專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于冶煉不銹鋼的鎳鉻合金鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種合金鋼，特別是涉及一種用于冶煉不銹鋼的鎳鉻合金鋼及其生產(chǎn)方法。二
背景技術(shù)：
：隨著不銹鋼市場(chǎng)需求量的增加，不銹鋼生產(chǎn)廠家為了提高產(chǎn)量，降低成本，需求一種冶煉不銹鋼原料，該原料可用于直接冶煉不銹鋼。這種原料為鎳鉻合金鋼。鎳鉻合金鋼的特點(diǎn)是冶煉鎳鉻合金鋼的鐵水中含有較高的金屬鎳和鉻，含有較低的磷和硫，因此，鎳袼合金鋼是冶煉不銹鋼的非常好的原料，物美價(jià)廉，生產(chǎn)時(shí)的能耗低。以前鎳鉻合金的冶煉主要采用礦熱爐。2006年以來(lái)國(guó)內(nèi)有少數(shù)廠家開(kāi)始采用電爐冶煉，采用這兩種工藝均需耗用大量電能，每噸鋼耗電在500度以上。采用礦熱爐、電爐冶煉的缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低，能耗高，鋼中磷含量高，耐火材料消耗高。因此，開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)爐冶煉鎳鉻合金鋼是非常必要的。專(zhuān)利號(hào)為03146206.5的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)爐煉鋼的方法，該方法所用的原料種類(lèi)為鐵水和固體鐵料，該方法生產(chǎn)出的鋼為普通鋼；本發(fā)明的方法為轉(zhuǎn)爐冶煉，但是所用原料成分及工藝過(guò)程和該專(zhuān)利均有差別，本發(fā)明方法生產(chǎn)出的鋼為合金鋼。三
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題提供了一種可直接用于冶煉不銹鋼的鎳鉻合金鋼及其生產(chǎn)方法，生產(chǎn)出的鎳鉻合金鋼具有磷和硫等雜質(zhì)含量低、生產(chǎn)過(guò)程能耗低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案-一種鎳鉻合金鋼，以重量百分比表示，成分中含有碳0.32.0、硅^1.0、錳^).5、磷^0.03、硫，4、鉻0.6~2.5、鎳3.5~7.0、銅^0.2，余量為鐵。一種鎳鉻合金鋼的生產(chǎn)方法，包括爐料配制、供氧、造渣、終點(diǎn)控制、脫氧合金化和吹氮處理工藝，(1)爐料配制爐料為含鎳鐵水和含鎳鐵塊，以重量百分比表示，含鎳鐵水為75~90，含鎳鐵塊為10~25;含鎳鐵水的成分百分比為碳3.5~5.5、硅1.0-3.5、錳0.3-0.8、磷0.08-0.15、硫0.03~0.07、鉻3.0~6.0、1臬3.0~6.0、銅^0.2，余量為鐵；(2)供氧采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉，供氧壓力0.70.9Mpa，氧氣流量為8100~9200Nm3/h;(3)造渣采用雙渣法冶煉，終點(diǎn)堿度大于2.5;首批加入燒結(jié)返礦530kg/噸鋼，然后再根據(jù)爐溫分批加入燒結(jié)返礦1430kg/噸鋼；加入輕燒白云石1530kg/噸鋼；石灰總加入量根據(jù)鐵水含Si量計(jì)算，首批加入石灰總量的1/22/3，爐溫控制在1500-1600°C,吹煉812分鐘，倒?fàn)t、放渣；首批渣放除后，再加入石灰總量的1/21/3;加入螢石和/或氧化鐵皮，螢石和/或氧化鐵皮總加入量為310kg/噸鋼；再吹煉56分鐘，第二次倒?fàn)t、倒渣；(4)終點(diǎn)控制目標(biāo)碳含量C20.30，出鋼溫度控制在1700-1720°C;(5)脫氧合金化加入脫氧劑，其加入量為0.31.0kg/噸鋼。所述的含鎳鐵塊的成分和含鎳鐵水的成分基本相同。