用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法及所用的電弧爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不銹鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法。本發(fā)明還涉及該方法中使用的電弧爐。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻是不銹鋼的主要組成元素之一。在不銹鋼冶煉中，鉻主要來(lái)源于不銹廢鋼、鉻鐵以及鉻鎳鐵水，尤其來(lái)源于高碳鉻鐵。高碳鉻鐵通過(guò)礦熱爐電熱法冶煉出來(lái)，一般是鉻塊礦或鉻礦粉通過(guò)造塊，配以還原劑在礦熱爐中冶煉而得。
[0003]目前，為數(shù)不少的大型不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)鐵水(普通鐵水、鎳鉻鐵水等)加高碳鉻鐵進(jìn)行不銹鋼生產(chǎn)，易于造成不銹鋼生產(chǎn)中碳量過(guò)剩，而脫碳過(guò)程必然會(huì)產(chǎn)生大量的煤氣，從而不僅不夠環(huán)保，且成本上也造成浪費(fèi)。同時(shí)，在生產(chǎn)高碳鉻鐵過(guò)程中，礦熱爐對(duì)原材料要求嚴(yán)格，且流程長(zhǎng)、碳排放高、對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。故，業(yè)界趨向于研究各種形式的鉻的熔融還原技術(shù)。
[0004]純的Cr203是一個(gè)高熔點(diǎn)物質(zhì)，在鉻的熔融還原中，可以選擇一定的渣系，使得鉻礦中的Cr203在一定的溫度下進(jìn)行渣化，融入爐渣中的Cr203和鐵水的碳以及渣層的焦碳進(jìn)行還原反應(yīng)，從而達(dá)到鉻的還原，避免了生產(chǎn)高碳鉻鐵的中間環(huán)節(jié)。
[0005]日本川崎鋼鐵千葉不銹鋼廠曾經(jīng)在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中，將鉻礦粉噴入轉(zhuǎn)爐中，并配入焦碳和石灰，通過(guò)超音速氧槍進(jìn)行吹煉，使鉻礦粉熔入爐渣，并和焦碳以及鐵水中的碳進(jìn)行還原反應(yīng)，生產(chǎn)含鉻的不銹母液。其優(yōu)點(diǎn)在于可以直接采用廉價(jià)的鉻礦粉在轉(zhuǎn)爐上生產(chǎn)不銹鋼含鉻母液，減少了生產(chǎn)鉻鐵的中間環(huán)節(jié)，且減少了碳排放，也降低不銹鋼成本;缺陷在于轉(zhuǎn)爐內(nèi)完全靠氧氣脫碳升溫，使渣中氧含量較高，對(duì)鉻的還原不徹底，且這種冶煉方法在其它地方?jīng)]有使用過(guò)，其可行性尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。
[0006]煉鋼電弧爐是一種能夠提供電爐加熱和實(shí)現(xiàn)吹氧脫碳升溫的冶煉爐，但一般煉鋼電弧爐中，熔池比較淺，熔池的深度和爐膛的直徑的比值一般在0.2左右，這種電弧爐不足于提供足夠的鉻礦粉在電爐里熔融還原反應(yīng)的熔池空間，而提供足夠的反應(yīng)空間以及良好的動(dòng)力學(xué)條件，才能使鉻礦粉在電弧爐中進(jìn)行熔融還原。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法，它能夠直接使用鉻礦粉在裝有高爐鐵水的電弧爐中進(jìn)行鉻的熔融還原，生產(chǎn)含鉻的不銹鋼母液，且具有流程短、成本低、鉻還原較為完全的特點(diǎn)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種該方法中所用的電弧爐。
[0008]本發(fā)明所采用的第一個(gè)技術(shù)方案是:
用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法，所述方法為:將高爐鐵水作為還原母液添加至電弧爐中，采用常規(guī)方法進(jìn)行造渣，升溫加熱后，采用噴吹的方式向鐵水或渣層噴入粒度不超過(guò)2mm的鉻礦粉；同時(shí)，噴吹鉻礦粉的過(guò)程中，添加常規(guī)量的石灰和焦炭；以及，電弧爐的底部設(shè)有底吹透氣元件以全程吹入惰性氣性或氮?dú)狻?br>[0009]所述升溫加熱的方式為:通電加熱和/或向電弧爐內(nèi)的鐵水和爐渣噴入氧氣脫碳加熱。
