[发明专利]一种转炉内采用低镍生铁冶炼含镍钢的方法

说明书

技术领域

本发明属于转炉炼钢技术领域，特别是涉及一种转炉内采用低镍生铁冶炼含镍钢的方法，主要适用于镍含量在0.10-0.50%的钢种。

背景技术

镍是很多钢种需要添加的元素，主要采取冶炼过程添加电解镍或镍铁等含镍合金的方法实现。镍主要依靠含镍红土矿中提取，随着全球硫化镍矿资源的减少，提炼难度增加，电解镍成本持续上升，造成了含镍钢制造成本上升；从红土矿中低成本获取镍的方法主要采用小高炉冶炼，其产品按镍品位分低镍生铁、中镍生铁和高镍生铁。低镍生铁与中、高镍生铁相比，价格相对低廉。目前在电炉钢厂应用较多，转炉应用低镍生铁冶炼尚无先例。电炉钢厂使用低镍生铁主要用来生产不锈钢，优点是每炉可以大批量添加，由于生产周期长，每炉冶炼时间在40分钟以上，所以低镍生铁可完全熔化，带入的P、S等杂质元素也能够较好地去除。转炉采用低镍生铁替代电解镍或镍铁等含镍合金进行生产时，由于生产周期短，低镍生铁必须在较短的周期内完全熔化，P、S等杂质元素也需尽快脱除，整个冶炼过程控制难度较大，因此低镍生铁未能实现在转炉的应用，为了解决这一问题，本发明提出了一种转炉内采用低镍生铁冶炼含镍钢的方法，可以实现稳定控制，有效降低合金成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在转炉内采用低镍生铁冶炼含镍钢的方法，减少转炉生产含镍钢时对电解镍或镍铁等高价合金资源的依赖，满足含镍钢种镍合金化要求的同时实现低成本生产。

本发明通过下列技术方案实现：

低镍生铁配比量按照低镍生铁中的实际含镍量及吸收率99%计算。

低镍生铁根据不同使用量选择不同的装入制度，炉料构成为：铁水、废钢和低镍生铁，其中低镍生铁和废钢之和为50-260kg/t。低镍生铁加入量在10-65kg/t时，与废钢一起加入，且要与废钢混合散开加入，防止集中于废钢料斗中局部聚集；加入量65-260kg/t时，则先兑铁水后加低镍生铁和废钢，或者先加不大于25%的低镍生铁和废钢，再兑铁水，之后再加。

采用低镍生铁后可以按1.05~1.10：1的比例减少废钢加入量。

转炉吹炼过程中，供氧强度在2.5-4.0Nm³/t﹒min范围内波动，吹炼前1/3-1/4的时间，采取2.5-3.0 Nm³/t﹒min的供氧强度范围内进行吹炼，并且适当增加2-5kg/t白灰保证炉渣碱度在2.8-4.0之间，吹炼后期尤其是接近吹炼终点时采用高的供氧强度（3.0-4.0Nm³/t﹒min）进行吹炼，保证最终成分均匀，钢水中磷含量可根据需要控制在0.006%-0.020%之间，钢水中硫含量可根据需要控制在0.005%-0.020%之间，整个吹炼过程较常规转炉冶炼供氧量上升2%-10%。

出钢后对实际镍含量进行微调（0%-3%）。

本发明具有下列优点和效果：

（1）实现低镍生铁在转炉冶炼过程中的应用，有利于降低含镍量在0.10-0.50%钢种的合金成本；

（2）转炉中采用低镍生铁进行合金化的同时可以节约废钢资源；（3）此工艺可以利用现有工装设备，无需新增加投资，可以明显降低冶炼成本。

具体实施方式

实施例1

某钢厂进行管线钢X70冶炼，转炉公称容量为100吨（平均出钢量），工艺路线为“转炉冶炼—钢包炉精炼—RH精炼—连铸”，生产2炉，目标镍含量0.15%，低镍生铁（含镍1.68%）每炉加入量6.45吨，废钢每炉14吨，两者混合散开加入，后兑铁水95吨，吹炼过程正常，供氧强度3.5Nm³/t﹒min，白灰消耗56kg/t，炉渣碱度3.2，转炉终点镍含量0.11%和0.10%，其中废钢带入镍为0.01%，出钢后每炉加入40kg电解镍，最终成品镍含量为0.15%和0.14%，磷含量为0.008%和0.007%，硫含量为0.008%和0.010%，两炉成分合格，低镍生铁中的Ni吸收率达97.2%，供氧量较常规冶炼用量上升4%，最终结果满足产品要求。

实施例2

某钢厂进行高强钢Q690冶炼，转炉公称容量为200吨（平均出钢量），工艺路线为“转炉冶炼—钢包炉精炼—RH精炼—连铸”，生产4炉，目标镍含量0.20%，低镍生铁（含镍2.0%）平均每炉加入量20吨，废钢平均每炉16吨，无其它含镍合金加入，入炉前先加入20%低镍生铁和4吨废钢，兑完铁水190吨后再加入剩余80%的低镍生铁和12吨废钢，供氧强度3.6 Nm³/t﹒min，白灰消耗57.5kg/t，炉渣碱度3.5，最终成品镍含量两炉0.19%和两炉0.20%，磷含量为0.008%、0.009%、0.008%和0.010%，硫含量为0.008%、0.010%、0.008%和0.010%，4炉成分合格，低镍生铁中的Ni吸收率达97.5%，供氧量较常规冶炼用量上升3%，最终结果满足产品要求。