將所述的鋼水連鑄澆鑄成鋼坯，澆鑄時(shí)中包溫度根據(jù)鋼水中碳含量控制，連鑄斷面為小方坯，拉速為1.2~1.8m/min。所述的脫氧劑為鋇合金、硅鐵合金、錳鐵合金或其他脫氧劑。所述的吹氮處理時(shí)氮?dú)饬髁?00~1000Nm3/h，底吹時(shí)間為3~8分鐘。本發(fā)明具有的積極有益效果-(1)本發(fā)明的鎳鉻合金鋼，含有較低的磷和硫，可直接用作冶煉不銹鋼的原料，可提高不銹鋼的產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。(2)本發(fā)明的鎳鉻合金鋼采用轉(zhuǎn)爐冶煉來(lái)取代礦熱爐或電爐冶煉，與采用礦熱爐、電爐冶煉相比，本發(fā)明的方法具有生產(chǎn)效率高、能耗低，鋼中硫、磷等雜質(zhì)含量低的優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。(3)由于采用高爐鐵水冶煉，所以鋼中有害元素少，鋼質(zhì)純潔，質(zhì)量好。四圖1:煉鋼過(guò)程中的碳含量和工序溫度關(guān)系控制圖圖中曲線由上至下分別為-曲線h翻表示涼包第一爐氮后溫度；曲線2:A表示連澆爐次氮后溫度;曲線3:*表示連澆爐次中包溫度；曲線4:表示澆注溫度下限。五具體實(shí)施例方式實(shí)施例一、鎳鉻合金鋼的生產(chǎn)方法(1)爐料配制爐料為含鎳鐵水和含鎳鐵塊，以重量百分比表示，含鎳鐵水為84.4%，含鎳鐵塊為15.6%，裝入量含鎳鐵水為34.1噸，含鎳鐵塊即生鐵塊為6.3噸。鐵水成分如下-<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>含鎳鐵塊成分和含鎳鐵水相同。(2)供氧采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉，采用的氧壓為0.80.9MPa，供氧時(shí)氧壓控制為0.85MPa，氧氣流量為8700NmVh。槍位最低0.9米，吹煉槍位1.2-2.0米；冶煉周期45-50分鐘；(3)造渣采用雙渣法冶煉，前期多放酸性渣，盡可能提高堿度，可倒?fàn)t2-3次，終點(diǎn)堿度大于2.5，如果爐渣黏度大，加入螢石或鐵皮調(diào)節(jié)。首批加入石灰4300kg(合121kg/噸鋼)，輕燒白云石500kg(合14kg/噸鋼)，燒結(jié)返礦200kg(合5.6_1^/噸鋼)，氧化鐵皮200kg(合5.6kg/噸鋼)。二批石灰2150kg(合60.6kg/噸鋼)，三批石灰加入1900kg(合53.5kg/噸鋼)。第一次倒?fàn)t8分52秒，溫度1614°C;第二次倒?fàn)t15分20秒，溫度1709°C;第三次倒?fàn)t20分30秒，溫度1699。C，全爐供氧量3028m3。(4)終點(diǎn)控制目標(biāo)碳含量C》0.30%，出鋼溫度1690-1720°C，加入200kg瀝青焦作為增碳劑(合5.7kg/噸鋼)，要求瀝青焦中碳含量大于92%，硫含量小于0.2%。根據(jù)用戶(hù)需要可采用增碳法增碳，將碳含量增加至1.0%以上。(5)脫氧合金化加入30kgBaCaSi合金脫氧劑(合0.845kg/噸鋼)。(6)吹氮處理將冶煉好的鋼水進(jìn)行吹氮處理，氮?dú)饬髁?00NmVh，底吹6分鐘。底吹后鋼水溫度158(TC，成份見(jiàn)下表，鋼中碳含量0.95%。由圖1中曲線2可知，當(dāng)鋼中含碳量為0.95%時(shí)，氮后溫度應(yīng)該控制在1585°C，可見(jiàn)該溫度符合要求。得到的成品合金鋼35.5噸，成分如下表<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(7)連鑄由圖1中曲線3、曲線4可見(jiàn)，當(dāng)碳含量為0.95%時(shí)，澆鑄溫度區(qū)間為1470-1505。C左右。連鑄開(kāi)澆后中包溫度為1490-1510°C，可見(jiàn)這個(gè)溫度是比較合適的。