[0010]本發(fā)明的用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法優(yōu)點(diǎn)是:
1、可以直接使用較為廉價(jià)的鉻礦粉，不需要造粒、燒結(jié)等工序，從而降低了鉻的生產(chǎn)成本。
[0011]2、在鉻的還原過(guò)程中，可以吹入氧氣，利用碳氧反應(yīng)的化學(xué)能升溫加熱，降低了電耗，總體上降低了冶煉鉻的能耗成本。
[0012]3、可以利用不銹鋼生產(chǎn)線現(xiàn)在設(shè)備進(jìn)行改造，無(wú)需投資建設(shè)高碳鉻鐵生產(chǎn)線，從而降低了投資成本。
[0013]4、從實(shí)際實(shí)驗(yàn)，鉻的回收率可達(dá)98%以上，回收率較高，爐渣含鉻量低，使得爐渣處理更加環(huán)保。
[0014]5、該方法對(duì)工藝參數(shù)沒(méi)有過(guò)分的要求，且所用設(shè)備較為簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0015]本發(fā)明所采用的第二個(gè)技術(shù)方案是:
用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法中所用的電弧爐，包括熔池、爐蓋，以及下端部插在該熔池中的石墨電極，且該電弧爐具有進(jìn)料口和爐門(mén)，該熔池的底部設(shè)有出鐵口，所述熔池的底部設(shè)有出氣端伸在該熔池內(nèi)的底吹透氣元件，同時(shí)，有一噴吹管經(jīng)該爐門(mén)伸至該熔池內(nèi)。
[0016]所述電弧爐的側(cè)壁上設(shè)有超音速射流氧槍。
[0017]所述的熔池的深度Η與直徑D的關(guān)系為:H:D=0.25-0.4。
[0018]本發(fā)明的電弧爐的優(yōu)點(diǎn)是:采用常用的電弧爐進(jìn)行改進(jìn)后即可滿足生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的要求，較為簡(jiǎn)單、方便。
【附圖說(shuō)明】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的電弧爐的主視剖視圖；
圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的電弧爐的熔池的左視剖視圖。
[0020]圖中:
10、熔池，11、出鐵口；
20、爐蓋，21、進(jìn)料口，22、爐門(mén)；
30、石墨電極；
40、底吹透氣元件；
50、噴吹管；
60、超音速射流氧槍；
H:熔池的深度；
D:熔池的直徑。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 實(shí)施例1
見(jiàn)圖1和圖2所示，電弧爐，包括熔池10、爐蓋20，以及下端部插在該熔池10中的石墨電極30。當(dāng)然，石墨電極30通常為3個(gè)，且均連接至電源。該電弧爐具有進(jìn)料口 21和爐門(mén)22。比如，該進(jìn)料口 21位于該爐蓋20上、該爐門(mén)22開(kāi)設(shè)于該熔池10的爐壁上。該熔池10的底部設(shè)有出鐵口 11。
[0022]更具體的講:
該熔池10的底部設(shè)有上端伸在該熔池10內(nèi)的底吹透氣元件40，該底吹透氣元件40的出氣端最好位于該熔池10內(nèi)熔融液體的液面之下，且該底吹透氣元件40用于通入惰性氣體或氮?dú)狻１热?，該底吹透氣元?0為底吹管。
[0023]有一噴吹管50經(jīng)該爐門(mén)22伸至該熔池10內(nèi)。即，該噴吹管50的一端位于該熔池10的外部、另一端位于該熔池10內(nèi)部。該噴吹管50用于噴吹入鉻礦粉。
[0024]該熔池10的側(cè)壁上設(shè)有超音速射流氧槍60。該超音速射流氧槍60用于吹入氧氣。
[0025]該熔池10的深度Η與直徑D的關(guān)系為:Η: D=0.25?0.4。比如，該熔池10的深度Η為1700mm、爐膛直徑直徑D為5100mm，Η: D=0.33。這樣，有足夠的爐膛容積使得鉻礦渣在吹煉過(guò)程中泡沫化時(shí)，不至于從爐膛溢出。
