放出的鎳鐵和鉻鐵溶液熱裝熱兌到氧氣頂?shù)纂p吹的AOD精煉爐中，氧化脫硅等雜質(zhì)后，生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的不銹鋼，達(dá)到節(jié)約能耗、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和增加產(chǎn)品附加值的目的。
【專利說明】采用富氧頂?shù)纂p吹兩步法精煉鏡鉻合金的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不銹鋼的冶煉，尤其是涉及一種采用富氧頂?shù)纂p吹兩步法精煉鎳鉻合金的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]自從08年金融危機(jī)爆發(fā)以來，全球經(jīng)濟(jì)一直處于萎靡不振的狀態(tài)，從國(guó)際國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)走勢(shì)和全球鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展周期來看，我國(guó)不銹鋼產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入相當(dāng)長(zhǎng)的低速微利發(fā)展期。受下游需求增速放緩、上游原材料高價(jià)擠壓等因素影響，不銹鋼企業(yè)普遍面臨生存經(jīng)營(yíng)困難，半數(shù)以上不銹鋼企業(yè)陷入虧損局面。因此轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)增量，發(fā)展思路，實(shí)施精細(xì)化管理，向內(nèi)挖潛增效、控制成本、加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)由高能耗高排放工業(yè)向低能耗低排放工業(yè)形似的轉(zhuǎn)變，提高工藝技術(shù)水平，促進(jìn)資源的利用率，積極應(yīng)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的困境，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高產(chǎn)品的附加值，是企業(yè)增強(qiáng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力和可持續(xù)發(fā)展能力的必經(jīng)之路。
[0003]鎳鐵合金是含有一定量生鐵的鐵合金，其生產(chǎn)成本低于純鎳且可滿足生產(chǎn)不銹鋼的要求，國(guó)內(nèi)不銹鋼廠多作為純鎳的替代產(chǎn)品使用。
[0004]目前不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)多采用三步法工藝生產(chǎn)不銹鋼，即礦熱爐鑄塊一電爐熔化一AOD精煉爐冶煉，即首先礦熱爐冶煉鎳鐵、鉻鐵塊，然后電爐將鉻鐵、鎳鐵塊熔化成鐵水?’最后將鐵水進(jìn)入AOD精煉爐精煉，得到不銹鋼成品。由于第一步中礦熱爐冶煉鎳鐵合金時(shí)含有較高的未被利用的潛熱，在第二步化鐵過程中又需消耗大量的電能(每冶煉一噸鋼需耗電600度)，所以高電耗成本使投放市場(chǎng)的不銹鋼產(chǎn)品價(jià)格過高，降低了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)約能耗、減少成本的采用富氧頂?shù)纂p吹兩步法精煉鎳鉻合金的工藝。`
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案:
本發(fā)明所述采用富氧頂?shù)纂p吹兩步法精煉鎳鉻合金的工藝，包括下述步驟:
第一步，分別冶煉鉻鐵、鎳鐵溶液
一、熔煉鎳鐵溶液
將鎳含量> 1.6%的紅土鎳礦與焦粉按95、2%:5~8%之比例稱量后在滾筒混料機(jī)內(nèi)混合均勻，入燒結(jié)機(jī)110(Tl300°C燒結(jié)成塊備用；
