[发明专利]一种电炉短流程冶炼含镍钢的方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种电炉短流程冶炼含镍钢的方法。

背景技术

具有良好抗耐腐蚀性能的镍，除广泛应用于不锈钢外，还因其具有固熔强化、细化铁素体晶粒、改善钢的低温冲击韧性、提高钢的淬透性、强度及疲劳抗力和减少对缺口的敏感性等作用，而作为主要合金元素应用于部分合金钢、渗碳齿轮钢等钢中，其含量为0.30%～5.0%。目前，在电炉短流程冶炼不锈钢时，一般使用含镍生产冶炼，而在冶炼含镍合金钢及渗碳齿轮钢时，因镍含量较低，通常采用在电炉出钢及精炼过程中，通过添加电解镍或镍铁等方式来调整钢中的镍含量，采用上述生产含镍合金钢及渗碳齿轮钢时，存在降低钢液纯净度及增加生产成本等问题。

专利CN102808061A中公开了一种转炉内采用低镍生铁冶炼含镍钢的方法，属于转炉炼钢技术领域。该工艺中控制的技术参数为：低镍生铁配比量按照低镍生产中实际含镍量及吸收率99%计算；其炉料构成为：铁水、废钢和低镍生铁，转炉吹炼过程中整个吹炼过程供氧量上升2%-10%。该发明减少转炉生产含镍钢时对电解镍或镍铁等高合金资源的依赖，满足含镍钢种镍合金化要求的同时实现低成本生产。但该方法的适用范围低，仅适用于镍含量在0.10%-0.50%的含镍钢种。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决以上多个技术问题中的至少一个技术问题的电炉短流程冶炼含镍钢的方法。

本发明提供一种电炉短流程冶炼含镍钢的方法包括以下步骤：

（1）配料：炉料结构为铁水和低镍生铁，炉料的总装入量为54～56吨，其中，低镍生铁中的镍含量为0.8～6质量%，低镍生铁的装入量通过下式计算：低镍生铁的装入量＝出钢量×所要冶炼的含镍钢中镍含量下限值÷钢铁料的回收率÷低镍生铁中的镍含量÷镍回收率；其中，所述低镍生铁的装入量和出钢量的单位为吨，所要冶炼的含镍钢中镍含量下限值和低镍生铁中的镍含量单位为%。（2）电炉初炼：通过吹氧进行钢液的脱碳，脱磷，去除钢中的氢、氮气体；其中，造氧化渣的渣料的加入量14kg/t～20kg/t；控制终点碳为0.06～0.25质量%、终点磷≤0.015质量%；出钢过程中，含铝脱氧剂的加入量为1.0kg/t～2.5kg/t、包内精炼渣的加入量为10kg/t～15kg/t；出钢温度为1600～1680℃。（3）LF精炼：对钢液进行脱氧，脱硫，去除杂质，调整成分；采用碳粉和碳化硅扩散脱氧以及喂入铝线强脱氧相脱氧的复合脱氧方式进行脱氧；对镍含量进行微调；在LF炉出钢前，喂铝线调整钢中铝含量，喂入硅钙线对夹杂物做变质处理并深脱氧；出钢温度1560～1640℃；（4）VD真空处理：LF出钢后扒出1/3～2/3的精炼渣；钢液进入VD炉后，在真空度67pa以下保持12～20分钟，破空后测温，取样；钢液软吹10～20min，调整温度至连铸温度。

其中，所述步骤（1）中，所述钢铁料的回收率为0.90。

其中，所述步骤（1）中，所述镍回收率为0.99。

其中，所述步骤（2）中，出钢过程吹氩搅拌，加入碳粉脱氧。

其中，所述步骤（3）中，采用电解镍或镍板对镍含量进行微调。

其中，上述含镍钢为齿轮钢。

通过本发明的电炉短流程冶炼含镍钢的方法，能够在充分利用现有工艺装备并无需增加投资的情况下，实现电炉大范围、低成本冶炼含镍量为0.30～5.0%的合金钢及齿轮钢。

具体实施方式

本发明的电炉短流程冶炼含镍钢的方法依次包括以下步骤：配料→电炉初炼→LF精炼→VD真空处理。具体如下：

（1）配料：炉料结构为铁水和低镍生铁，炉料的总装入量为54～56吨，低镍生铁中的镍含量为0.8～6质量%，低镍生铁的装入量通过下式计算：低镍生铁的装入量＝出钢量×所要冶炼的含镍钢中镍含量下限值÷钢铁料的回收率÷低镍生铁中的镍含量÷镍回收率；其中，所述低镍生铁的装入量和出钢量的单位为吨，所要冶炼的含镍钢中镍含量下限值和低镍生铁中的镍含量单位为%。

其中，炉料的总装入量优选为1.5～6质量%。在低镍生铁的装入量的计算式中，钢铁料的回收率通过生产过程中长期数据的积累和总结，优选为0.90；镍回收率是电炉冶炼过程中确定的数值，优选为0.99；即，当钢铁料的回收率采用0.90且镍回收率采用0.99进行计算得出的低镍生铁的装入量为本发明的最佳装入量。