[发明专利]用电弧炉生产含铬不锈钢母液的方法及所用的电弧炉

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢生产技术领域，尤其是涉及一种用电弧炉生产含铬不锈钢母液 的方法。本发明还涉及该方法中使用的电弧炉。

背景技术

铬是不锈钢的主要组成元素之一。在不锈钢冶炼中，铬主要来源于不锈废钢、铬铁 以及铬镍铁水，尤其来源于高碳铬铁。高碳铬铁通过矿热炉电热法冶炼出来，一般是铬块矿 或铬矿粉通过造块，配以还原剂在矿热炉中冶炼而得。

目前，为数不少的大型不锈钢生产企业通过铁水（普通铁水、镍铬铁水等）加高碳 铬铁进行不锈钢生产，易于造成不锈钢生产中碳量过剩，而脱碳过程必然会产生大量的煤 气，从而不仅不够环保，且成本上也造成浪费。同时，在生产高碳铬铁过程中，矿热炉对原材 料要求严格，且流程长、碳排放高、对环境污染严重。故，业界趋向于研究各种形式的铬的熔 融还原技术。

纯的Cr₂O₃是一个高熔点物质，在铬的熔融还原中，可以选择一定的渣系，使得铬矿 中的Cr₂O₃在一定的温度下进行渣化，融入炉渣中的Cr₂O₃和铁水的碳以及渣层的焦碳进行 还原反应，从而达到铬的还原，避免了生产高碳铬铁的中间环节。

日本川崎钢铁千叶不锈钢厂曾经在顶底复吹转炉中，将铬矿粉喷入转炉中，并配 入焦碳和石灰，通过超音速氧枪进行吹炼，使铬矿粉熔入炉渣，并和焦碳以及铁水中的碳进 行还原反应，生产含铬的不锈母液。其优点在于可以直接采用廉价的铬矿粉在转炉上生产 不锈钢含铬母液，减少了生产铬铁的中间环节，且减少了碳排放，也降低不锈钢成本；缺陷 在于转炉内完全靠氧气脱碳升温，使渣中氧含量较高，对铬的还原不彻底，且这种冶炼方法 在其它地方没有使用过，其可行性尚需进一步验证。

炼钢电弧炉是一种能够提供电炉加热和实现吹氧脱碳升温的冶炼炉，但一般炼钢 电弧炉中，熔池比较浅，熔池的深度和炉膛的直径的比值一般在0.2左右，这种电弧炉不足 于提供足够的铬矿粉在电炉里熔融还原反应的熔池空间，而提供足够的反应空间以及良好 的动力学条件，才能使铬矿粉在电弧炉中进行熔融还原。

发明内容

本发明的目的是提供一种用电弧炉生产含铬不锈钢母液的方法，它能够直接使用 铬矿粉在装有高炉铁水的电弧炉中进行铬的熔融还原，生产含铬的不锈钢母液，且具有流 程短、成本低、铬还原较为完全的特点。本发明还公开了一种该方法中所用的电弧炉。

本发明所采用的第一个技术方案是：

用电弧炉生产含铬不锈钢母液的方法，所述方法为：将高炉铁水作为还原母液添加至 电弧炉中，采用常规方法进行造渣，升温加热后，采用喷吹的方式向铁水或渣层喷入粒度不 超过2mm的铬矿粉；同时，喷吹铬矿粉的过程中，添加常规量的石灰和焦炭；以及，电弧炉的 底部设有底吹透气元件以全程吹入惰性气性或氮气。

所述升温加热的方式为：通电加热和/或向电弧炉内的铁水和炉渣喷入氧气脱碳 加热。

本发明的用电弧炉生产含铬不锈钢母液的方法优点是：

1、可以直接使用较为廉价的铬矿粉，不需要造粒、烧结等工序，从而降低了铬的生产成 本。

2、在铬的还原过程中，可以吹入氧气，利用碳氧反应的化学能升温加热，降低了电 耗，总体上降低了冶炼铬的能耗成本。

3、可以利用不锈钢生产线现在设备进行改造，无需投资建设高碳铬铁生产线，从 而降低了投资成本。

4、从实际实验，铬的回收率可达98%以上，回收率较高，炉渣含铬量低，使得炉渣处 理更加环保。

5、该方法对工艺参数没有过分的要求，且所用设备较为简单，易于实现。

本发明所采用的第二个技术方案是：

用电弧炉生产含铬不锈钢母液的方法中所用的电弧炉，包括熔池、炉盖，以及下端部插 在该熔池中的石墨电极，且该电弧炉具有进料口和炉门，该熔池的底部设有出铁口，所述熔 池的底部设有出气端伸在该熔池内的底吹透气元件，同时，有一喷吹管经该炉门伸至该熔 池内。

所述电弧炉的侧壁上设有超音速射流氧枪。

所述的熔池的深度H与直径D的关系为：H：D=0.25~0.4。

本发明的电弧炉的优点是：采用常用的电弧炉进行改进后即可满足生产含铬不锈 钢母液的要求，较为简单、方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：