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不锈钢冶炼中铬元素的损失因素与控制方法

2020-9-8 9:18:57      点击:

目前,不锈钢冶炼多采用电炉—AOD 工艺进行冶炼,电炉的作用是为AOD工序提供初炼预溶液,即将含有Cr、Ni 的废钢、生铁或其他物料熔化后提供给AOD 炉进一步脱C 冶炼。作为熔化不锈钢废钢的电炉工序,为了提高生产效率并节约电能,往往在电极熔化废钢的同时吹入氧气,达到升温助熔的目的。但是,吹氧过程不可避免地使得钢中铬元素严重氧化,使得电炉出钢后铬元素的收得率显著降低,增加不锈钢的生产成本。所以,提高电炉冶炼不锈钢过程中铬元素的收得率,是节约铬资源的需要,也是钢铁企业降本增效的主要途径,已成为冶金工作者在生产实践中关注的重要点。

电炉中铬损失的因素与控制方法

不锈钢中的铬元素在冶炼过程中与钢水中的溶解氧、气氛中的氧气和钢渣中的氧化物会发生氧化反应。当电炉中炉料开始熔化时,铬元素的氧化随之开始,尤其在吹氧助熔过程中氧化反应更加强烈,这是电炉中钢水铬损失最主要的途径,且一直持续到出钢。不锈钢的配料通常有废钢(碳钢、合金钢和不锈钢) 和铁合金(Fe- Cr、Fe- Cr、Fe-Mn 和Ni 等)组成。同时,原料中也不可避免地存在不同数量和类型的氧化物,特别是修磨产生的金属屑末。这些氧化物在熔化后均会与钢水中的Cr 发生反应。炉料熔化过程中,还原剂会加入到电炉中回收以氧化铬形式存在于渣中的Cr,还原剂熔池由Fe- Si、Al 和造渣剂比如石灰等组成。炉料完全熔化后,把钢水倒入AOD中。在电炉出钢的过程中,钢水吸氧,还会有0.27%~0.33%的铬损失。

因此,如果要减少Cr 的损失,主要应关注如何减少铬的氧化与如何做好铬的氧化物还原工作。关于炉料,虽然知道应减少氧化物原料的加入量,但由于废钢市场价格的影响,炉料设计最终是由成本决定的,故无法避免金属屑末等氧化物的使用。关于吹氧温度,高温吹氧有利于脱碳保铬,但由于电炉吹氧主要是为了利用钢水氧化放热而助熔,所以需在钢水局部熔化即开始吹氧,钢水中铬的氧化无法避免。综上所述,电炉中的铬损失只能通过钢水、钢渣的成分以及钢渣碱度的调整来控制。

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