專利名稱：一種利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法，具體地說，本發(fā)明涉及了一種能夠提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本的利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法。
背景技術(shù)：
鎳大量用于制造低合金鋼、耐低溫鋼和不銹鋼。在鋼中加入鎳，可以提高機械強度，用來制造承受較大壓力、沖擊和往復(fù)載荷的零件，如渦輪葉片、曲軸、連桿等。目前，全球約66%的精煉鎳用于制造不銹鋼，因此其產(chǎn)量呈持續(xù)增漲趨勢。在傳統(tǒng)生產(chǎn)含鎳鋼的工藝過程中，首先將鎳礦冶煉成粗鎳鐵(高爐鎳鐵或電爐鎳鐵)，然后通過精煉進(jìn)一步加工處理成鎳鐵合金或者電解粗鎳鐵成純度較高的鎳，在煉鋼過程中將鎳鐵合金或者電解鎳加入到鋼液中進(jìn)行合金化。圖1中示出了現(xiàn)有技術(shù)中的含鎳鋼的冶煉工藝的示意圖。如圖1所示:傳統(tǒng)的含鎳鋼冶煉時，高爐出鐵經(jīng)鐵水預(yù)處理后被送入到轉(zhuǎn)爐(或電爐)中進(jìn)行冶煉，并在轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入電解鎳或鎳鐵合金進(jìn)行合金化的，然后在進(jìn)行精煉、連鑄等后續(xù)工藝。然而，電解鎳和鎳鐵合金的價格昂貴，因此，鎳含量是影響含鎳鋼種生產(chǎn)成本的重要因素。電解鎳和精煉鎳鐵合金通常由價格較低的粗鎳鐵進(jìn)一步加工而來，因此可以使用粗鎳鐵代替電解鎳和精煉鎳鐵合金來進(jìn)行合金化。然而，雖然粗鎳鐵中主要成分為鎳與鐵，但其同時還含有Cr、S1、S、P、C等雜質(zhì)元素。轉(zhuǎn)爐的主要原料為鐵水，使用粗鎳鐵進(jìn)行合金化的同時，將給鋼水造成增硫，硫在鋼鐵中一般認(rèn)為是有害元素，它可以引起鋼的熱脆性，降低鋼的力學(xué)性能，特別是塑性和耐磨性，對鋼質(zhì)量產(chǎn)生有害影響。另外，由于轉(zhuǎn)爐冶煉過程屬于氧化過程，很難脫硫，因此鋼水的脫硫操作只能依托后續(xù)的LF精煉工位，因此對鋼水的增硫?qū)⑹窍拗拼宙囪F轉(zhuǎn)爐直接合金化的瓶頸。過高的硫含量將給LF脫硫帶來巨大的壓力，不但延長了冶煉時間，脫氧劑消耗、脫硫劑消耗、電耗也隨之大大增加，帶來生產(chǎn)成本的增加，同時影響生產(chǎn)節(jié)奏。以生產(chǎn)抗HICX65管線鋼為例，使用電解鎳板進(jìn)行合金化不增硫，但如果以鎳含量為6%,硫含量為0.42%的粗鎳鐵進(jìn)行合金化將使硫增加140ppm。通過LF精煉其脫硫率可以達(dá)到50%-70%，而抗HICX65管線鋼要求硫小于20ppm，這對生產(chǎn)該鋼種來講，LF是難以完成脫硫任務(wù)的，因此，粗鎳鐵轉(zhuǎn)爐直接合金化的增硫問題限制了該技術(shù)的使用和推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本的利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法。本發(fā)明的一方面提供了一種利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法，所述方法包括下述步驟:在鐵水溝處安裝粗鎳鐵料斗，料斗中預(yù)先加入粗鎳鐵；在鐵水開始由鐵水溝進(jìn)入鐵水te時，利用粗鎮(zhèn)鐵料斗加入粗 鎮(zhèn)鐵，使粗鎮(zhèn)鐵隨鐵水流入鐵水te;對添加有粗鎮(zhèn)鐵的鐵水進(jìn)行鐵水預(yù)處理；將預(yù)處理后的鐵水送入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼，以獲得含鎳鋼水。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該方法還包括，在利用轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼之后，將獲得的含鎳鋼水進(jìn)行精煉和連鑄。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其中，從鐵水溝流出的鐵水溫度> 1410°C。