將燒結(jié)后的鎳塊按鎳塊:石灰石:焦粒=92~94%:2~3%:4飛％之比例稱量后送入礦熱爐中冶煉成1500°C ±10°C的鎳鐵溶液待用；
二、熔煉鉻鐵溶液
將鉻含量38~45%的鉻礦粉與焦粉按75~80%: 20~25%之比例稱量后在滾筒混料機(jī)混合均勻，入燒結(jié)機(jī)110(Tl250°C燒結(jié)成塊備用；
將燒結(jié)后的鉻塊按鉻塊:硅石:焦粒=86~90%:6~4%:8~6%之比例稱量后入礦熱爐中冶煉成1500°C ±10°C的鉻鐵溶液待用；
第二步，鎳鉻合金精煉
在精煉爐中按20-25kg/噸鐵液的用量提前加入石灰或螢石，預(yù)熱至300°C后，將第一步熔煉的鎳鐵溶液倒入，爐內(nèi)通氧氣，氧化脫硅至硅含量0.5%，將第一步熔煉的鉻鐵溶液兌入(鎳鐵溶液和鉻鐵溶液的重量份配比為2:1)，溫度升至1650-l750°C時(shí)，按l0-l5kg/噸鐵液的用量再次加入石灰或螢石，然后控制溫度1560-1650°C，吹入氬氧混合氣體進(jìn)行氧化，吹煉至終點(diǎn)時(shí)，取鋼水樣分析、調(diào)整后扒渣，控制溫度在1500-l600°C時(shí)出鋼澆鑄，冷卻后即得成品。
[0007]所述焦粉的粒度小于1mm，所述焦粒的粒度為20-40mm。
[0008]所述焦粉或焦粒中的碳含量≥ 82% ;所述娃石的含娃量≥ 97%。。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于將從礦熱爐中放出的鎳鐵溶液和鉻鐵溶液按一定比例再配合輔料，熱裝熱兌到氧氣頂?shù)纂p吹的AOD精煉爐中，氧化脫硅、碳、磷、硫等雜質(zhì)后，生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的不銹鋼，達(dá)到節(jié)約能耗、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和增加產(chǎn)品附加值的目的。本發(fā)明工藝與傳統(tǒng)的不銹鋼冶煉工藝相比，采用鎳鐵溶液和鉻鐵溶液熱裝熱兌，避免了熱損失，充分利用了鎳鐵潛熱，縮短了工藝流程，同時(shí)鎳鐵溶液直接進(jìn)入精煉爐經(jīng)氧化還原冶煉成合格的不銹鋼制品，省去了電爐化鐵的工藝，冶煉I噸鋼即可節(jié)電600度，大大降低了能耗；該工藝充分利用了原有設(shè)備，具有投資少的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面以冶煉304不銹鋼產(chǎn)品為例，對(duì)采用富氧頂?shù)纂p吹兩步法精煉鎳鉻合金的工藝進(jìn)行詳細(xì)說明:
第一步，分別冶煉鉻鐵、鎳鐵溶液
一、熔煉鎳鐵溶液
將鎳含量> 1.6%的紅土鎳礦與碳含量≥82%、粒度小于Imm的焦粉按95~92%:5~8%之比例稱量后在滾筒混料機(jī)內(nèi)混合均勻，入燒結(jié)機(jī)110(T130(TC燒結(jié)成塊(燒結(jié)塊直徑大約f 10cm，成塊率> 70%)備用；
將燒結(jié)后的鎳塊按鎳塊:石灰石:焦粒=92~94%:3~2%:5~4%之比例稱量后送入礦熱爐中冶煉成1500°C ±10°C的鎳鐵溶液待用；所用焦粒的粒度為20-40mm，碳含量同焦粉；石灰石粒度大約6cm ；
二、熔煉鉻鐵溶液
將鉻含量38~45%的鉻礦粉與焦粉(規(guī)格同上)按75~80%:20~25%之比例稱量后在滾筒混料機(jī)混合均勻，入燒結(jié)機(jī)1100-l250°C燒結(jié)成塊(燒結(jié)塊直徑大約1-10cm，成塊率> 70%)備用;
將燒結(jié)后的鉻塊按鉻塊:硅石:焦粒=86~90%:6~4%:8~6%之比例稱量后入礦熱爐中冶煉成1500°C ±10°C的鉻鐵溶液待用；所用焦粒規(guī)格同上；所用硅石的含硅量≥97%，直徑大約1~5cm ；
第二步，鎳鉻合金精煉
