酒鋼不銹鋼AOD冶煉使用鉻鐵粉的工藝研究

李靜

（甘肅鋼鐵職業技術學院，甘肅 嘉峪關 735100）

酒鋼不銹鋼AOD冶煉使用鉻鐵粉的工藝研究

李靜

（甘肅鋼鐵職業技術學院，甘肅 嘉峪關 735100）

隨著鐵合金粉末的水霧化法制造工藝的成熟，其逐漸代替了工業上制造鉻鐵機械粉碎的方法，鉻鐵粉逐漸被各不銹鋼生產廠家所青睞。鉻鐵粉價格低廉，成分跟普通的鉻鐵差別不是很大，在冶煉400系列不銹鋼時可以大量的在AOD中加入以代替普通的高C鉻鐵，從而達到降低成本的目的。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%。經過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轉爐加入鉻鐵粉實驗數據分析

酒鋼不銹鋼廠現有110噸AOD轉爐兩套，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數據統計

在410S冶煉過程中，由于加入鉻鐵粉時會降低爐內溫度，導致需要用硅鐵進行升溫，這15爐次比其月平均硅鐵消耗2 350 kg/爐，高出180 kg/爐，同時冶煉周期也相對較長。其主要問題表現為：（1）在生產組織上，1#AOD冶煉300時需要加鎳板，2#冶煉做

表1　實驗爐次鉻鐵粉鉻收得率數據統計

2016年3月在不銹鋼煉鋼分廠2#AOD進行了15爐次加入鉻鐵粉的冶煉實驗，加入鉻鐵粉共計73.8 t，冶煉周期平均為68 min，生產過程中爐次硅鐵消耗平均為2 530 kg/爐。

實驗數據顯示，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%，與轉爐的實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有點略高，這是由于質量稱重不準確，同時計算中鉻鐵粉中的鉻含量選取的是廠家給的59.23%，實際的鉻含量大于該值，所以導致其收得率過高。由于在加入鉻鐵粉和加入鉻鐵中間沒有進行取樣，無法準確計算鉻鐵粉中鉻的收得率，也無法推算出加入鉻鐵的實際重量，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生產過程中存在的問題實驗需要加鉻鐵粉，而該跨段只有一個料斗的釣具，在1，2號連鑄同時開澆時天車組織較為緊張。同時加入鉻鐵粉需要最少5 min，導致轉爐冶煉周期加長。（2）由于鉻鐵粉為粉末狀，加入爐口時，部分被來自爐內的氧氣氣氛吹起來部分被吸塵吸走，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，同時在溫度較高的情況下部分鉻被氧化，導致鉻收得率降低同時爐內溫度也會降低。（3）當鉻鐵粉在加入爐內的時候，大量與渣混合在攪拌的過程中部分被包裹在爐渣中，不易融化，導致其中所含C不能被氧化，致使CO分壓增大對脫碳不利，同時導致鉻鐵粉中鉻的回收率降低。

2　鉻鐵粉的加入對生產工藝的影響

2.1鉻鐵粉加入對脫碳的影響

由于在生產過程中，加入鉻鐵粉時在高溫下其中所含的硅被來自爐內的氧氣氣氛氧化，而且伴隨著大量的熱量被消耗，導致爐內溫度下降，同時由于搖爐也要有部分熱量損失，這就對前期脫碳帶來不利影響，同時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，造成大量球狀的結塊，不利于CO的排除，同時在后期脫碳中溫度比較高的情況下，這些球狀結塊溶化，其中所含的鉻鐵會造成少量的增碳。

2.2鉻鐵粉加入后爐內溫度的影響

通過實驗發現鉻鐵粉加入后，熔池溫度有顯著降低，同時由于入爐鐵水溫度低導致對后期的脫碳造成困難，但是在嚴格控制鉻鐵粉的加入時機，以及適當提高鐵水入爐溫度以及碳含量，鉻鐵粉的加入對爐內溫度可以控制，但是對其用量有一定的限制，通過實踐發現爐次用量在5～10 t時冶煉過程基本可控，同時也滿足料斗一次的加入量的限制。

2.3鉻鐵粉加入對硅鐵消耗的影響

對爐次數據的統計分析，發現加入鉻鐵粉的爐次硅鐵消耗最高達到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，這是由于加入過程中會有大量的熱量損失，加之有些爐次入爐溫度較低，需用部分硅鐵進行升溫，導致SiO2含量增加，石灰用量增加，渣量增加純鉻消耗上升。同時由于目前所使用石灰含C量較高，所以增C比較嚴重，通過實踐發現，適當提高入爐溫度以及C和硅含量有利于硅鐵消耗的降低，同時有利于純鉻消耗降低。

3　鉻鐵粉加入對冶煉時間以及生產組織的影響

通過實驗發現，加入鉻鐵粉的爐次平均冶煉周期比正常冶煉爐次冶煉時間長。而且對職工的勞動強度也相應加大，在AOD跨就一個料斗釣具在一期冶煉300時要加鎳板，同時二期需要加鉻鐵粉，在連鑄生產時候組織比較緊張，這就要求值班長協調盡量錯開一二期用料斗加料的時間。 在實驗過程中有一爐次，進行了全部加鉻鐵粉的實驗，但實驗數據表明，這種冶煉工藝不可行，由于現場環境的制約，加入鉻鐵粉需要分3次加入導致冶煉周期加長，同時大量的粉狀鉻鐵加入造成大量被渣子包裹形成結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

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

（2）對于目前的冶煉工藝，在轉爐中加入鉻鐵粉對生產組織和工藝過程影響不大，但是限制了鉻鐵粉的爐次使用量，實踐證明5～10 t為最優。

（3）在AOD加入鉻鐵粉冶煉過程中對入爐鐵水的溫度，C含量，硅含量要適當的提高，這樣對硅鐵的消耗，以及脫碳的操作將帶來很大的改善。

（4）在生產組織過程中需要提前進行協調安排，以免造成生產緊張，組織混亂影響產量。

［1］ 陳家祥.鋼鐵冶金學（煉鋼部分）.北京：冶金工業出版社，1990.

［2］ 關玉龍.電爐煉鋼技術.北京：科學出版社，1990：237～281.

TF764.1

A

1671-0711（2016）08（下）-0065-02