專利名稱：一種用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法，具體講是一種用脫磷鐵水直兌AOD冶煉400系鐵素體不銹鋼的方法。
背景技術(shù)：
KR是一種日本發(fā)明脫硫技術(shù)，其原理是將石灰等脫硫劑加入鐵水罐內(nèi)應(yīng)用機(jī)械攪拌進(jìn)行鐵水脫硫的技術(shù)，具有強(qiáng)大的脫硫能力，可將鐵水脫硫至5ppm以下。使用KR裝置用于鐵水脫磷未見報(bào)道。AOD是氬氧脫碳爐的簡(jiǎn)稱，一般與電爐聯(lián)用，EAF+A0D工藝是當(dāng)今主流的不銹鋼冶煉工藝，當(dāng)今采用EAF+A0D工藝生產(chǎn)的不銹鋼數(shù)量占不銹鋼總產(chǎn)量的70%以上。400系鐵素體不銹鋼是一種使用狀態(tài)以鐵素體為主的不銹鋼，具備良好的耐點(diǎn)腐蝕、耐縫隙腐蝕的能力，同時(shí)因其不含鎳或低鎳含量又是一種低成本、節(jié)約型不銹鋼。20世紀(jì)70年代以來隨著煉鋼工藝的進(jìn)步，其生產(chǎn)量逐步增加，在民用制品、裝飾等行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。不銹鋼冶煉工藝本身所具有的特性(有一個(gè)鉻的還原期)，使其不具備脫磷條件，必須使用低磷的原料(一般不銹鋼均要求[P] ^ 0.040%)0因而要使用磷含量較高(一般[P] ^ 0.080%)的高爐鐵水作為不銹鋼生產(chǎn)原料，高爐鐵水必須經(jīng)過脫磷處理。傳統(tǒng)的EAF+A0D工藝，一般使用不銹鋼廢鋼、碳素廢鋼、高碳鉻鐵合金為原料在EAF內(nèi)熔煉不銹鋼母液，其缺點(diǎn)是⑴不含鎳的鉻不銹鋼廢鋼資源有限、⑵碳素廢鋼質(zhì)量參差不齊(有些磷含量較高)、(3)電爐冶煉費(fèi)用較高，而鐵素體不銹鋼相對(duì)售價(jià)較低，采用電爐工藝生產(chǎn)的鐵素體不銹鋼價(jià)格缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。因此 EAF+A0D工藝多用于冶煉300系鉻鎳不銹鋼。DEP+轉(zhuǎn)爐+ VOD工藝是20世紀(jì)80年代后逐步興起的冶煉400系不銹鋼的主流工藝，通常采用高爐鐵水經(jīng)脫磷預(yù)處理，然后在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐(Κ0ΒΜ或MRP)初煉完成鉻合金化，再經(jīng)VOD精煉為成品。缺點(diǎn)是從高爐鐵水到不銹鋼成品需要“脫磷預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐粗煉、VOD精煉”三個(gè)步驟，相對(duì)成本較高、生產(chǎn)組織復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法的上述不足，本發(fā)明提供一種成本較低的用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法。本發(fā)明利用申請(qǐng)人現(xiàn)有的KR裝置對(duì)高爐鐵水進(jìn)行脫磷處理，脫磷鐵水作為AOD冶煉400系鐵素體不銹鋼的主要原料，開發(fā)了一種使用高爐鐵水作為不銹鋼生產(chǎn)原料的400系鐵素體不銹鋼冶煉方法。相比不銹鋼廢鋼，經(jīng)脫磷處理后的高爐鐵水基本不含Cu、Pb、As等有害元素，更為潔凈，不含鎳，冶煉不含鎳或低鎳的400系鐵素體不銹鋼，不會(huì)造成鎳資源的浪費(fèi)，產(chǎn)品純凈度更高。同時(shí)400系鐵素體不銹鋼比奧氏體不銹鋼合金含量低，脫磷鐵水直兌AOD冶煉400系不銹鋼，AOD爐內(nèi)熱量基本平衡，因而采用脫磷鐵水直兌AOD工藝冶煉400系不銹鋼，相比傳統(tǒng)的EAF+A0D方法，是一種更為高效、低成本的優(yōu)選方法。KR裝置具備強(qiáng)大的攪拌能力，脫磷劑加入鐵水后通過強(qiáng)力攪拌，能為鐵水和脫磷劑提供良好的反應(yīng)條件，具有較強(qiáng)的脫硫、脫磷能力。本發(fā)明以敞口鐵水罐為反應(yīng)容器，向高爐鐵水中加入燒結(jié)礦粉、氧化鐵粉、石灰粉，利用KR裝置強(qiáng)大的攪拌能力進(jìn)行攪拌脫磷。脫憐鐵水機(jī)除脫憐潘后作為王原料兌入AOD冶煉400系不鎊鋼。本發(fā)明的技術(shù)方案是高爐鐵水扒渣KR預(yù)處理脫磷扒渣AOD冶煉板坯連鑄。本用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法包括下述依次的步驟:
