專利名稱：在轉(zhuǎn)爐的初級側(cè)上用針對鉻鐵和鎳鐵的直接還原爐生產(chǎn)不銹鋼的方法
在轉(zhuǎn)爐的初級側(cè)上用針對鉻鐵和鎳鐵的直接還原爐生產(chǎn)不
銹鋼的方法本發(fā)明涉及基于鉻礦石和鎳礦石以多個經(jīng)中間產(chǎn)物鉻鐵(Ferrochrom)和鎳鐵(Ferronickel)相互協(xié)調(diào)的方法步驟來生產(chǎn)不銹鋼(Rostfreistahl)的方法。迄今在世界范圍內(nèi)建立的不銹鋼生產(chǎn)線(Prozesslinie)幾乎僅由EAF_A0D_L(雙 聯(lián)法(Duplex-Verfahren))或 EAF-AOD-L (MRP-L)-VOD (三聯(lián)法(Triplex-Verfahren))形 成。EAF爐料(Einsatz)根據(jù)廢鋼可供應性(SchrottverfUgbarkeit)或者廢鋼和生鐵 可供應性不同而不同地進行設計。目前，該方法的發(fā)展在于使用生鐵和/或液態(tài)鉻連同降 低份額的結(jié)合有合金的低合金或高合金廢鋼(Schrott)。其中，鉻和鎳形成合金元素名下的絕大部分。其中，鎳是最昂貴的成分。鑒于持續(xù) 增長的最終消費市場和由此持續(xù)增長的世界生產(chǎn)，有限的鎳資源是不斷增長的鎳需求和由 此不斷升高的鎳價的主要原因。需要尋找新的技術(shù)來成本有利地調(diào)節(jié)鋼材價格。因此，EP 1 641 946 Bl提出了一種用于生產(chǎn)合金化的金屬熔體的方法，其 目的在于在高品質(zhì)的條件下最小化生產(chǎn)成本和將廢料例如含Cr或者含Cr和Ni的 粉塵返回到生產(chǎn)過程中。所述方法由下面依序進行的方法步驟在各種具有頂吹和底 吹(Auf-und Unterbadblasen)的轉(zhuǎn)爐中組成，其中在各個方法步驟中將來自混鐵爐 (Roheisenmischer)的液態(tài)生鐵進料到各個轉(zhuǎn)爐中第一方法步驟在循環(huán)轉(zhuǎn)爐中，生產(chǎn)含20. 3% Cr和2% Ni且溫度為1560°C的預 合金化的熔體。第二方法步驟向在KMS-S轉(zhuǎn)爐中先預合金化的熔體中弓丨入Cr載體和額外的還原 齊IJ、造渣劑(Schlackenbildner)和化石能量載體，并產(chǎn)生用于第三方法步驟的含有25.9% Cr和1. 38% Ni并具有1500°C溫度的合金化的預熔體。第三方法步驟最后在K-OBM-S轉(zhuǎn)爐中并在添加特別的鐵合金的條件下進行處 理，并實施脫碳過程和調(diào)節(jié)經(jīng)合金化的鋼熔體具有18. 14% Cr和8. 06% Ni的預定化學分 析和1680°C的預定溫度。另一用于生產(chǎn)不銹鋼的技術(shù)記載于US 5，514，331中。在該方法中實施具有下列 示例性結(jié)果的下列方法步驟-在電弧爐中生產(chǎn)Cr含量為52%的液態(tài)鉻鐵，-將所述液態(tài)鉻鐵裝料到鉻鐵轉(zhuǎn)爐中，在該鉻鐵轉(zhuǎn)爐中在添加塊狀碳鋼廢鋼(碳 鋼廢料(Carbon Steel Scrap))的情況下得到鉻含量為35%的鋼水(Stahlschmelze)，-將所述鋼水填充到運輸桶(Transportpfarme)中并向其中裝料第二鋼水，所述 第二鋼水在另外的電弧爐中熔煉有13%含量的鎳和一定量的鉻，-將該含有19%的Cr和6. 6 %的Ni的混合熔體的運輸桶裝填到AOD轉(zhuǎn)爐中，在其 中隨后產(chǎn)生含有18%的Cr和8%的Ni的最終產(chǎn)物。從該已經(jīng)描述的借助迄今已知的用于生產(chǎn)含有合金元素鉻和鎳的不銹鋼的方法進程的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務在于，提出一種方法途徑，借此通過直接利用鉻礦石和 鎳礦石能顯著降低鋼生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明，所提出的任務借助權(quán)利要求1的特征按照所述方法以如下方式實 現(xiàn)上文所述的相互協(xié)調(diào)的方法步驟的特點在于下列在生產(chǎn)線中實施的工序*在兩個分開的直接還原過程中在使用成本有利的鉻礦石或鎳礦石_原料混合 