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其中，鐵水預(yù)處理包括脫硫處理。本發(fā)明用粗鎳鐵對鐵水進(jìn)行增鎳，與傳統(tǒng)的在轉(zhuǎn)爐位置用電解鎳或精煉后的鎳鐵合金鋼水合金化方法相比，一方面能夠解決粗鎳鐵用于轉(zhuǎn)爐直接合金化造成鋼水硫增加的弊端；另一方面，用粗鎳鐵鐵水合金化可以大幅減少電解鎳和精煉鎳鐵的使用。采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的含鎳鋼，成分穩(wěn)定，能顯著提高生產(chǎn)效率，并能夠降低生產(chǎn)成本。


通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的對實施例的描述，本發(fā)明的上述和/或其他目的和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中:圖1中示出了現(xiàn)有技術(shù)中的含鎳鋼的冶煉工藝的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法的示意圖。
具體實施例方式下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施例，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，附圖以及相應(yīng)的描述僅用于描述本發(fā)明，而不是出于限制本發(fā)明的目的。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底的和完整的，并將把本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法的示意圖。參照圖2，根據(jù)本發(fā)明實施例的利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法包括高爐煉鐵、加入粗鎳鐵、鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐煉鋼、精煉、連鑄等步驟。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法并不必須包括全部上述步驟。例如，對于高爐煉鐵的步驟，可以使用高爐直接煉鐵，也可以使用從外部運輸來的鐵水。另外，精煉、連鑄等步驟均為可選的步驟，根據(jù)實際需要，可以選擇性地省略或改變。此外，對于轉(zhuǎn)爐煉鋼的步驟，本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)理解，可以使用電爐等其它煉鋼設(shè)備代替轉(zhuǎn)爐。具體地說，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法包括:鐵水溝處安裝粗鎳鐵料斗，料斗中預(yù)先加入粗鎳鐵；在鐵水開始由鐵水溝進(jìn)入鐵水罐時，利用粗鎳鐵料斗加入粗鎳鐵，使粗鎳鐵隨鐵水流入鐵水罐；對添加有粗鎳鐵的鐵水進(jìn)行鐵水預(yù)處理；將預(yù)處理后的鐵水送入煉鋼爐進(jìn)行煉鋼，以獲得含鎳鋼水。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，優(yōu)選地，從鐵水溝流出的鐵水溫度彡1410°C。其中，鐵水溝可以是高爐的出鐵溝。高爐中冶煉完成的鐵水通過鐵水溝排出并流入到鐵水罐中。粗鎳鐵料斗可設(shè)置在鐵水溝上方或一側(cè)。粗鎳鐵料斗可以是能夠傾斜的或者可以在其下部設(shè)置開口，當(dāng)需要利用粗鎳鐵料斗添加粗鎳鐵時，粗鎳鐵料斗可以傾斜或者打開設(shè)置在其下部的開口，從而使粗鎳鐵落入到鐵水溝中的鐵水中，以能夠使粗鎳鐵隨著鐵水流入鐵水罐。粗鎳鐵的加入量可根據(jù)生產(chǎn)含鎳鋼的鎳含量及粗鎳鐵品位計算后加入。優(yōu)選地，避免一次性地加入全部粗鎳鐵，而是緩慢地或分批次地加入粗鎳鐵，使粗鎳鐵盡量均勻地分布到整個鐵水罐中。
