以废钢为原料进行炼制低杂质钢材的方法技术

本发明专利技术提供一种电弧炉炼钢方法，特别涉及一种利用废钢进行电弧炉炼钢的方法。所述方法包括：1)将炼钢原料在电弧炉中炼制成钢水；2)加入净化剂进行除杂精炼；3)出钢，对钢水进行浇铸，得到钢材；所述炼钢原料，按重量份计，为：30-70份钢渣、10-15份豆钢、5-10份轧制废弃钢和30-50份炼钢除尘灰；所述净化剂，按重量份计，包括：0.5-1.4份生石灰、0.9-1.5份轻烧白云石、0.6-1.0份硅钙粉和0.7-1.2份氮化铬。本发明专利技术可以在不使用铁水的前提下，大幅降低电弧炉炼钢的生产成本，降幅达15-30％；本发明专利技术还使得炼制的钢材杂质含量大大降低，P含量和S含量分别降为0.005％和0.006％；本发明专利技术符合国际国内长期环境政策的要求，具有十分广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用废钢进行电弧炉炼钢的方法，属于电弧炉炼钢

技术介绍
据国际能源总署的公布数据显示，在2010年的碳排放总量中，钢铁相关的生产活动占了8.3％。在国际和国家环境保护力度日益加大的情况下，研究降低能耗和碳排放的方法已成为钢铁行业的发展重点内容之一。其中，由于利用废钢进行二次炼钢的生产能耗显著较低，因此，大力发展二次炼钢规模是今后钢铁行业的必然趋势。然而，自金融危机之后，中国的钢铁行业面临着国内外需求不足、原材料价格高位波动、钢价持续下降以及库存不断上涨的多重压力，使得利用废钢进行炼钢的企业面临着巨大的经济困难。一般而言，利用废钢炼钢采用的是“电弧炉-精炼炉-铸造”的生产工艺，其成本主要集中在原料和电力耗费上。目前，对于降低电弧炉炼钢成本的研究主要是从设备的改进入手，其目的是使得热量得以更充分的使用。不过，由于设备的研发难度高、周期长、风险大以及成本高，并不适于所有的企业。因此，在金融危机爆发后，许多企业采用了向废钢中加入铁水来进行炼钢的方法，通过利用铁水的余温来降低炼钢的电力耗费(PROMISINGTECHNOLOGYFORMAKINGSTEELWITHTHEUSEOFSCRAPANDAMETALLIZEDRAWMATERIAL.Metallurgist,Vol.53,Nos.3–4,2009)。Blazek和Fosnacht曾运用经济学模型研究了铁水温度对炼钢整体成本的影响，所得结果表明：当加入铁水炼钢时，提高4.5％的废钢的加入量，需将铁水温度提高200℃。为了使得铁水过热，必须提高高炉铁水温度，则必定增加焦比，使得整体能耗上升。据北京科技大学的傅杰报道，在1993年之后，安钢在国内外首先研究了铁水加入比对电弧炉冶炼周期和电耗的影响。研究结果表明，随着铁水加入比从0％提高到20％左右时，冶炼周期及其电耗呈缓慢下降趋势；当铁水加入比从20％提高到35％时，冶炼周期及其电耗呈快速下降趋势；当铁水加入比高于35％时，冶炼周期及其电耗呈快速上升趋势，由此确定铁水的加入比最好为30-35％。然而，长期来看，随着中国经济的深度转型，提高废钢的利用率已经迫在眉睫。但目前对如何提高废钢的利用率却尚未出现特别行之有效的办法，使得大量的废钢被丢弃，不但造成污染，更重要的是使得可用的资源没有得到有效的利用。其原因主要有如下两个方面：(1)现有技术尚未出现能显著降低利用废钢进行电弧炉炼钢的综合生产成本的方法；(2)现阶段国际和国内的行业困难迫使企业转向向废钢中加入铁矿和铁水的方法，以降低生产成本。因此，如何在不用铁水的情况下，降低炼钢的成本，不仅考验着企业当下的生存能力，更考验着企业的长远发展。另外，因为废钢中含有的杂质较多，需要在炼钢的过程中对杂质进行去除，如果炼制的钢材杂质含量不达标，将无法满足市场需求，造成企业利润缺失，如何在很好地降低炼钢总成本的前提下，还能降低产品的杂质含量，将是企业渴望急切解决的问题。因此，如何找到一种不用铁水、可以降低生产成本以及可以保证钢铁质量，降低杂质含量的电弧炉炼钢技术，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种不用铁水、可以降低生产成本以及可以降低杂质含量的电弧炉炼钢方法，该方法包括如下步骤：1)将炼钢原料在电弧炉中炼制成钢水；2)加入净化剂进行除杂精炼；3)出钢，对钢水进行铸造，得到钢材；其中，步骤1)中，所述炼钢原料，按重量份计，为：30-70份钢渣、10-15份豆钢、5-10份轧制废弃钢和30-50份炼钢除尘灰；所述炼制钢水的过程中，分批加入石灰造渣，石灰的总量为原料重量的3.2-4％，当原料熔化65～70％时进行浅度吹氧助熔，氧气压力为0.30-0.35MPa；步骤2)中，所述净化剂，按重量份计，包括：0.5-1.4份生石灰、0.9-1.5份轻烧白云石、0.6-1.0份硅钙粉和0.7-1.2份氮化铬；所述精炼过程中，当钢水温度升高至1550℃时，进行深度吹氧脱碳，氧气压力为0.85～0.90MPa。