I鐵水扒渣·
將高爐鐵水兌入鐵水罐，然后扒凈高爐渣，要求帶渣量小于0.50噸；高爐鐵水的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:
C 3.0 4.0 ; P 0.080 0.150 ； Si 0.20 0.60 ; S ≤ 0.10 ；
其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)；鐵水溫度1330 1370°C ；
II KR脫磷處理
在兌入鐵水罐后半分鐘內(nèi)，攪拌頭插入鐵水開始攪拌，直到脫磷結(jié)束，待攪拌頭開始攪拌后再開始加入脫磷劑，在兌入鐵水罐后半分鐘，加入第一批燒結(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為:
燒結(jié)礦粉1.4 1.6kg ；氧化鐵2.8 3.2 kg ；
煉鋼石灰粉3.7 4.3kg ； 螢石顆粒0.15 0.25kg ；
在兌入鐵水罐后19.5 20.5分鐘，加入第二批燒結(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為:
燒結(jié)礦粉1.4 1.6 kg ； 氧化鐵2.8 3.2 kg ；
煉鋼石灰粉5.7 6.3kg ； 螢石顆粒0.55 0.65kg ；
在兌入鐵水罐后39.5 40.5分鐘，加入第三批燒結(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為:
燒結(jié)礦粉1.4 1.6kg ；氧化鐵 2.8 3.2kg ；
煉鋼石灰粉 7.7 8.3kg ；螢石顆粒0.55 0.65kg ；
取樣分析鐵水；
III扒渣
脫磷結(jié)束后，扒除全部脫磷渣，鐵水溫度1250 1270°C，帶渣量小于0.50噸；
IV AOD冶煉
將脫磷鐵水兌入A0D，吹氧脫碳升溫，每噸鐵供氧量38 42Nm3，吹煉過程加入高碳鉻鐵(高碳鉻鐵含鉻為Cr63.5 64.5%)、煉鋼石灰與輕燒白云石，完成脫碳、升溫與合金化；每噸鐵水的加入量分別為:
高碳鉻鐵26.0 27.0 kg ；煉鋼石灰84.5 85.5kg ；
輕燒白云石11.5 12.5kg;
取樣分析，確認(rèn)C不大于0.08%，然后在鋼水中加入硅鐵與螢石進(jìn)行還原，每噸鋼水的加入量為:
娃鐵 14 16kg ； 螢石7.5 8.5kg ；
還原8— 9分鐘后取樣分析，確認(rèn)鋼水成分的質(zhì)量百分比滿足下述要求即出鋼:
C 0.03—0.10 ；Si 0.30—0.75 ；Mn 0.30—1.00 ；
P ^ 0.035 ； S 彡 0.030 ； Cr 16.00 18.00 ；
N 0.03 — 0.10 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。上述的用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法，在步驟II KR脫磷處理后取樣分析鐵水，出現(xiàn)P不大于0.025%與P大于0.025%兩種情況，針對(duì)兩種情況分別處理。上述的用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法，其特征是:步驟II KR脫磷處理后，取樣分析鐵水，P不大于0.025%,依次進(jìn)行步驟III扒渣與步驟IV AOD冶煉。上述的用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法，其特征是:步驟II KR脫磷處理后，取樣分析鐵水，P大于0.025%，繼續(xù)加入脫磷劑攪拌處理9 11分鐘，加入燒結(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為:
燒結(jié)礦粉0.45 0.55kg ； 氧化鐵 0.9 1.1kg ；
煉鋼石灰粉1.9 2.1kg ； 螢石顆粒0.55 0.65kg。本發(fā)明開發(fā)了一種應(yīng)用高爐鐵水經(jīng)KR裝置脫磷、再經(jīng)AOD冶煉400系不銹鋼的新工藝技術(shù)，適用于具有高爐鐵水、KR裝置、AOD冶煉爐的不銹鋼生產(chǎn)廠。經(jīng)KR攪拌處理將磷含量較高的高爐鐵水轉(zhuǎn)化為廉價(jià)的、合格的不銹鋼生產(chǎn)原料，脫磷鐵水經(jīng)AOD脫碳、合金化冶煉成400系鐵素體不銹鋼。本發(fā)明利用敞口鐵水罐做反應(yīng)容器，通過KR裝置對(duì)高爐鐵水進(jìn)行脫磷處理，脫磷鐵水經(jīng)AOD冶煉成400系鐵素體不銹鋼，區(qū)別于傳統(tǒng)的EAF+A0D工藝、DEP+轉(zhuǎn)爐+ VOD工藝，開創(chuàng)了一種使用脫磷高爐鐵水作為主原料冶煉400系鐵素體不銹鋼的方法。以經(jīng)過脫磷處理的高爐鐵水為原料生產(chǎn)400系鐵素體不銹鋼，不受不銹廢鋼資源的限制，產(chǎn)品P、Cu、Pb、As等有害元素更低，生產(chǎn)成本更低。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的具體實(shí)施方式