在精煉爐中按20-25kg/噸鐵液的用量提前加入石灰或螢石，預(yù)熱至300°C后，將第一步熔煉的鎳鐵溶液倒入，爐內(nèi)通氧氣，氧化脫硅至硅含量0.5%，將第一步熔煉的鉻鐵溶液兌入(鎳鐵溶液和鉻鐵溶液的重量份配比為2:1)，至溫度升至1650~l750°C時(shí)，按l0~l5kg/噸鐵液的用量再次加入石灰或螢石，然后控制溫度1560~l650°C，吹入氬氧混合氣體進(jìn)行氧化:開始吹煉時(shí)，氬氧混合氣體的比例為Ar: O 2=1:3，此時(shí)由于硅錳的氧化，冒出很濃的紅煙，當(dāng)紅煙消失，火焰露頭，說明硅錳基本氧化完了，碳開始大量氧化；當(dāng)碳焰收縮變軟時(shí)，鐵液中的碳約為0.2%左右，可取樣分析，并變換氬氧混合氣體中的氬氧比例，依次用Ar: O2=1:2，Ar: O 2=1:1的比例繼續(xù)吹煉；當(dāng)碳焰收縮分叉,在爐口周圍有薄薄的紅煙冒出，碳含量大約為0.5~0.8%。吹煉至終點(diǎn)時(shí)，取鋼水樣分析C、Mn、P、S、S1、Cr,Ni的含量，并在出鋼前根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果對(duì)鋼水成分進(jìn)行調(diào)整(鎳含量低時(shí)可添加鎳，鉻含量低時(shí)可添加鉻)，然后扒渣，控制溫度在1500-1600°C時(shí)出鋼澆鑄，冷卻后即得304不銹鋼產(chǎn)品。經(jīng)化驗(yàn)分析，得到的304不銹鋼產(chǎn)品的成分組成為:C ≤ 0.08%, Mn 1.00~2.00%, Si ≤1.00%, p≤0.04%,S ≤ 0.03%, Cr 18-20% ；Ni 8-11% ;余量為 Fe。
【權(quán)利要求】
1.一種采用富氧頂?shù)纂p吹兩步法精煉鎳鉻合金的工藝，其特征在于:它包括下述步驟: 第一步，分別冶煉鉻鐵、鎳鐵溶液 一、熔煉鎳鐵溶液 將鎳含量> 1.6%的紅土鎳礦與焦粉按95、2%:5~8%之比例稱量后在滾筒混料機(jī)內(nèi)混合均勻，入燒結(jié)機(jī)110(Tl300°C燒結(jié)成塊備用； 將燒結(jié)后的鎳塊按鎳塊:石灰石:焦粒=92~94%:2~3%:4飛％之比例稱量后送入礦熱爐中冶煉成1500°C ±10°C的鎳鐵溶液待用； 二、熔煉鉻鐵溶液 將鉻含量38~45%的鉻礦粉與焦粉按75~80%: 20~25%之比例稱量后在滾筒混料機(jī)混合均勻，入燒結(jié)機(jī)110(Tl250°C燒結(jié)成塊備用； 將燒結(jié)后的鉻塊按鉻塊:硅石:焦粒=86~90%:6~4%:8~6%之比例稱量后入礦熱爐中冶煉成1500°C ±10°C的鉻鐵溶液待用； 第二步，鎳鉻合金精煉 在精煉爐中按2(T25kg/噸鐵液的用量提前加入石灰或螢石，預(yù)熱至300°C后，將第一步熔煉的鎳鐵溶液倒入，爐內(nèi)通氧氣，氧化脫硅至硅含量0.5%，將第一步熔煉的鉻鐵溶液兌入，溫度升至1650~l750°C時(shí)，按l0~l5kg/噸鐵液的用量再次加入石灰或螢石，然后控制溫度1560~1650°C，吹入氬氧混合氣體進(jìn)行氧化，吹煉至終點(diǎn)時(shí)，取鋼水樣分析、調(diào)整后扒渣，控制溫度在1500^1600 °C時(shí)出鋼澆鑄，冷卻后即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用富氧頂?shù)纂p吹兩步法精煉鎳鉻合金的工藝，其特征在于:所述第二步中鎳鐵溶液和鉻 溶液的重量份配比為2:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用富氧頂?shù)纂p吹兩步法精煉鎳鉻合金的工藝，其特征在于:所述焦粉的粒度小于1mm，所述焦粒的粒度為20~40mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用富氧頂?shù)纂p吹兩步法精煉鎳鉻合金的工藝，其特征在于:所述焦粉或焦粒中的碳含量≥82% ;所述娃石的含娃量≥97%。
【文檔編號(hào)】C22C33/06GK103882277SQ201410113009
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】陳虎平, 李海平, 吳吉瑞 申請(qǐng)人:安陽(yáng)紅巖鐵合金有限公司