为了降低电弧炉炼钢的电力成本，本专利技术的专利技术人最初研究了如何降低铁水的加入量的问题。所得结果如实验例1的图1所示，当以铁水和轧制废弃钢为原料时，铁水加入的重量含量为30％(以下铁水加入量均为重量含量)时，冶炼周期最低。因此，本专利技术的专利技术人以铁水加入量为30％的工艺作为对照(以下及实施例中均称为对照例)，考察了铁水加入量对整体成本的影响。结果如实验例1的图2所示，当铁水加入量为高于30％但不超过40％时，成本与对照例相近，但当铁水加入量低于30％时，成本比对照例高。由此可见，从成本角度而言，难以将铁水的加入量进行调低。经过对原料选配的不断摸索，本专利技术的专利技术人意外的发现，当按重量份计，将30-70份钢渣、10-15份豆钢、5-10份轧制废弃钢和30-50份炼钢除尘灰作为原料时(下称本专利技术方案)，与加入30％铁水的对照例相比，可以显著的降低炼钢生产成本。结果如实验例2所示，本专利技术方案的整体成本比对照例的低10-15％左右。不过，当上述原料配比不在本专利技术方案的范围内之时，冶炼周期和整体成本将会大幅上升，如图3中对比实施例1和对比实施例2所示，炼钢成本比对照例高出20％左右。本专利技术的专利技术人在将本专利技术的原料配比关系不变的前提下，研究了铁水的加入量对成本的影响，如实验例3中对比方案1和对比方案2。结果如图4所示，当铁水的加入量为30-70％时，整体成本均高于本专利技术方案。本专利技术的专利技术人还研究了在不同铁水加入率为情况下，调整本专利技术原料种类和配比对整体成本的影响，如实验例3中对比方案3和对比方案4。结果如图4所示，整体成本均显著的高于本专利技术方案。由于本专利技术方案对于原料的选择尚未出现记载，对于如何有效的控制杂质的含量，也尚未有切实可行的方案。一般而言，在进行精炼除杂的过程中，净化剂选用石灰石和轻烧白云石。如本专利技术的实施例4所示，当净化剂为石灰石和轻烧白云石时，杂质P和S的含量分别为0.011％和0.013％，当采用本专利技术方案时，杂质P和S的含量降低为0.005％和0.006％。而且本专利技术的实施例中钢材杂质的含量基本保持一致，钢材质量的稳定性得到保障。因此，本专利技术对现有技术的贡献在于，找到了一种不用铁水、可以降低生产成本以及可以大幅降低钢材杂质含量的电弧炉炼钢方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用废钢进行电弧炉炼钢的方法，包括：1)将炼钢原料在电弧炉中炼制成钢水；2)加入净化剂进行除杂精炼；3)出钢，对钢水进行铸造，得到钢材；其特征在于，步骤1)中，所述炼钢原料，按重量份计，为：30‑70份钢渣、10‑15份豆钢、5‑10份轧制废弃钢和30‑50份炼钢除尘灰；所述炼制钢水的过程中，分批加入石灰造渣，石灰的总量为原料重量的3.2‑4％，当原料熔化65～70％时进行浅度吹氧助熔，氧气压力为0.30‑0.35MPa；步骤2)中，所述净化剂，按重量份计，包括：0.5‑1.4份生石灰、0.9‑1.5份轻烧白云石、0.6‑1.0份硅钙粉和0.7‑1.2份氮化铬；所述精炼过程中，当钢水温度升高至1550℃时，进行深度吹氧脱碳，氧气压力为0.85～0.90MPa。

【技术特征摘要】
1.一种利用废钢进行电弧炉炼钢的方法，包括：1)将炼钢原料
在电弧炉中炼制成钢水；2)加入净化剂进行除杂精炼；3)出钢，对
钢水进行铸造，得到钢材；
其特征在于，步骤1)中，所述炼钢原料，按重量份计，为：30-70
份钢渣、10-15份豆钢、5-10份轧制废弃钢和30-50份炼钢除尘灰；
所述炼制钢水的过程中，分批加入石灰造渣，石灰的总量为原料重量
的3.2-4％，当原料熔化65～70％时进行浅度吹氧助熔，氧气压力为
0.30-0.35MPa；步骤2)中，所述净化剂，按重量份计，包括：0.5-1.4
份生石灰、0.9-1.5份轻烧白云石、0.6-1.0份硅钙粉和0.7-1.2份氮化
铬；所述精炼过程中，当钢水温度升高至1550℃时，进行深度吹氧
脱碳，氧气压力为0.85～0.90MPa。
2.根据权利要求1所述的一种利用废钢进行电弧炉炼钢的方法，
其特征在于，所述炼钢原料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢春，
申请(专利权)人：四川省江油市新华泰实业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51