Consteel電爐—中頻爐冶煉不銹鋼母液的工藝實踐

摘 要：Consteel電爐-中頻爐工藝實現鎳鉻分離冶煉不銹鋼母液，生產成本降低；實現高P鎳鐵脫P作業；鉻的收得率提高10%，生產效率提高30%。

關鍵詞：consteel電爐 中頻爐 不銹鋼母液

中圖分類號：TF758.3文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）12（c）-00-02

目前，國內短流程工藝條件下冶煉不銹鋼母液的方法：大型不銹鋼公司主要采用的是電爐冶煉不銹鋼母液，即用電爐熔化鎳鉻合金、不銹鋼返回料、高碳鉻鐵和碳鋼廢鋼（或脫磷鐵水），國內寶鋼不銹鋼公司、太鋼不銹鋼公司、張家港浦項制鋼公司，都采用的是用電爐冶煉不銹鋼母液的方法。小型不銹鋼公司主要采用中頻爐冶煉不銹鋼母液，即中頻爐熔化不銹鋼返回料，國內典型的企業有青山控股下屬的幾家公司，都采用中頻爐冶煉不銹鋼母液的方法。最近兩年用紅土礦冶煉不銹鋼母液的工藝發展非常快，廣青金屬、德盛鎳業、北海誠德等企業的紅土礦冶煉項目已經或即將投產。

采用電爐冶煉不銹鋼母液時，普遍存在的問題是：冶煉時間長，冶煉電耗高，電爐爐渣Cr2O3含量高，Cr的收得率低，噪聲大，冶煉過程不具備脫P條件，對原料的要求很高。而采用中頻爐冶煉不銹鋼母液時，所能選用的原料是唯一的，即不銹鋼返回料，而且冶煉時間長，冶煉電耗高。采用紅土礦冶煉不銹鋼母液時，環境污染嚴重，廢渣處理量大。

我公司的不銹鋼生產線是在2008年由原來的碳鋼生產線改造而成，不銹鋼母液生產設備利用原有的consteel電爐，但用不銹鋼廢鋼作為不銹鋼母液冶煉的原材料時，過程中很難形成有效的泡沫渣，能耗高，冶煉周期長，并且含鉻的爐渣很容易堵塞偏心底出鋼口。為確保整條生產線的正常運轉以及利用原有的電爐設備，必須找到一種適于consteel電爐技術的新原材料，來保證不銹鋼母液的生產。

1 問題提出

1.1 用consteel電爐生產不銹鋼母液

我們尋找新的原材料，選定鎳鐵作為原料，用液壓抓斗將鎳鐵加到consteel輸送機的加料段，經過consteel的預熱段，鎳鐵連續進入爐內。由于鎳鐵中含有大量的Si和C元素，可以強化用氧，可以造泡沫渣，彌補了由于變壓器容量不足導致的電能輸入不夠問題。

等全部鎳鐵熔化完之后，加入高碳鉻鐵，再進行通電熔化，此時不吹氧。存在的問題是：由于鎳鐵含P很高，加入高碳鉻鐵后無法有效脫P，造成成品P超標。通過合理配料很難解決P超標問題，而且，consteel電爐是留鋼操作，強化用氧后導致留鋼中的Cr被氧化，Cr的收得率

降低。

1.2 用consteel電爐-中頻爐生產不銹鋼

母液

由于直接用consteel電爐生產不銹鋼母液存在上述問題，通過分析討論，決定將高碳鉻鐵用中頻爐來冶煉，用兩步法完成不銹鋼母液的生產，解決了所有問題。Consteel電爐對鎳鐵進行熔化和脫P，中頻爐熔化高碳鉻鐵，最后，將合格的鎳鐵水和鉻鐵水出到同一個鐵水包。

2 consteel電爐和中頻爐主要技術參數

3 冶煉工藝

a、將含鎳生鐵加入到Consteel運輸機上，入爐前在consteel預熱段進行預熱，預熱到200～300 ℃[1]。

b、上爐出完鋼后，填好EBT，爐體搖平后通電，啟動Consteel運輸機進料，含鎳生鐵以0～6 m/min速度進入爐內，熔池始終處于精煉狀態下，同時啟動爐門氧槍，依據裝入原料重量和原料中C、Si的含量，調整氧氣流量，連續冶煉過程中，溶池溫度保持在1450±30 ℃，以通過控制進料速度來控制熔池溫度。

c、待全部料進入電爐內后，電量達到12000 kWh時，停止通電，吹氧脫Si，并加入石灰調整爐渣堿度。

d、熔池中Si含量達到0.1%左右時，開始脫P。

e、出鋼時的電爐母液成分控制為：C：0.5%～2.5%；Si：0.1%～0.5%；P：≤0.045%；Cr：<4%；Ni：7～12%；完成含鎳生鐵的冶煉，得到溫度為1550～1600 ℃的含鎳鐵水母液。

f、在電爐冶煉的同時，將高碳鉻鐵加入到中頻爐中，加熱熔化，若電爐熔清樣中理論計算AOD還原后最終Ni含量偏低，中頻爐會考慮補加鎳含量為28%～45%的超高鎳，進行調整，當合金溫度達到1620～1700 ℃時，得到高碳鉻鐵母液。

g、將Consteel電爐的含鎳鐵水母液和中頻爐的高碳鉻鐵母液先后出鋼到鐵水包內混合，完成不銹鋼母液的冶煉，不銹鋼母液最終成分：C：1.5%～3.0%，Si：0.5%～1.0%，P：<0.045%，Cr：5%～18%，Ni：5%～12%。

Consteel電爐-中頻爐冶煉不銹鋼母液工藝和已有的工藝相比，具有以下優點和特點：所選用的原料為鎳生鐵和自然塊的高碳鉻鐵，實現了鎳鉻分離法冶煉不銹鋼母液。

在consteel電爐冶煉過程中，留鋼作業，鎳生鐵連續預熱，連續入爐，連續熔化，熔池始終處于精煉狀態下，達到了低電耗、平均電耗300 kWh/t，低噪聲、脫P、冶煉效率高和鎳收得率高的效果。中頻爐熔化自然塊高碳鉻鐵，鉻損失少[2]收得率高，和電爐加高碳鉻鐵相比，鉻收得率提高10%，自然塊高碳鉻鐵不需要二次加工，原料采購成本

降低。

4 consteel電爐-中頻爐冶煉不銹鋼母液經濟技術指標

5 結語

使用consteel電爐和中頻爐工藝，實現了鎳鉻分離冶煉不銹鋼母液；consteel電爐可以用高P鎳鐵作為原料，實現鐵水脫P；鎳生鐵在consteel預熱，留鋼操作，冶煉成本降低；中頻爐熔化鉻鐵，避免了電爐加鉻鐵造成的鉻損失，鉻的收得率提高10%；生產效率提高30%左右。

本工藝為我公司首創，為不銹鋼母液的冶煉開啟了新途徑，該工藝已申請專利并已授權[3]。

參考文獻

[1] 馬登德，嚴良峰.一種冶煉不銹鋼母液的方：中國，ZL201010268042.5[P].

[2] 張劍云.關于中頻爐熔煉中合金元素燒損的探討[J]鐵道機車車輛工人，2011（1）.

[3] 馬登德，徐建華.不銹鋼母液的冶煉方法：中國，ZL201110162492.0[P].