多位一体不锈钢冶炼在太钢的生产与实践

通过分析太钢不锈钢原料铬镍生铁、高碳铬铁、铁水等的特性以及研究了原料中Si、C元素优化使用,采用中频炉、电弧炉、转炉、AOD等工序进行多种组合,开发了300系、400系钢种多条不同组合的不锈钢工艺路线,形成了多位一体不锈钢生产工艺。生产实践表明,400系不锈钢采用180 t转炉脱磷铁水+50 t中频炉熔化高碳铬铁预熔液兑入AOD冶炼的工艺,铬收得率提高2.47%,硅铁消耗降低5.5 kg/t,石灰消耗降低10 kg/t,300系不锈钢采用160 t电弧炉+2×50 t中频炉熔化预熔液兑入AOD冶炼工艺,铬收得率提高2.2%,电极消耗降低1.8 kg/t,大幅降低了冶炼成本。     

60t AOD兑脱磷铁水一步法冶炼0Cr12Mn15NiCuN不锈钢的工艺实践

邢钢一步法冶炼不锈钢的流程为铁水脱磷-扒渣-AOD-LF-CCM。分析了还原渣碱度1.5~2.2对锰收得率的影响和0Cr12Mn15NiCuN钢中氮含量对吹氩脱氮量的影响,得出控制炉渣碱度2.0~2.3可使锰收得率97%以上,在脱碳期和还原期吹氮,还原期结束后58 t钢水吹人60~80 m~3氩气,可使钢液中氮含量控制在0.18%~0.25%。60 t AOD生产结果表明,与"电弧炉+AOD"的两步法生产模式相比,采用脱磷铁水直兑AOD的一步法模式生产0Cr12Mn15NiCuN钢的总成本降低约500元/t。     

竖炉冶炼铬镍铁水在太钢获得成功

最近,太钢在竖炉成功冶炼出第1炉铬镍铁水,各项指标均达到了设计要求,这种铬镍铁水与普通铁水相比每吨可增值5000元以上。太钢冶金除尘灰资源化项目自2011年7月试生产以来,已冶炼出碳钢铁水25000余t,所用原料主要是碳钢固废。这次生产铬镍铁水采用的原料是不锈钢固废,生产的铁水铬、镍含量和不锈钢铁水非常接近,可直接用于冶炼不锈钢,缩短炼钢时间,降低成本。太钢每年有近100万t的含铬镍固体废弃物处理需求,高效回收利用这部分废弃物对太钢意义重大。     

160t电炉+50t中频炉冶炼不锈钢预熔液工艺实践

开发了160t电炉+50t中频炉双联法生产不锈钢预熔液工艺,实现了高碳铬铁与铬镍生铁分工序熔化,缩短了电炉冶炼时间,实现了电炉、中频炉与AOD节奏匹配;采用电炉+中频炉双联法工艺,开发了钢包内还原电炉渣中Cr_2O_3工艺,提高了铬回收率,降低了电极消耗,与原工艺相比,铬回收率提高2.2%,电极消耗降低0.8 kg/t,降低了不锈钢冶炼成本。     

缩短AOD炉处理0Cr13C不锈钢的冶炼周期

针对邢钢在铁水预处理＋AOD炉＋LF炉＋连铸机生产0Cr13C不锈钢过程中AOD炉的冶炼周期远大于连铸机浇钢和脱磷站的处理时间,导致整个不锈钢生产线的生产效率受到限制这个问题进行研究。研究入炉冷钢比例、高碳铬铁硅质量分数对AOD炉提枪碳质量分数、提枪温度以及冶炼周期的影响。研究得出,降低AOD炉0Cr13C冶炼周期的思路主要是控制提枪碳质量分数;包含成本在内,当入炉高碳铬铁硅质量分数不小于3.0%、废钢加入量为3.0~3.5t时,可以缩短AOD炉0Cr13C的冶炼周期到77min附近,提枪温度和提枪碳质量分数分别为1682℃和0.49%,并且炉龄和物料消耗等综合指标较好。     

AOD用转炉脱磷铁水冶炼430不锈钢脱碳保铬工艺优化

采用热力学、物料和热量平衡的计算方法,研究了180 t AOD用转炉脱磷铁水冶炼430不锈钢脱碳前期脱碳保铬的工艺。研究结果表明:合理控制最佳脱碳保铬温度是提高AOD冶炼430不锈钢各项经济技术指标的关键技术。采用优化转炉生产节奏和出钢的保温,保证AOD入炉铁水温度由1 520℃提高至1 580℃;优化AOD脱碳前期合金和辅料加入量,进一步提高了脱碳前期的钢液温度,减少铬的氧化量。通过实施工艺优化措施,AOD用转炉脱磷铁水冶炼430不锈钢经济技术指标得到明显改善,其中铬收得率由92.30%提高到94.64%,冶炼时间缩短9.2 min,还原硅耗降低4.9 kg/t。     

