镍基不锈钢管低成本生产工艺实践

针对不锈钢原材料价格居高不下、电极价格不断上涨、不锈钢成本居高不下的现状，分析了镍铬生铁、高碳铬铁、铸铁等原材料的特点，以及研究了Si和C元素在原料中的优化利用。将电炉、AOD等工艺相结合，开发出1601电双炉+501中频炉法生产不锈钢预熔工艺。将高碳铬铁和铬镍生铁分开熔炼，缩短电炉熔炼时间，中频炉与AOD率相匹配；电炉+双中频炉该工艺用于在钢包电炉渣中开展CrO还原工艺，提高铬回收率，降低电极消耗。与原工艺相比，铬回收率提高2.2%，电极消耗降低0.8kgt，降低了不锈钢铸造成本浙江不锈钢管厂家。

近年来，我国不锈钢市场需求和产能均呈现快速增长态势。中国已成为不锈钢的主要生产国和消费国。 2018年我国不锈钢产量2670万吨，其中300系不锈钢产量1282万吨，占比48%。 300系列不锈钢主要用电烤箱

-AOD生产过程分两步。由于不锈钢废料资源少、价格高，国内不锈钢生产企业普遍采用铬镍+高铬生铁作为电炉的主要原料。 EAF-AOD两步法生产300系铬镍不锈钢，大量使用铬镍生铁代替纯镍或其他优质镍，可降低不锈钢铸造成本。

太钢在二钢二厂北区开发了以铬镍生铁为主要原料的奥氏体不锈钢铸造工艺。该技术摒弃了用镍铁和不锈钢铸造奥氏体不锈钢的传统工艺。废钢为主要原料。以镍生铁和高铬含量为主要原料，熔合形成用于AOD的初始含铬镍不锈钢熔体（以下简称预熔体），然后精炼。由于铬镍生铁和含铬量高的块状合金，密度大，在电炉熔炼过程中难以穿井，熔炼速度慢，导致电炉能耗高，熔炼时间长，电极消耗高同时电炉吹氧助熔铬的氧化加剧。为此，太钢于2013年投产3台50t大功率熔炼高铬中频炉和熔炼铬镍生铁电炉3台。两个炉子熔化的预溶液在同一个钢包中混合，然后与AOD混合进行精炼。

1 电炉和中频炉工艺参数

1.1160t电炉功能及主要参数太钢二钢2160t不锈钢电炉于2006年10月投产，主要冶金功能为熔炼合金、铬镍生铁、不锈钢废钢、渣钢等不锈钢原料，为AOD提供不锈钢预溶，主要用于镍钢的生产。电炉主要参数见表1。

1.250t中频炉功能及主要参数

太钢二钢50t中频炉具有熔炼速度快、生产效率高、使用灵活、适应性强、金属烧损低、贵元素回收率高等特点。中频炉主要技术参数见表2。

2 铸造工艺

2.1 工艺流程

中频炉+电炉，AOD炉不锈钢冶炼工艺双熔预溶，主要生产镍铬不锈钢，工艺路线如图1所示。

2.2 中频炉熔炼特性

中频炉主要熔炼高碳铬铁。高碳铬铁可装4550t。根据计算，选择合理型号的高碳铬铁，确保预熔液中铬和硅的含量达到目标值典型304不锈钢成分结构见表3 在合金熔炼过程中，高碳铬铁分批加入，中频炉连续进料熔化，无需吹氧。高碳铬铁完全熔化后，温度达到1630，断电后钢在不锈钢钢包中，不进行成分分析。

2.3 电炉冶炼特点

160t电炉的负荷主要是铬镍生铁、不锈钢废料、渣钢等。装料量为125t，典型的304批量装料结构见表3，电炉冶炼过程中采用吹氧脱硅加速装料熔化。同时加入石灰和轻烧白云石进行磨粒，保证炉渣的碱度为1.5。炉料完全熔化时，钢水中Si0.5%，温度1650。通电后，电炉中的钢渣在与高铬熔体相连的钢包中混合。在穿线过程中，铬铁熔体中的炉渣和硅在钢流的完全搅拌下发生还原反应。炉渣中的Cr2O被还原排出。钢精炼完成后，将炉渣去除并与AOD 混合进行精炼。

3 讨论与分析

传统的镍基不锈钢生产工艺为两步法，将废钢、铬镍生铁、高铬含量等合金在电炉中熔化。在聚变过程中，氧气被吹入以帮助聚变。熔化时间长，铬镍元素烧坏。开发的电炉+中频炉双熔不锈钢预熔工艺，实现铬镍元素分步熔炼。与传统电炉熔炼不锈钢预熔工艺相比，具有以下特点：

(1) 缩短施法时间

传统工艺是在电炉中加入铬镍生铁、高铬、矿渣钢等耐火固体原料。烧成时间长，电炉敲击时，在电炉中加入硅铁。炉中减少炉渣中的NiO和CrO3，这使得电炉熔炼过程相对较长，一般熔一个炉需要90分钟，而AOD熔炼时间约为75分钟，这导致电炉和ODA产率不匹配。在新的双工工艺中，电炉和中频炉分别熔化不同类型的炉料。中频炉熔炼高碳铬铁，温度适宜即可出钢。一般熔化时间为70分钟。

160t电炉主要熔炼镍铬生铁和不锈钢废料。由于减少了45-50t，电炉的负荷由二变一。提高生产效率，缩短铸造时间。在60 分钟。电炉熔炼过程可适当减少吹氧量。减少金属和铬元素的吹损。电炉+中频炉双工艺的实施，匹配了电炉和AOD炉的熔炼速度。

(2)提高铬回收率。

原工艺电炉的原料主要是铬镍生铁、高碳铬铁、不锈钢废料等高铬材料。电炉熔炼过程中吹氧助熔，元素铬燃烧严重，回收率低，一般在93%左右炉渣中Cr2O含量较高（实测为6%~10%） ，这与负载结构直接相关）。长期以来，电炉不锈钢冶炼总是将初期渣通过渣门排到渣槽，再将渣送入渣槽处理。在排渣过程中，不可避免地会有一定量的钢水混入渣中，从而产生铬。性能很差。

中频炉熔炼高碳铬铁后，电炉不再添加高碳铬铁，减少了电炉氧化铬的损失。电炉初期的炉渣不再排入渣槽，而是在放气时从中频炉中排入铁铬熔体的预熔钢包中，采用放气钢流充分搅拌以获得2.5%的高铬溶液。

电炉渣中的硅和Cr2O发生还原反应，提高了铬收率，铬收率达到95%以上。在双中频炉+电炉工艺中，炉渣中Cr2O的还原、工艺组成以及工艺与未使用中频炉的铬性能对比见表4。

(3)减少电烤箱的电极消耗。

原工艺电炉装料量为175吨，装料含高碳铬铁50吨。电炉熔炼困难，熔炼时间长，电极消耗高。新工艺电炉承载能力为125t，中频炉熔炼高水平铬无电极消耗，电炉电极消耗+中频炉预熔液降低与原始工艺相比减少了0.8 kg。

4。结论

(1) 开发出160t电炉+50t中频炉双法生产镍基不锈钢技术，开展高碳铬铁和铬生铁-镍分熔工艺，缩短了镍基不锈钢熔炼时间电炉，实现电炉与AOD的节奏匹配；

(2)开发了双电炉+中频炉法，以减少电炉炉渣中的Cr2O。该工艺提高了铬回收率，降低了电极消耗。与原工艺相比，铬回收率提高2.2%，电极消耗降低0.8kgt。显着降低不锈钢铸造成本。