酒鋼不銹鋼AOD冶煉使用鉻鐵粉的工藝研究

李靜

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

酒鋼不銹鋼AOD冶煉使用鉻鐵粉的工藝研究

李靜

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

隨著鐵合金粉末的水霧化法制造工藝的成熟，其逐漸代替了工業(yè)上制造鉻鐵機(jī)械粉碎的方法，鉻鐵粉逐漸被各不銹鋼生產(chǎn)廠(chǎng)家所青睞。鉻鐵粉價(jià)格低廉，成分跟普通的鉻鐵差別不是很大，在冶煉400系列不銹鋼時(shí)可以大量的在AOD中加入以代替普通的高C鉻鐵，從而達(dá)到降低成本的目的。本文所采用的鉻鐵粉中鉻含量59.23%，碳含量7.25%，硅含量3.9%。經(jīng)過(guò)成本核算一噸鉻鐵粉的使用可以降低成本500～600元。

鉻鐵粉；不銹鋼；成本

1　AOD轉(zhuǎn)爐加入鉻鐵粉實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

酒鋼不銹鋼廠(chǎng)現(xiàn)有110噸AOD轉(zhuǎn)爐兩套，煉400系列一般采用一步法冶煉：其處理周期一般為63～70 min。

1.1數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

在410S冶煉過(guò)程中，由于加入鉻鐵粉時(shí)會(huì)降低爐內(nèi)溫度，導(dǎo)致需要用硅鐵進(jìn)行升溫，這15爐次比其月平均硅鐵消耗2 350 kg/爐，高出180 kg/爐，同時(shí)冶煉周期也相對(duì)較長(zhǎng)。其主要問(wèn)題表現(xiàn)為：（1）在生產(chǎn)組織上，1#AOD冶煉300時(shí)需要加鎳板，2#冶煉做

表1　實(shí)驗(yàn)爐次鉻鐵粉鉻收得率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2016年3月在不銹鋼煉鋼分廠(chǎng)2#AOD進(jìn)行了15爐次加入鉻鐵粉的冶煉實(shí)驗(yàn)，加入鉻鐵粉共計(jì)73.8 t，冶煉周期平均為68 min，生產(chǎn)過(guò)程中爐次硅鐵消耗平均為2 530 kg/爐。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，鉻鐵粉中鉻收得率最高為109.16，鉻的收得率Cr%為99.76；鉻鐵粉中鉻收得率最低為80.63，鉻的收得率Cr%為93.46，各爐次鉻的平均收得率為97.2%，與轉(zhuǎn)爐的實(shí)際鉻的收得率基本相吻合，鉻鐵粉中的鉻的收得率平均為97.98有點(diǎn)略高，這是由于質(zhì)量稱(chēng)重不準(zhǔn)確，同時(shí)計(jì)算中鉻鐵粉中的鉻含量選取的是廠(chǎng)家給的59.23%，實(shí)際的鉻含量大于該值，所以導(dǎo)致其收得率過(guò)高。由于在加入鉻鐵粉和加入鉻鐵中間沒(méi)有進(jìn)行取樣，無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算鉻鐵粉中鉻的收得率，也無(wú)法推算出加入鉻鐵的實(shí)際重量，只能用做參考，但是相差不是很大，基本保持在95%以上（表1）。

1.2生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題實(shí)驗(yàn)需要加鉻鐵粉，而該跨段只有一個(gè)料斗的釣具，在1，2號(hào)連鑄同時(shí)開(kāi)澆時(shí)天車(chē)組織較為緊張。同時(shí)加入鉻鐵粉需要最少5 min，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐冶煉周期加長(zhǎng)。（2）由于鉻鐵粉為粉末狀，加入爐口時(shí)，部分被來(lái)自爐內(nèi)的氧氣氣氛吹起來(lái)部分被吸塵吸走，其中的部分中硅迅速氧化放出大量的熱量，冒起很高的火焰比較危險(xiǎn)，同時(shí)在溫度較高的情況下部分鉻被氧化，導(dǎo)致鉻收得率降低同時(shí)爐內(nèi)溫度也會(huì)降低。（3）當(dāng)鉻鐵粉在加入爐內(nèi)的時(shí)候，大量與渣混合在攪拌的過(guò)程中部分被包裹在爐渣中，不易融化，導(dǎo)致其中所含C不能被氧化，致使CO分壓增大對(duì)脫碳不利，同時(shí)導(dǎo)致鉻鐵粉中鉻的回收率降低。