太钢不锈钢高效低成本生产技术

介绍了太钢不锈钢股份有限公司炼钢二厂所配置的主要装备、工艺和炼钢厂在冶炼不锈钢时降低成本、提高效率等方面采取的措施及其相应的效果。冶炼400系不锈钢采用铁水为主原料的三步法,特别适合冶炼w(C)≤0.01%的超低碳铁素体不锈钢,较传统的以废钢为主原料的冶炼方式有明显的成本优势;冶炼300系不锈钢采用铬镍生铁工艺,铬镍生铁用量达到625kg/t,在国内同行业中处于领先水平。     

复吹转炉冶炼Cr13不锈钢的试验研究

在实验室和工厂的顶底复吹转炉上,顶枪供氧、底枪供惰性气体,用铁水和高碳铬铁冶炼出Cr13不锈钢。金属收得率89％左右,铬的回收率90％以上。钢的质量不低于电炉冶炼的。吨钢成本低于电炉返回法。文中对冶炼过程中影响铬氧化与还原的各种因素进行了分析讨论。     

铝镇静钢浇余渣在AOD炉冶炼的应用

介绍了AOD炉冶炼不锈钢的工艺特点,阐述了冶炼过程中导致渣料、还原剂消耗量大的根源。以降低AOD炉物料消耗为目的,利用铝镇静钢浇余渣高熔点、低碱度的特点,通过调整冶炼工艺和工业试验,将铝镇静钢浇余渣应用到AOD炉冶炼不锈钢过程中。试验表明:将铝镇静钢浇余渣加在AOD炉还原期能够替换部分石灰,有效地解决了AOD炉冶炼过程热量不足导致Cr元素高氧化的问题;通过数据分析和对比得出最佳使用量为20~30 kg/t,由此可降低石灰10~15 kg/t、硅铁4~6 kg/t、萤石3~5 kg/t,吨钢成本降低约35元,工序能耗大幅下降。     

不锈钢电炉冶炼攻关

1989年，0#炉在不锈钢电炉冶炼攻关中，通过操作与理论的结合，将不锈钢冶炼的标准化操作建立在扎实的基础上，取得提质降耗的重大成果。一次废品率由12.86%降到3.18%，后期铬铁消耗由吨钢202.3kg降到144.06kg。铬的综合收得率由78％提高到89％，钢锭热塑性根本好转。     

Self-reduction Mechanism of Coal Composite Stainless Steel Dust Hot Briquette

To efficiently recycle valuable metals such as chromium and nickel in stainless steel dust,self-reduction experiments were carried out to study the reduction mechanism of metal oxides in coal composite stainless steel dust hot briquette,which is defined as a CCSB here.Self-reduction of CCSB is proceeded by volatile matter and fixed carbon contained within CCSB.Experiments were performed to study the effects of temperature and carbon to oxygen(C/O_(Coal))ratio on self-reduction of CCSB.At 1 400 and 1 450℃,volatile matter in coal used for experiment could take the place of about 40% of fixed carbon in coal.Under the present experimental conditions,reduction product of chromium appears as FeCr_2O_4,Cr_2O_3,Cr_7C_3,and[Cr]in turn during reduction.To evaluate the formation of metal nuggets in self-reduction process of CCSB,metal nuggets containing chromium and nickel were observed in outside of reduction products under various conditions,and thermodynamic equilibrium calculation was carried out for possible products and formation of molten metal by fixed carbon.SEM and EDS analyses were made for metal nugget and slag in reduced product.The results reveal that it is reasonable to achieve the metal nuggets at 1 450 ℃,0.8 of C/OCoalratio and 20 min of reduction time.The nugget formation can indicate one innovative process for comprehensive utilization of stainless steel dust.     