根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前實施例，鐵水從一定高度垂直進(jìn)入鐵水罐，由于自重較大，鐵水的動力學(xué)條件充足，且鐵水與鐵水罐進(jìn)行不斷的相互撞擊，可以使粗鎳鐵均勻的分散于鐵水中，能夠保證反應(yīng)的充分進(jìn)行。然后，對混合有粗鎳鐵的鐵水進(jìn)行預(yù)處理。鐵水預(yù)處理可包括脫硫處理，此外，鐵水預(yù)處理還可包括脫磷和/或扒渣等各種鐵水預(yù)處理方式，從而使鐵水中的雜質(zhì)含量降低，以利于后續(xù)的煉鋼等操作。經(jīng)過預(yù)處理后的鐵水可被送至煉鋼爐以進(jìn)行煉鋼。根據(jù)本發(fā)明的實施例，煉鋼爐可包括轉(zhuǎn)爐、電爐等煉鋼設(shè)備。在煉鋼過程中可加入各種添加劑，以調(diào)節(jié)鋼的成分和性能。根據(jù)本發(fā)明的其它實施例，還可對制得的鋼水進(jìn)行精煉處理。例如，可以使用精煉爐進(jìn)行精煉，或者可以使用鋼包精煉等爐外精煉技術(shù)，以進(jìn)一步調(diào)節(jié)鋼的成分和性能。對于制得的鋼水，可以直接進(jìn)行連鑄、連軋等后續(xù)處理，或者也可以澆鑄成鋼錠以成為產(chǎn)品。下面將更詳細(xì)地描述采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的含鎳鋼實施例。實施例1:以生產(chǎn)抗HICX65管線鋼為例，冶煉工藝為高爐鐵水-KR鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐-LF(鋼包爐)精煉-RH真空精煉-連鑄,該鋼種成分要求及過程控制指標(biāo)如表I所示。

鐵水罐盛裝鐵水110噸。根據(jù)要求，用鎳含量為6%粗鎳鐵在高爐出鐵時進(jìn)行和進(jìn)化增鎳，增鎳量為0.2%。相關(guān)計算如下:根據(jù)鎳平衡，要使鐵水中鎳增加到0.2%，需要鎳金屬0.22t，用鎳含量為6%的粗鎳鐵合金化，需粗鎳鐵質(zhì)量為3.7t。根據(jù)熱平衡計算，加入3.7t的粗鎳鐵導(dǎo)致的溫降為34°C。具體實施方法為:高爐出鐵溫度為1410°C，在高爐出鐵過程中加入3.7噸粗鎳鐵，然后到達(dá)KR進(jìn)行鐵水預(yù)處理，加入770kg石灰進(jìn)行脫硫處理，處理后鐵水S含量=IOppm,之后將鐵水倒入轉(zhuǎn)爐，并適當(dāng)加入5 10廢鋼和50kg電解鎳，轉(zhuǎn)爐熔煉后經(jīng)LF及RH真空脫氣處理后進(jìn)行連續(xù)澆注。冶煉出的抗HICX65管線鋼鎳含量達(dá)0.215%，其成分如表I。表I抗HICX65管線鋼控制要求及鑄坯成分
權(quán)利要求
1.一種利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法，所述方法包括下述步驟: 在鐵水溝處安裝粗鎳鐵料斗，料斗中預(yù)先加入粗鎳鐵； 在鐵水開始由鐵水溝進(jìn)入鐵水罐時，利用粗鎳鐵料斗加入粗鎳鐵，使粗鎳鐵隨鐵水流入鐵水罐； 對添加有粗鎳鐵的鐵水進(jìn)行鐵水預(yù)處理； 將預(yù)處理后的鐵水送入煉鋼爐進(jìn)行煉鋼，以獲得含鎳鋼水。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括，在利用煉鋼爐進(jìn)行煉鋼之后，對獲得的含鎳鋼水進(jìn)行精煉和連鑄。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其中，從鐵水溝流出的鐵水溫度>1410°C。
4.如權(quán)利要求 1所述的方法，其中，鐵水預(yù)處理包括脫硫處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法，所述方法包括下述步驟在鐵水溝處安裝粗鎳鐵料斗，料斗中預(yù)先加入粗鎳鐵；在鐵水開始由鐵水溝進(jìn)入鐵水罐時，利用粗鎳鐵料斗加入粗鎳鐵，使粗鎳鐵隨鐵水流入鐵水罐；對添加有粗鎳鐵的鐵水進(jìn)行鐵水預(yù)處理；將預(yù)處理后的鐵水送入煉鋼爐進(jìn)行煉鋼，以獲得含鎳鋼水。根據(jù)本發(fā)明的利用粗鎳鐵生產(chǎn)含鎳鋼的方法能夠提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C22C33/06GK103146983SQ201310085389
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者楊州, 王博, 馬琳, 張冠鋒, 劉洪銀, 劉美 申請人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司