2　鉻鐵粉的加入對(duì)生產(chǎn)工藝的影響

2.1鉻鐵粉加入對(duì)脫碳的影響

由于在生產(chǎn)過(guò)程中，加入鉻鐵粉時(shí)在高溫下其中所含的硅被來(lái)自爐內(nèi)的氧氣氣氛氧化，而且伴隨著大量的熱量被消耗，導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)溫度下降，同時(shí)由于搖爐也要有部分熱量損失，這就對(duì)前期脫碳帶來(lái)不利影響，同時(shí)由于粉末狀的鉻鐵加入后，在熔池的攪拌作用下有部分被包裹在爐渣中，造成大量球狀的結(jié)塊，不利于CO的排除，同時(shí)在后期脫碳中溫度比較高的情況下，這些球狀結(jié)塊溶化，其中所含的鉻鐵會(huì)造成少量的增碳。

2.2鉻鐵粉加入后爐內(nèi)溫度的影響

通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鉻鐵粉加入后，熔池溫度有顯著降低，同時(shí)由于入爐鐵水溫度低導(dǎo)致對(duì)后期的脫碳造成困難，但是在嚴(yán)格控制鉻鐵粉的加入時(shí)機(jī)，以及適當(dāng)提高鐵水入爐溫度以及碳含量，鉻鐵粉的加入對(duì)爐內(nèi)溫度可以控制，但是對(duì)其用量有一定的限制，通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)爐次用量在5～10 t時(shí)冶煉過(guò)程基本可控，同時(shí)也滿(mǎn)足料斗一次的加入量的限制。

2.3鉻鐵粉加入對(duì)硅鐵消耗的影響

對(duì)爐次數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)加入鉻鐵粉的爐次硅鐵消耗最高達(dá)到2 892 kg/爐，最低2 187 kg/爐，平均2 530 kg/爐，比月平均硅鐵消耗2 350 kg/爐，高出180 kg/爐，這是由于加入過(guò)程中會(huì)有大量的熱量損失，加之有些爐次入爐溫度較低，需用部分硅鐵進(jìn)行升溫，導(dǎo)致SiO2含量增加，石灰用量增加，渣量增加純鉻消耗上升。同時(shí)由于目前所使用石灰含C量較高，所以增C比較嚴(yán)重，通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)提高入爐溫度以及C和硅含量有利于硅鐵消耗的降低，同時(shí)有利于純鉻消耗降低。

3　鉻鐵粉加入對(duì)冶煉時(shí)間以及生產(chǎn)組織的影響

通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加入鉻鐵粉的爐次平均冶煉周期比正常冶煉爐次冶煉時(shí)間長(zhǎng)。而且對(duì)職工的勞動(dòng)強(qiáng)度也相應(yīng)加大，在AOD跨就一個(gè)料斗釣具在一期冶煉300時(shí)要加鎳板，同時(shí)二期需要加鉻鐵粉，在連鑄生產(chǎn)時(shí)候組織比較緊張，這就要求值班長(zhǎng)協(xié)調(diào)盡量錯(cuò)開(kāi)一二期用料斗加料的時(shí)間。 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有一爐次，進(jìn)行了全部加鉻鐵粉的實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，這種冶煉工藝不可行，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的制約，加入鉻鐵粉需要分3次加入導(dǎo)致冶煉周期加長(zhǎng)，同時(shí)大量的粉狀鉻鐵加入造成大量被渣子包裹形成結(jié)塊很難溶解硅鐵消耗大，石灰用量增加，鉻收得率下降。所以全部加入鉻鐵粉的這種工藝不可行。

4　總結(jié)

（1）酒鋼不銹鋼目前的煉鋼環(huán)境，鉻鐵粉可以大量在轉(zhuǎn)爐中使用，且最優(yōu)的使用的鋼種是400系列。

（2）對(duì)于目前的冶煉工藝，在轉(zhuǎn)爐中加入鉻鐵粉對(duì)生產(chǎn)組織和工藝過(guò)程影響不大，但是限制了鉻鐵粉的爐次使用量，實(shí)踐證明5～10 t為最優(yōu)。

（3）在AOD加入鉻鐵粉冶煉過(guò)程中對(duì)入爐鐵水的溫度，C含量，硅含量要適當(dāng)?shù)奶岣?，這樣對(duì)硅鐵的消耗，以及脫碳的操作將帶來(lái)很大的改善。

（4）在生產(chǎn)組織過(guò)程中需要提前進(jìn)行協(xié)調(diào)安排，以免造成生產(chǎn)緊張，組織混亂影響產(chǎn)量。

［1］ 陳家祥.鋼鐵冶金學(xué)（煉鋼部分）.北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

［2］ 關(guān)玉龍.電爐煉鋼技術(shù).北京：科學(xué)出版社，1990：237～281.

TF764.1

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1671-0711（2016）08（下）-0065-02