物的情況下產(chǎn)生含有鉻鐵的液態(tài)鋼和含有鎳鐵的液態(tài)鋼，其中所述兩個分開的直接還原 過程在繼續(xù)加工轉(zhuǎn)爐的初級側(cè)(primaren Seite)上平行 設置的兩個直接還原爐，例如 SAF-爐，中進行，*將所述液態(tài)鋼從兩個直接還原爐放出(abstechen)到運輸桶中，其中先讓含有 鉻鐵的液態(tài)鋼放出，然后讓含有鎳鋼的液態(tài)鋼放出，*將在所述運輸桶中所含的由含有鉻鐵的液態(tài)鋼和含有鎳鋼的液態(tài)鋼組成的金屬 混合物裝料到繼續(xù)加工轉(zhuǎn)爐中，*在該轉(zhuǎn)爐中通過常規(guī)精煉該金屬混合物、熔渣還原和化學目標分析的微調(diào)，產(chǎn)生 所需品質(zhì)的不銹鋼，*讓所產(chǎn)生的液態(tài)不銹鋼放出到澆鑄桶(Gieiipfarme)中并將所述不銹鋼輸送到 饒鑄機(Gie β maschine)。通過根據(jù)本發(fā)明在繼續(xù)加工轉(zhuǎn)爐之前在生產(chǎn)線中在兩個平行的(直接還原爐)上 分開產(chǎn)生鉻鐵和鎳鐵(其中作為轉(zhuǎn)爐可以使用例如AOD、AOD-L或MRP、MRP-L)，通過直接 利用鉻和鎳兩種礦石實現(xiàn)了鋼生產(chǎn)成本的顯著降低。盡管帶有專屬裝置的還原爐(埋弧 爐(Submerged AreFurnace))的投資成本是典型EAF-AOD-L路線的大約9倍高，但是原材 料成本以大約相同的比例更為有利。因此，投資可很快攤銷。此外，由于在轉(zhuǎn)爐中僅僅進行 DRI (鐵的直接還原)或添加廢鋼(Schrott)，能顯著更簡單地實施該方法。在生產(chǎn)線的初級側(cè)實施的用原材料鎳礦和鉻礦進行的兩個直接還原過程在大約1 小時的周期(Takt)中提供例如均為大約1600°C的大約340kg/t,H的含有大約55% Cr的液 態(tài)鉻鐵和大約540kg/tffl的含有大約15% Ni的液態(tài)鎳鋼。兩種金屬按照鉻鐵和然后鎳鐵 的順序放出到運輸桶中，并借此輸送到繼續(xù)加工的轉(zhuǎn)爐中，在其中借助鐵的直接還原(DRI) 或借助碳鋼廢鋼以大約160kg/t,H&量典型地精煉(Frischen)該具有某一重量組成的金屬 混合物。所述DRI或碳鋼廢鋼在此還經(jīng)受熔體冷卻作用以補償由于碳、硅和一部分鉻和鐵 的氧化反應引起的高能量產(chǎn)生。所述轉(zhuǎn)爐過程以熔渣還原和化學目標分析的微調(diào)而結(jié)束。在本發(fā)明的方法中，磷僅以較低量出現(xiàn)，使得該元素對于不銹鋼而言被認為是毫 無問題的，而較高的硫含量在轉(zhuǎn)爐過程中以足夠的效率除去。下面依照例舉的示意性示出的生產(chǎn)線的工作實施例詳細闡述本發(fā)明的方法。在附圖
中示意性示出了具有示例性舉出的各個組件的生產(chǎn)線10，借此能夠?qū)嵤┍?發(fā)明的方法。在各個組件之間的材料流動方向(其在每一情況下用雙箭頭(Doppelpfeil) 表示)從附圖的左上開始并向右下行進。兩個直接還原爐，也即用于產(chǎn)生鉻鐵的SAF 3和 用于產(chǎn)生鎳鐵的SAF4，形成生產(chǎn)線10的起始。除了在每一情形下這些直接還原爐之外，所 用的原料混合物1、2以不同大小的聚集體(Anhaufqng)的形式畫出。用于實施本發(fā)明的
初級直接還原(primSren Direktreduktion)的原料混合物1、2的平均組成如下
*鉻礦石-原料混合物1 =焦炭，含有24-37% Cr，大約30% Fe的鉻礦石*鎳礦石-原料混合物2 =焦炭，含有1. 2-1. 5% Ni，大約15% Fe的鎳礦石。在SAF3、4中用這些原料混合物1、2進行的還原過程在大約1小時周期內(nèi)提供例 如SAF3大約340kg/t,H的含有大約55% Cr且溫度為大約1600°C的液態(tài)鉻鐵，以及SAF 4大約540kg/t,H的含有大約15%附且具有大約16001的大致相同溫度的液 態(tài)鎳鐵。在將該熔體放出到裝料桶(Charging Ladle)5中之后(其中首先將鉻鐵和隨后將 鎳鐵填充到運輸桶5中)，例如對于所得的金屬混合物得到下面的典型組成C% Si% P% S% Cr% Ni% 溫度。C2.92 1. 36 0.032 0.035 21. 31 9. 