專利名稱：一種利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法，具體地說，本發明涉及了一種能夠提高生產效率并降低生產成本的利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法。
背景技術：
鎳大量用于制造低合金鋼、耐低溫鋼和不銹鋼。在鋼中加入鎳，可以提高機械強度，用來制造承受較大壓力、沖擊和往復載荷的零件，如渦輪葉片、曲軸、連桿等。目前，全球約66%的精煉鎳用于制造不銹鋼，因此其產量呈持續增漲趨勢。在傳統生產含鎳鋼的工藝過程中，首先將鎳礦冶煉成粗鎳鐵(高爐鎳鐵或電爐鎳鐵)，然后通過精煉進一步加工處理成鎳鐵合金或者電解粗鎳鐵成純度較高的鎳，在煉鋼過程中將鎳鐵合金或者電解鎳加入到鋼液中進行合金化。圖1中示出了現有技術中的含鎳鋼的冶煉工藝的示意圖。如圖1所示:傳統的含鎳鋼冶煉時，高爐出鐵經鐵水預處理后被送入到轉爐(或電爐)中進行冶煉，并在轉爐內加入電解鎳或鎳鐵合金進行合金化的，然后在進行精煉、連鑄等后續工藝。然而，電解鎳和鎳鐵合金的價格昂貴，因此，鎳含量是影響含鎳鋼種生產成本的重要因素。電解鎳和精煉鎳鐵合金通常由價格較低的粗鎳鐵進一步加工而來，因此可以使用粗鎳鐵代替電解鎳和精煉鎳鐵合金來進行合金化。然而，雖然粗鎳鐵中主要成分為鎳與鐵，但其同時還含有Cr、S1、S、P、C等雜質元素。轉爐的主要原料為鐵水，使用粗鎳鐵進行合金化的同時，將給鋼水造成增硫，硫在鋼鐵中一般認為是有害元素，它可以引起鋼的熱脆性，降低鋼的力學性能，特別是塑性和耐磨性，對鋼質量產生有害影響。另外，由于轉爐冶煉過程屬于氧化過程，很難脫硫，因此鋼水的脫硫操作只能依托后續的LF精煉工位，因此對鋼水的增硫將是限制粗鎳鐵轉爐直接合金化的瓶頸。過高的硫含量將給LF脫硫帶來巨大的壓力，不但延長了冶煉時間，脫氧劑消耗、脫硫劑消耗、電耗也隨之大大增加，帶來生產成本的增加，同時影響生產節奏。以生產抗HICX65管線鋼為例，使用電解鎳板進行合金化不增硫，但如果以鎳含量為6%,硫含量為0.42%的粗鎳鐵進行合金化將使硫增加140ppm。通過LF精煉其脫硫率可以達到50%-70%，而抗HICX65管線鋼要求硫小于20ppm，這對生產該鋼種來講，LF是難以完成脫硫任務的，因此，粗鎳鐵轉爐直接合金化的增硫問題限制了該技術的使用和推廣。

發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠提高生產效率并降低生產成本的利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法。本發明的一方面提供了一種利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法，所述方法包括下述步驟:在鐵水溝處安裝粗鎳鐵料斗，料斗中預先加入粗鎳鐵；在鐵水開始由鐵水溝進入鐵水te時，利用粗鎮鐵料斗加入粗 鎮鐵，使粗鎮鐵隨鐵水流入鐵水te;對添加有粗鎮鐵的鐵水進行鐵水預處理；將預處理后的鐵水送入轉爐進行煉鋼，以獲得含鎳鋼水。根據本發明的另一方面，該方法還包括，在利用轉爐進行煉鋼之后，將獲得的含鎳鋼水進行精煉和連鑄。根據本發明的另一方面，其中，從鐵水溝流出的鐵水溫度> 1410°C。根據本發明的另一方面，其中，鐵水預處理包括脫硫處理。本發明用粗鎳鐵對鐵水進行增鎳，與傳統的在轉爐位置用電解鎳或精煉后的鎳鐵合金鋼水合金化方法相比，一方面能夠解決粗鎳鐵用于轉爐直接合金化造成鋼水硫增加的弊端；另一方面，用粗鎳鐵鐵水合金化可以大幅減少電解鎳和精煉鎳鐵的使用。采用本發明方法生產的含鎳鋼，成分穩定，能顯著提高生產效率，并能夠降低生產成本。