定徑水口直徑為#13.5證，實(shí)際拉速1.2-1.5m/min，足輥和一段水量分配比為11。實(shí)施例二、同實(shí)施例一基本相同，不同之處在于(1)爐料含鎳鐵水為80%，含鎳鐵塊為20%，裝入量含鎳鐵水為32噸，含鎳鐵塊即生鐵塊為8噸。鐵水的成分如下<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(2)冶煉開(kāi)吹后氧壓為0.80MPa，氧氣流量為8600Nm7h，槍位1.2-2.4m，第一次倒?fàn)t7分27秒，溫度1419。C;第二次倒?fàn)t14分10秒，溫度167(TC;第三次倒?fàn)t18分20秒，溫度1710。C，全爐供氧量2800m3。首批加入石灰3900kg(合110kg/噸鋼)，輕燒白云石500kg(合14.2kg/噸鋼)，返礦200kg(合5.7kg/噸鋼)，氧化鐵皮200kg(合5.7kg/噸鋼)，螢石IIOkg(合3.lkg/噸鋼)。二批石灰2100kg(合59.5kg/噸鋼)，三批石灰加入1400kg(合39.70kg/噸鋼)，出鋼前加入30kg硅鐵合金脫氧劑(合0.85kg/噸鋼)，360kg無(wú)煙煤增碳劑(合10.2kg/噸鋼)。得到的成品合金鋼35.3噸，成分如下表<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(3)連鑄連鑄開(kāi)澆后中包實(shí)測(cè)溫度為1430°C-145(TC，由圖1中曲線3和曲線4可知，但鋼水碳含量為1.6%時(shí)中間包鋼水的澆鑄溫度應(yīng)該為1405°C-1450°C，所以鋼水溫度較合適。實(shí)際拉速為1.1-1.5m/min，水口直徑13.5mm。實(shí)施例三、同實(shí)施例一基本相同，不同之處在于(1)爐料含鎳鐵水為78%，含鎳鐵塊為22%，鐵水的成分如下<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(2)冶煉開(kāi)吹后氧壓為0.87MPa，氧氣流量為8900NmVh，槍位1.4m，第一次倒?fàn)t9分30秒，溫度1510。C;第二次倒?fàn)t15分10秒，溫度1700。C;第三次倒?fàn)t19分10秒，溫度170(TC，全爐供氧量2900m3。首批加入石灰120kg/噸鋼，輕燒白云石20kg/噸鋼，燒結(jié)返礦15kg/噸鋼，氧化鐵皮8.0kg/噸鋼，螢石7.Okg/噸鋼。二批石灰加入60kg/噸鋼，三批石灰加入45kg/噸鋼；出鋼前加入鐵錳合金脫氧劑O.50kg/噸鋼。成品合金鋼成分如下表<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例四、同實(shí)施例一基本相同，不同之處在于:(1)爐料含鎳鐵水為88%，含鎳鐵塊為12%，含鎳鐵水成分如下:<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>含鎳鐵塊成分如下:<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(2)冶煉開(kāi)吹后氧壓為0.9MPa,氧氣流量為9100Nm7h，槍位1.6m，第一次倒?fàn)t9分10秒，溫度160(TC;第二次倒?fàn)t14分30秒，溫度167(TC;第三次倒?fàn)t19分20秒，溫度1690。C，全爐供氧量3000m3。首批加入石灰IIOkg/噸鋼，輕燒白云石23kg/噸鋼，燒結(jié)返礦20kg/噸鋼，氧化鐵皮5.0kg/噸鋼，螢石5.0kg/噸鋼。二批石灰加入60kg/噸鋼，三批石灰加入50kg/噸鋼；出鋼前加入硅鐵合金脫氧劑0.80kg/噸鋼，加入瀝青焦增碳劑8.2kg/噸鋼。成品合金鋼成分如下表-<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1.