2 1600所述金屬混合物現(xiàn)借助運輸桶5裝料到繼續(xù)加工的轉(zhuǎn)爐6中，在所示出的工作實 施例中所述繼續(xù)加工的轉(zhuǎn)爐是A0D-L，在其中實施必需的接下來的用于產(chǎn)生具有給定化學 目標分析的不銹鋼的方法步驟。然后設置在該AOD-L 6后面的具有中間連接的鋼水包處理 站(Ladle TreatmentStation) (LTS) 7 的連續(xù)鑄錠設備(StranggiePanlage) (CCM) 8 形成 該生產(chǎn)線10的末尾。附圖標記列表1 鉻礦石-原料混合物2 鎳礦石_原料混合物3 鉻鐵-直接還原爐(SAF)4 鎳鐵-直接還原爐(SAF)5 運輸桶(裝料桶)6 AOD-L 轉(zhuǎn)爐7 澆鑄桶(LTS)8 澆鑄機(CCM)10 生產(chǎn)線
權(quán)利要求
基于鉻礦石和鎳礦石以多個經(jīng)中間產(chǎn)物鉻鐵和鎳鐵相互協(xié)調(diào)的方法步驟的用于生產(chǎn)不銹鋼的方法，其特征在于，在生產(chǎn)線(10)中進行的下列工序*在兩個分開的直接還原過程中在使用成本有利的鉻礦石原料混合物(1)或鎳礦石原料混合物(2)的情況下產(chǎn)生含有鉻鐵的液態(tài)鋼和含有鎳鐵的液態(tài)鋼，其中所述兩個分開的直接還原過程在平行設置于繼續(xù)加工轉(zhuǎn)爐(6)的初級側(cè)上的兩個直接還原爐(3，4)，例如SAF-爐，中進行，*將所述液態(tài)鋼從兩個直接還原爐(3，4)放出到運輸桶(5)中，其中先讓含有鉻鐵的液態(tài)鋼放出，然后讓含有鎳鋼的液態(tài)鋼放出，*將在所述運輸桶(5)中所含的由含有鉻鐵的液態(tài)鋼和含有鎳鋼的液態(tài)鋼的金屬混合物裝料到繼續(xù)加工的轉(zhuǎn)爐(6)中，*在該轉(zhuǎn)爐(6)中通過常規(guī)地精煉該金屬混合物、熔渣還原和化學目標分析的微調(diào)，產(chǎn)生所需品質(zhì)的不銹鋼，*將所產(chǎn)生的液態(tài)不銹鋼放出到澆鑄桶(7)中并將所述不銹鋼輸送到澆鑄機(8)。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，裝料到所述直接還原爐(3，4)中的原料混合物(1， 2)具有下列平均組成*鉻礦石_原料混合物(1)=焦炭，含有24-37% Cr，大約30% Fe的鉻礦石*鎳礦石_原料混合物(2)=焦炭，含有1. 2-1. 5% Ni，大約15% Fe的鎳礦石。
3.權(quán)利要求2的方法，其特征在于，用所述原料混合物(1，2)在所述直接還原爐(3，4) 中進行的直接還原過程在大約1小時的周期中例如提供大約340kg/t·的大約1600°C的含有大約55% Cr的液態(tài)鉻鐵，和大約540kg/t,H的具有大約1600°C的大致相同溫度的含有大約15% Ni的液態(tài)鎳鋼。
4.權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于，在所述運輸桶(5)中的由兩個直接還原爐(3， 4)匯合的金屬混合物具有下列典型組成C% Si% P% S% Cr% Ni% 溫度。C2.92 1.36 0.032 0.035 21.31 9.2 1600。
5.權(quán)利要求1、2、3或4的方法，其特征在于，作為繼續(xù)加工的轉(zhuǎn)爐(6)使用AOD、AOD-L 或 MRP、MRP-L。
6.權(quán)利要求5的方法，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)爐(6)中，借助鐵的直接還原(DRI)或借 助碳鋼廢鋼以大約160kg/tffl的量常規(guī)地精煉該具有某一重量組成的金屬混合物，并借助 同時的熔體冷卻來補償由于碳、硅和一部分鉻和鐵的氧化反應引起的高能量產(chǎn)生。
全文摘要
為了在生產(chǎn)含合金元素鉻和鎳的不銹鋼中能夠顯著降低鋼的生產(chǎn)成本，根據(jù)本發(fā)明提出，所需的中間產(chǎn)生鉻鐵和鎳鐵在兩個分開的基于成本有利的鉻礦石和鎳礦石的直接還原過程中在兩個平行于后續(xù)加工的轉(zhuǎn)爐(6)的初級側(cè)設置的SAF(3、4)中進行。
文檔編號C22C33/00GK101835911SQ200880112850
公開日2010年9月15日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者J·賴徹爾, L·羅斯 申請人:Sms西馬格股份公司