通過下面結合附圖進行的對實施例的描述，本發明的上述和/或其他目的和優點將會變得更加清楚，其中:圖1中示出了現有技術中的含鎳鋼的冶煉工藝的示意圖；圖2是根據本發明實施例的利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法的示意圖。
具體實施例方式下面將參照附圖更詳細地描述本發明的示例性實施例，在附圖中示出了本發明的示例性實施例。然而，本領域技術人員應當理解，附圖以及相應的描述僅用于描述本發明，而不是出于限制本發明的目的。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底的和完整的，并將把本發明的范圍充分地傳達給本領域技術人員。圖2是根據本發明實施例的利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法的示意圖。參照圖2，根據本發明實施例的利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法包括高爐煉鐵、加入粗鎳鐵、鐵水預處理、轉爐煉鋼、精煉、連鑄等步驟。本領域技術人員應當理解，本發明的利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法并不必須包括全部上述步驟。例如，對于高爐煉鐵的步驟，可以使用高爐直接煉鐵，也可以使用從外部運輸來的鐵水。另外，精煉、連鑄等步驟均為可選的步驟，根據實際需要，可以選擇性地省略或改變。此外，對于轉爐煉鋼的步驟，本領域技術人員均應理解，可以使用電爐等其它煉鋼設備代替轉爐。具體地說，根據本發明的一個實施例，利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法包括:鐵水溝處安裝粗鎳鐵料斗，料斗中預先加入粗鎳鐵；在鐵水開始由鐵水溝進入鐵水罐時，利用粗鎳鐵料斗加入粗鎳鐵，使粗鎳鐵隨鐵水流入鐵水罐；對添加有粗鎳鐵的鐵水進行鐵水預處理；將預處理后的鐵水送入煉鋼爐進行煉鋼，以獲得含鎳鋼水。根據本發明的一個實施例，優選地，從鐵水溝流出的鐵水溫度彡1410°C。其中，鐵水溝可以是高爐的出鐵溝。高爐中冶煉完成的鐵水通過鐵水溝排出并流入到鐵水罐中。粗鎳鐵料斗可設置在鐵水溝上方或一側。粗鎳鐵料斗可以是能夠傾斜的或者可以在其下部設置開口，當需要利用粗鎳鐵料斗添加粗鎳鐵時，粗鎳鐵料斗可以傾斜或者打開設置在其下部的開口，從而使粗鎳鐵落入到鐵水溝中的鐵水中，以能夠使粗鎳鐵隨著鐵水流入鐵水罐。粗鎳鐵的加入量可根據生產含鎳鋼的鎳含量及粗鎳鐵品位計算后加入。優選地，避免一次性地加入全部粗鎳鐵，而是緩慢地或分批次地加入粗鎳鐵，使粗鎳鐵盡量均勻地分布到整個鐵水罐中。
根據本發明的當前實施例，鐵水從一定高度垂直進入鐵水罐，由于自重較大，鐵水的動力學條件充足，且鐵水與鐵水罐進行不斷的相互撞擊，可以使粗鎳鐵均勻的分散于鐵水中，能夠保證反應的充分進行。然后，對混合有粗鎳鐵的鐵水進行預處理。鐵水預處理可包括脫硫處理，此外，鐵水預處理還可包括脫磷和/或扒渣等各種鐵水預處理方式，從而使鐵水中的雜質含量降低，以利于后續的煉鋼等操作。經過預處理后的鐵水可被送至煉鋼爐以進行煉鋼。根據本發明的實施例，煉鋼爐可包括轉爐、電爐等煉鋼設備。在煉鋼過程中可加入各種添加劑，以調節鋼的成分和性能。根據本發明的其它實施例，還可對制得的鋼水進行精煉處理。例如，可以使用精煉爐進行精煉，或者可以使用鋼包精煉等爐外精煉技術，以進一步調節鋼的成分和性能。對于制得的鋼水，可以直接進行連鑄、連軋等后續處理，或者也可以澆鑄成鋼錠以成為產品。下面將更詳細地描述采用本發明方法生產的含鎳鋼實施例。實施例1:以生產抗HICX65管線鋼為例，冶煉工藝為高爐鐵水-KR鐵水預處理-轉爐-LF(鋼包爐)精煉-RH真空精煉-連鑄,該鋼種成分要求及過程控制指標如表I所示。

鐵水罐盛裝鐵水110噸。根據要求，用鎳含量為6%粗鎳鐵在高爐出鐵時進行和進化增鎳，增鎳量為0.2%。相關計算如下:根據鎳平衡，要使鐵水中鎳增加到0.2%，需要鎳金屬0.22t，用鎳含量為6%的粗鎳鐵合金化，需粗鎳鐵質量為3.7t。根據熱平衡計算，加入3.7t的粗鎳鐵導致的溫降為34°C。具體實施方法為:高爐出鐵溫度為1410°C，在高爐出鐵過程中加入3.7噸粗鎳鐵，然后到達KR進行鐵水預處理，加入770kg石灰進行脫硫處理，處理后鐵水S含量=IOppm,之后將鐵水倒入轉爐，并適當加入5 10廢鋼和50kg電解鎳，轉爐熔煉后經LF及RH真空脫氣處理后進行連續澆注。冶煉出的抗HICX65管線鋼鎳含量達0.215%，其成分如表I。表I抗HICX65管線鋼控制要求及鑄坯成分
權利要求
1.一種利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法，所述方法包括下述步驟: 在鐵水溝處安裝粗鎳鐵料斗，料斗中預先加入粗鎳鐵； 在鐵水開始由鐵水溝進入鐵水罐時，利用粗鎳鐵料斗加入粗鎳鐵，使粗鎳鐵隨鐵水流入鐵水罐； 對添加有粗鎳鐵的鐵水進行鐵水預處理； 將預處理后的鐵水送入煉鋼爐進行煉鋼，以獲得含鎳鋼水。
2.如權利要求1所述的方法，所述方法還包括，在利用煉鋼爐進行煉鋼之后，對獲得的含鎳鋼水進行精煉和連鑄。
3.如權利要求1所述的方法,其中，從鐵水溝流出的鐵水溫度>1410°C。
4.如權利要求 1所述的方法，其中，鐵水預處理包括脫硫處理。
全文摘要
本發明提供了一種利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法，所述方法包括下述步驟在鐵水溝處安裝粗鎳鐵料斗，料斗中預先加入粗鎳鐵；在鐵水開始由鐵水溝進入鐵水罐時，利用粗鎳鐵料斗加入粗鎳鐵，使粗鎳鐵隨鐵水流入鐵水罐；對添加有粗鎳鐵的鐵水進行鐵水預處理；將預處理后的鐵水送入煉鋼爐進行煉鋼，以獲得含鎳鋼水。根據本發明的利用粗鎳鐵生產含鎳鋼的方法能夠提高生產效率并降低生產成本。
文檔編號C22C33/06GK103146983SQ201310085389
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月18日 優先權日2013年3月18日
發明者楊州, 王博, 馬琳, 張冠鋒, 劉洪銀, 劉美 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司