一種鎳鉻合金鋼，其特征是以重量百分比表示，成分中含有碳0.3～2.0、硅≤1.0、錳≤0.5、磷≤0.03、硫≤0.04、鉻0.6～2.5、鎳3.5～7.0、銅≤0.2，余量為鐵。2.—種權(quán)利要求1所述的鎳鉻合金鋼的生產(chǎn)方法，包括爐料配制、供氧、造渣、終點(diǎn)控制、脫氧合金化和吹氮處理，其特征是-(1)爐料配制爐料為含鎳鐵水和含鎳鐵塊，以重量百分比表示，含鎳鐵水為75-90，含鎳鐵塊為10-25;含鎳鐵水的成分百分比為碳3，5~5.5、硅1.0-3.5、錳0.3~0.8、磷0.08~0.15、硫0.030.07、鉻3.0~6.0、鎳3.0-6.0、銅^0.2，余量為鐵；(2)供氧采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉，供氧壓力0.70.9Mpa，氧氣流量為8100~9200Nm3/h;(3)造渣采用雙渣法冶煉，終點(diǎn)堿度大于2.5;首批加入燒結(jié)返礦530kg/噸鋼，然后再根據(jù)爐溫分批加入燒結(jié)返礦1430kg/噸鋼；加入輕燒白云石15-30kg/噸鋼；石灰總加入量根據(jù)鐵水含Si量計(jì)算，首批加入石灰總量的1/2~2/3，爐溫控制在1500~1600°C，吹煉812分鐘，倒?fàn)t、放渣；首批渣放除后，再加入石灰總量的1/2~1/3;加入螢石和/或氧化鐵皮，螢石和/或氧化鐵皮總加入量為310kg/噸鋼；再吹煉56分鐘，第二次倒?fàn)t、倒渣；(4)終點(diǎn)控制目標(biāo)碳含量C20.30，出鋼溫度控制在1700~1720°C;(5)脫氧合金化加入脫氧劑，其加入量為0.31.0kg/噸鋼。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎳鉻合金鋼的生產(chǎn)方法，其特征是所述的含鎳鐵塊的成分和含鎳鐵水的成分基本相同。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎳鉻合金鋼的生產(chǎn)方法，其特征是將所述的鋼水連鑄澆鑄成鋼坯，澆鑄時(shí)中包溫度根據(jù)鋼水中碳含量控制，連鑄斷面為小方坯，拉速為1.2~1.8m/min。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎳鉻合金鋼的生產(chǎn)方法，其特征是所述的脫氧劑為鋇合金、硅鐵合金或錳鐵合金。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎳鉻合金鋼的生產(chǎn)方法，其特征是所述的吹氮處理時(shí)氮?dú)饬髁?001000Nm3/h，底吹時(shí)間為3~8分鐘。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種用于冶煉不銹鋼的鎳鉻合金鋼及其生產(chǎn)方法。該鎳鉻合金鋼的成份中含有碳0.3～2.0、硅≤1.0、錳≤0.5、磷≤0.03、硫≤0.04、鉻0.6～2.5、鎳3.5～7.0、銅≤0.2，余量為鐵。生產(chǎn)工藝包括爐料配制、供氧、造渣、終點(diǎn)控制、脫氧合金化和吹氮處理等，爐料為含鎳鐵水和含鎳鐵塊，以重量百分比表示，含鎳鐵水為75～90，含鎳鐵塊為10～25；采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉，雙渣法造渣，終點(diǎn)堿度大于2.5、碳含量C≥0.30。本發(fā)明的鎳鉻合金鋼，含有較低的磷和硫，可直接用作冶煉不銹鋼的原料，可提高不銹鋼的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。文檔編號(hào)C22C38/40GK101195892SQ20071005496公開(kāi)日2008年6月11日申請(qǐng)日期2007年8月15日優(yōu)先權(quán)日2007年8月15日發(fā)明者李振立,馬和平申請(qǐng)人:河南朝陽(yáng)鋼鐵有限公司