不局限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例一
本實(shí)施例冶煉的是430不銹鋼。本實(shí)施例包括下述依次的步驟:
I鐵水扒洛
將高爐鐵水130噸兌入鐵水罐，然后扒凈高爐渣，要求帶渣量為0.48噸；
高爐鐵水的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:
C 3.5 ； P 0.086 ； Si 0.35 ； S 0.08 ；
其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。鐵水溫度1350°C。II KR脫磷處理
在兌入鐵水罐后半分鐘內(nèi)，攪拌頭插入鐵水開始攪拌，待攪拌頭開始攪拌后再開始加入脫磷劑，加入第一批燒結(jié)礦粉、 氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為:
燒結(jié)礦粉 1.5kg氧化鐵 3kg
煉鋼石灰粉 4kg螢石顆粒 0.2kg ；
在兌入鐵水罐后20分鐘，加入第二批燒結(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為:
燒結(jié)礦粉 1.5kg氧化鐵 3kg
煉鋼石灰粉 6kg螢石顆粒 0.6kg ；
在兌入鐵水罐后40分鐘，加入第三批燒結(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為:
燒結(jié)礦粉 1.5kg氧化鐵 3kg
煉鋼石灰粉 8kg螢石顆粒 0.6kg;
脫磷處理至40分取樣，P不大于0.025%，確認(rèn)成分滿足要求，即可結(jié)束處理。III 扒渣
脫磷結(jié)束后，扒除全部脫磷渣，鐵水溫度1260°C，帶渣量0.48噸。IV AOD 冶煉
將130噸脫磷鐵水兌入A0D ，吹氧脫碳升溫，每噸鐵供氧量40Nm3。吹煉過程加入高碳鉻鐵(高碳鉻鐵含Cr64%)、煉鋼石灰與輕燒白云石，完成脫碳、升溫、合金化。每噸鐵水的加入量分別為:
高碳鉻鐵26.5kg; 煉鋼石灰 85kg; 輕燒白云石12kg;
取樣分析，確認(rèn)C為0.07%,然后在鋼水中加入娃鐵與螢石進(jìn)行還原，每噸鋼水的加入量為:
娃鐵 15 kg ；螢石8kg ；
還原8分鐘后取樣，確認(rèn)鋼水成分的質(zhì)量百分比滿足下述要求即可結(jié)束冶煉，出鋼:
C 0.08 ；Si 0.72 ；Mn 0.62 ； P 0.032 ；
S 0.028 ； Cr 17.00 ； N 0.08 ；
其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例二
由于實(shí)際冶煉過程的波動(dòng)性，本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處是步驟II KR脫磷處理時(shí)，在兌入鐵水罐處理40分鐘后，分取樣P大于0.025%,繼續(xù)加入脫磷劑攪拌處理10分鐘，即在兌入鐵水罐后50分鐘，加入第四批燒結(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為:
燒結(jié)礦粉 0.5kg氧化鐵 Ikg
煉鋼石灰粉 2kg螢石顆粒 0.6kg ；
其它的各步驟的操作，與實(shí)施例一的相同。步驟IV AOD冶煉后,鋼水成分的質(zhì)量百分比為:
C 0.06 ；Si 0.55 ；Mn 0.53 ； P 0.027 ；
S0.026 ； Cr 17.16 ； N 0.05 ；