316L超低碳奥氏体不锈钢超细丝原料生产实践

采用1 t 3相有衬电渣炉-底吹氩精炼-铸φ90 mm棒-100 kg电渣重熔工艺流程成功地生产出满足生产φ0.018 mm超细丝洁净度要求的316L不锈钢原料（/%:≤0.03C、≤1.0Si、≤2.0Mn、≤0.035P、≤0.030S、16～18 Cr、12～15Ni、2～3Mo）。通过渣料为（/%）25CaF₂-25Al₂O₃-50CaO,3根纯铁自耗电极的熔炼过程逐步加铬铁、镍板和硅铁,获得要求的成分,并用AlSiMn合金和SiCa粉脱氧,底吹氩气搅拌,直接浇铸成φ90 mm铸棒,再经φ160mm电渣重熔炉精炼成100 kg锭。结果表明,电渣锭中总氧含量为（15～20）×10^-6,平均夹杂物含量为16.2个/mm²,95%夹杂物尺寸小于5μm,没有发现大于10μm的夹杂物,可满足生产超细不锈钢丝的要求。     

Chromium Recycling from Argon-oxygen Decarburization Dust in Hot Metal Pre-dephosphorization Process

The chromium recycling from the stainless steel dust of an argon-oxygen decarburization (AOD)furnace during a hot metal pretreatment process was investigated.Experiments at different temperatures or with different amounts of AOD dusts were carried out in a laboratory furnace equipped with MoSi2 heating elements and subsequently industri-al experiments were conducted in a stainless steelmaking factory,in order to study the thermodynamic mechanism of C and Si reacted with Cr2 O3 to get Cr from AOD dust.The results showed that the reaction between C and Cr2 O3 occurred below 1 572.18 K.Although its reducing ability was weaker than that of Si,C enabled the Cr in Cr2 O3 in the AOD dust to be recycled using the Si in the slag.By combining the AOD dust added in an earlier stage,the hot metal pretreatment slag added in a later stage could not only recycle Cr from AOD dust but also remove Si,S,and P.Higher hot metal temperatures resulted in higher Cr content and lower remained P concentration in the molten iron.     

255m3高炉冶炼不锈钢母液工业试验

首次在255m^3高炉上进行了冶炼不锈钢母液的工业试验,生产铬含量5％～21．3％的不锈钢母液近千吨,铬收得率达98％,炉况顺行,渣铁排放正常。为确保试验的成功,采取了保守的操作方针,入炉焦比提得较高,对原材料的磷含量也未加控制,试验中还将铬含量15．6%的35t不锈钢母液由转炉冶炼后再经连铸和轧制加工得到某种不锈钢板材,实现了不锈钢生产全流程的贯通。     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

竖炉法冶炼含Cr和Ni的铁水试验研究

基于竖炉工艺,以不锈钢除尘灰、铁鳞、红土镍矿、铁精矿和铬矿为主要原料,采用小型试验竖炉进行高温冶炼模拟试验,探索竖炉工艺冶炼含Cr和Ni的铁水的可行性。研究结果表明：采用竖炉法处理不锈钢除尘灰,能实现除尘灰中Fe,Cr和Ni等有价元素的回收。Ni元素基本上全部进入铁水,其回收率高达99.80%,Cr的回收率也可达到95.82%。竖炉全红土矿冶炼含Cr和Ni的铁水是可行的,而且将红土镍矿球团和不锈钢除尘灰球团搭配入炉,不仅可充分回收Fe,Cr和Ni等元素,还可减少渣量、降低焦比。竖炉采用铬矿配加铁精矿球团和铁鳞球团冶炼含Cr铁水时,铁水中Cr质量分数可达到17.5%,最高可达20.48%,Cr回收率稍低,为87.15%,但有进一步提高的可能;随着铁水中Si含量的增加,Cr的回收率逐渐提高,磷的分配比逐渐减低;当铁水Si质量分数从1.38%提高到3.73%时,Cr的回收率和磷的分配比变化不大。     

不锈钢酸洗污泥碳还原过程中的物相变化及元素迁移行为

摘要：不锈钢酸洗污泥是危险废弃物,但其中含有大量有价值重金属,因而如何对其资源化利用具有重要意义。研究不锈钢污泥在碳热还原反应过程中铁、铬、镍等元素在物相间的相互作用及转化,探究铁、铬、镍元素在污泥中分布的影响因素。利用XRD分析污泥在还原过程中的矿相变化,金相显微镜、SEM EDS分析污泥还原过程中金属颗粒的形貌及其迁移行为。结果表明,在污泥升温碳还原的过程中,NiO与Fe2O3形成NiFe2O4尖晶相并被还原形成Ni-Fe金属相;FeO与Cr2O3形成FeCr2O4并与碳还原形成Fe-Cr--C金属固溶体;含碳的Ni-Fe-Cr-C等合金颗粒在高温下熔化并汇聚长大。当温度为1300℃时,渣相内部结构软化形成微熔池,使得金属液滴具备更好的迁移长大条件,非金属元素形成了以［Si-O］为主要网络结构的熔渣球团,这些网络结构由Ca2Al(AlSiO7)组成。