[发明专利]使用含镍、铬的低品位褐铁矿冶炼低磷不锈钢基料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用含镍、铬的低品位褐铁矿冶炼低磷不锈钢基料的方法，属于高炉、电炉、转炉冶炼工艺。

背景技术：

目前，在不锈钢冶炼过程中，其原料组成主要为：高炉铁水+清洁不锈钢返回钢+高碳铬铁+高纯度镍铁，或者是清洁不锈钢返回钢+普通废钢+高碳铬铁+高纯度镍铁，主要在电炉或转炉中冶炼。随着不锈钢的广泛应用，产量逐年大幅度增长，造成了镍金属的短缺，因此镍的价格飞涨，而用常规方法生产高碳铬铁和高纯度镍铁，工艺成本高、生产过程复杂、产量低、污染严重，需要耗费大量的能源，而且价格高昂，并且在后续冶炼过程中，需要再将其稀释到不锈钢中，从而造成了更大的能源和人力的浪费。现在已有企业改用非纯镍原料(主要是含镍、铬生铁或镍铁)冶炼不锈钢，但这些含镍、铬生铁主要是采用国家明令禁止的300m³以下的小高炉生产的，环境污染严重，而且含镍、铬生铁中磷、硫等杂质含量高，通常采用稀释法配加清洁的不锈钢返回钢降低成品中的磷、硫含量，但同时也降低了镍、铬等合金元素的含量，给后续的不锈钢生产操作带来困难。而含镍、铬的低品位褐铁矿资源丰富，价格低廉，但该矿中铁含量低，镍含量低，铬含量高，成份复杂，脉石多，造成高炉冶炼中渣量大，渣铁粘度大，采用现有的常规工艺难以冶炼。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含镍、铬的低品位褐铁矿经高炉、电炉、转炉来冶炼低磷不锈钢基料的方法，以降低生产成本，减小环境污染，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种使用含镍、铬的低品位褐铁矿冶炼低磷不锈钢基料的方法，包括以下步骤：

(1)将含镍、铬的低品位褐铁矿进行预处理，即经过筛分、破碎、干燥后，得到不同粒度的矿粉和块矿，预处理后的矿粉和矿块配加3-8％的燃料、0.3-5％的熔剂制成烧结矿；

(2)将各种除尘灰、烧结返矿及矿粉，混合粘结剂和还原剂，经高压压制成冷压球团或含碳球团；

(3)将含碳球团干燥后，入转底炉在1250℃-1350℃温度条件下，经过15-30分钟还原，得到金属化率85％-90％的预还原球团；

(4)将烧结矿配加部分矿块、冷压球团、含碳球团、预还原球团和燃料、熔剂、和辅助材料，入高炉冶炼，铁水温度为1450-1550℃，炉渣碱度为1.1-1.35，得到含镍、铬的合金铁或铁水；

(5)将冷压球团、含碳球团、预还原球团、含镍、铬合金铁和铁水，经电炉或者转炉在1600-1630℃的温度下，冶炼60-120分钟，完成直接还原和脱碳、脱磷的任务，得到可以直接入炉炼钢的洁净的液态不锈钢基料；

(6)将液态的低磷不锈钢基料经连铸机铸造成为可以直接入炉炼钢的固态不锈钢基料。

步骤(1)中所述的燃料包括煤粉、焦粉；熔剂包括石灰石。

步骤(2)中的粘结剂为水玻璃，重量百分含量为0.5-2.0％，还原剂为焦粉、煤粉，重量百分含量为8-20％。

步骤(4)中所述的燃料指焦炭和煤粉，焦炭的重量百分含量为25-35％，煤粉的重量百分含量为0.5-2％；熔剂指石灰石，重量百分含量为0.5-8％；辅助材料指锰矿，重量百分含量为0.5-5％。

所述的含镍、铬褐铁矿各成份的重量百分含量为：T Fe 15-45％，Ni 0.3-3.0％，Cr1.5-3.0％，CaO 0.35-1.0％，SiO₂ 5.3-30％，MgO 2.4-10.5％，Al₂O₃ 10.5-30％，物理H₂O 12.8-25％。

所述的烧结矿各成份的重量百分含量为：T Fe 18-40％，Ni 0.8-3.0％，Cr 0.8-3.0％，CaO 20-30％，SiO₂ 20-30％，MgO 3-16％。

步骤(4)所述的高炉冶炼过程中，含铁炉料的各组分的重量百分含量为：矿块0-15％，烧结矿60-90％，冷压球团0-10％，预还原球团0-50％，锰矿0-5％。

步骤(4)制得的含镍、铬的合金铁或铁水的各组分的重量百分含量为：C饱和，Si 1.0-1.8％，Mn 0.4-0.8％，P 0.06-0.1％，S 0.06-0.08％，Ni2-12％，Cr 1-10％，余量为Fe。

所述的不锈钢基料的各成份的重量百分含量为：C 0-2.0％，Si 0-0.1％，Mn 0-0.2％，P 0-0.030％，S 0-0.040％，Cr 1-10％，Ni  2-12％，余量为Fe。