其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法，它包括下述依次的步驟: I鐵水扒渣 將高爐鐵水兌入鐵水罐，然后扒凈高爐渣，要求帶渣量小于0.50噸；高爐鐵水的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為: C 3.0 4.0 ; P 0.080 0.150 ； Si 0.20 0.60 ; S 彡 0.10 ； 其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)；鐵水溫度1330 1370°C ； II KR脫磷處理 在兌入鐵水罐后半分鐘內(nèi)，攪拌頭插入鐵水開始攪拌，直到脫磷結(jié)束，待攪拌頭開始攪拌后再開始加入脫磷 劑，在兌入鐵水罐后半分鐘，加入第一批燒結(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為: 燒結(jié)礦粉1.4 1.6kg ；氧化鐵2.8 3.2 kg ； 煉鋼石灰粉3.7 4.3kg ； 螢石顆粒0.15 0.25kg ； 在兌入鐵水罐后19.5 20.5分鐘，加入第二批燒結(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為: 燒結(jié)礦粉1.4 1.6 kg； 氧化鐵2.8 3.2 kg ； 煉鋼石灰粉5.7 6.3kg ； 螢石顆粒0.55 0.65kg ； 在兌入鐵水罐后39.5 40.5分鐘，加入第三批燒結(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為: 燒結(jié)礦粉1.4 1.6kg ；氧化鐵 2.8 3.2kg ； 煉鋼石灰粉 7.7 8.3kg ；螢石顆粒0.55 0.65kg ； 取樣分析鐵水； III扒渣 脫磷結(jié)束后，扒除全部脫磷渣，鐵水溫度1250 1270°C，帶渣量小于0.50噸； IV AOD冶煉 將脫磷鐵水兌入A0D，吹氧脫碳升溫，每噸鐵供氧量38 42Nm3，吹煉過程加入高碳鉻鐵、煉鋼石灰與輕燒白云石，完成脫碳、升溫、合金化，高碳鉻鐵含鉻為Cr63.5 64.5% ;每噸鐵水的加入量分別為: 高碳鉻鐵26.0 27.0 kg ；煉鋼石灰84.5 85.5kg ； 輕燒白云石11.5 12.5kg; 取樣分析，確認(rèn)C不大于0.08%，然后在鋼水中加入硅鐵與螢石進(jìn)行還原，每噸鋼水的加入量為: 娃鐵 14 16kg ； 螢石7.5 8.5kg ； 還原8— 9分鐘后取樣分析，確認(rèn)鋼水成分的質(zhì)量百分比滿足下述要求即出鋼: C 0.03—0.10 ；Si 0.30—0.75 ；Mn 0.30—1.00 ； P ^ 0.035 ； S 彡 0.030 ； Cr 16.00 18.00 ； N 0.03 — 0.10 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法，其特征是:步驟IIKR脫磷處理后，取樣分析鐵水，P不大于0.025%,依次進(jìn)行步驟III扒渣與步驟IV AOD冶煉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法，其特征是:步驟IIKR脫磷處理后，取樣分析鐵水，P大于0.025%，繼續(xù)加入脫磷劑攪拌處理9 11分鐘，加入燒結(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒，每噸鐵水的加入量分別為: 燒結(jié)礦粉0.45 0.55kg ； 氧化鐵 0.9 1.1kg ； 煉鋼石灰粉1.9 2.1k g ； 螢石顆粒0.55 0.65kg。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法，它包括下述依次的步驟Ⅰ、鐵水扒渣將高爐鐵水兌入鐵水罐并扒渣；Ⅱ、KR脫磷處理攪拌頭插入鐵水?dāng)嚢璨⒓尤朊摿讋秩剿呐尤霟Y(jié)礦粉、氧化鐵、煉鋼石灰粉與螢石顆粒；Ⅲ、扒渣脫磷結(jié)束后扒除脫磷渣；Ⅳ、AOD冶煉將脫磷鐵水兌入AOD，吹氧脫碳升溫，加入高碳鉻鐵，煉鋼石灰與輕燒白云石，完成脫碳、升溫、合金化；還原8-9分鐘后取樣分析，確認(rèn)鋼水成分的質(zhì)量百分比滿足下述要求即出鋼C0.03-0.10；Si0.30-0.75；Mn0.30-1.00；P ≤0.035；S≤0.030；Cr 16.00-18.00；N 0.03-0.10；其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。本用脫磷鐵水冶煉鐵素體不銹鋼的方法生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)C22C38/18GK103146981SQ20131007398
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 謝彥明, 常國棟 申請(qǐng)人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司