[0026]實(shí)施例2
在實(shí)施例1所述的電弧爐中生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法:
將高爐鐵水作為還原母液添加至電弧爐的熔池中，采用常規(guī)方法加入石灰和其它渣料進(jìn)行造渣。通常，所造的渣料為高爐鐵水總重量的5?10%，爐渣堿度(Ca0/Si02)控制在1.0?2.0。升溫加熱后，比如，升溫加熱至1450°C后，采用噴吹的方式向鐵水或渣層噴入粒度不超過(guò)2mm的鉻礦粉；根據(jù)所噴入的鉻礦粉的成份，添加一定量石灰，以保證爐渣堿度(CaO/Si02)為1.0-2.0，并同時(shí)加入焦炭，添加的焦炭為噴入鉻礦粉量的15%?25%。以及，電弧爐的底部設(shè)有底吹透氣元件以全程吹入惰性氣性或氮?dú)膺M(jìn)行攪拌，增大鐵水和爐渣反應(yīng)界面。
[0027]所述升溫加熱的方式為通電加熱和/或向電弧爐內(nèi)的鐵水和爐渣噴入氧氣脫碳加熱。
[0028]當(dāng)鐵水鉻含量還沒(méi)有達(dá)到所要求成份之前，鉻礦粉噴入量可以根據(jù)熔池中爐渣液面來(lái)決定，以使?fàn)t渣不能從爐門(mén)溢出，停止噴入鉻礦粉，停止吹氧，進(jìn)入終還原，使?fàn)t渣的鉻含量降到要求值以下，可以出渣，留下部份爐渣供下次噴入鉻礦粉使用。當(dāng)鐵水達(dá)到所需要的鉻的要求后，可以出鐵水。
[0029]經(jīng)測(cè)算，采用前述方法后，鉻的回收率能夠達(dá)到98%以上。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法，其特征在于:所述方法為:將高爐鐵水作為還原母液添加至電弧爐中，采用常規(guī)方法進(jìn)行造渣，升溫加熱后，采用噴吹的方式向鐵水或渣層噴入粒度不超過(guò)2_的鉻礦粉;同時(shí)，噴吹鉻礦粉的過(guò)程中，添加常規(guī)量的石灰和焦炭；以及，電弧爐的底部設(shè)有底吹透氣元件以全程吹入惰性氣性或氮?dú)狻?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法，其特征在于:所述升溫加熱的方式為:通電加熱和/或向電弧爐內(nèi)的鐵水和爐渣噴入氧氣脫碳加熱。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法中所用的電弧爐，包括熔池、爐蓋，以及下端部插在該熔池中的石墨電極，且該電弧爐具有進(jìn)料口和爐門(mén)，該熔池的底部設(shè)有出鐵口，其特征在于:所述熔池的底部設(shè)有出氣端伸在該熔池內(nèi)的底吹透氣元件，同時(shí)，有一噴吹管經(jīng)該爐門(mén)伸至該熔池內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法中所用的電弧爐，其特征在于:所述熔池的側(cè)壁上設(shè)有超音速射流氧槍。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法中所用的電弧爐，其特征在于:所述熔池的深度Η與直徑D的關(guān)系為:H:D=0.25-0.4。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用電弧爐生產(chǎn)含鉻不銹鋼母液的方法，所述方法為：將高爐鐵水作為還原母液添加至電弧爐中，采用常規(guī)方法進(jìn)行造渣，升溫加熱后，采用噴吹的方式向鐵水或渣層噴入粒度不超過(guò)2mm的鉻礦粉；同時(shí)，噴吹鉻礦粉的過(guò)程中，添加常規(guī)量的石灰和焦炭；以及，電弧爐的底部設(shè)有底吹透氣元件以全程吹入惰性氣性或氮?dú)狻１景l(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：鉻的回收率較高。本發(fā)明還公開(kāi)了一種前述方法中使用的電弧爐。
【IPC分類】C21C5/54, C21C5/52
【公開(kāi)號(hào)】CN105483325
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610008605
【發(fā)明人】張昌劍, 師磊
【申請(qǐng)人】張昌劍
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年1月8日