2022 年第 2 期新疆有色金属：探究 300 系列不锈钢全冷料冶炼工艺的特点与方法

2022 年第 2 期新疆有色金属：探究 300 系列不锈钢全冷料冶炼工艺的特点与方法

新疆有色金属2022年第2期300系不锈钢全冷料冶炼工艺分析闫峰（江苏盐城）摘要：在冶炼行业中，300系不锈钢是不锈钢产品冶炼的重点，也是我国冶炼工程领域全冷料冶炼工艺探索的核心。目前，从300系不锈钢全冷料冶炼工艺的应用现状来看，不锈钢产品生产主要采用电弧炉、转炉、工频炉三步法冶炼。近年来，我国对300系不锈钢全冷料冶炼工艺进行了研究，但其应用还不够。 为了在300系不锈钢冶炼中推广使用全冷料冶炼工艺，对其工艺特点及方法进行进一步分析和探索，提出全冷料中频炉熔炼技术、高碳铬铁、镍生铁分别熔炼、全冷料电炉+中频炉熔炼的工艺方法，以推动我国冶炼工程领域的发展。关键词：300系；不锈钢；全冷料；冶炼工艺300系不锈钢是不锈钢产品中应用最广泛、市场使用量最大的不锈钢品种，约占我国每年不锈钢产量的60%左右。目前300系不锈钢生产主要使用废钢及镍、铬铁合金等材料，这类材料占整个不锈钢冶炼成本的70%。 全冷料冶炼主要遵循中频炉熔炼→转炉精炼炉→炉外精炼LF的工艺流程，该冶炼工艺是行业内常用的冶炼技术方案之一。

但从目前300系不锈钢全冷料冶炼的现状来看，其工艺技术还有待提高，特别是我国作为镍资源匮乏的国家，300系不锈钢全冷料冶炼一直面临着原料需求量大、冶炼成本高、冶炼元素率低等诸多问题。因此本文以300系不锈钢全冷料冶炼工艺特点为切入点，对其发展方式逐一提出，以期为我国冶炼行业提高价值参考。1300系不锈钢全冷料冶炼工艺现状300系不锈钢是一种含铁、碳、镍、铬的合金材料，是一种无磁性的不锈钢材料，比400系不锈钢具有更好的可锻性。 由于300系不锈钢属于奥氏体结构，在很多环境下具有很强的耐腐蚀性、抗断裂性、耐热性等。300系之下的不锈钢品种各有优势性能，如304不锈钢的通用性强、302不锈钢的成形性好、304N不锈钢的刚性强等[1]。目前300系不锈钢全冷料冶炼通常采用一步法、二步法、三步法冶炼工艺，即单独使用电弧炉完成全部冶炼工序；采用一次冶炼炉与转炉式精炼炉联合冶炼不锈钢；采用深脱碳设备与一次冶炼炉和转炉式精炼炉联合冶炼。 虽然冶炼方案很多，但仍存在很多问题需要解决，如：含镍铁水脱磷效果有限、电炉冶炼周期延长造成炉况质量差、电耗及耐火材料消耗高等。

因此针对目前300系不锈钢全冷料冶炼工艺现状，有必要对其进行进一步的优化改进，从而创新冶炼工艺方案[2]。2300系不锈钢全冷料冶炼工艺方法2.1采用全冷料中频炉熔炼技术，分别熔炼高碳铬铁和镍生铁。目前，我国300系不锈钢全冷料冶炼工艺多采用一步法、二步法和三步法，其中一步法主要利用电弧炉完成全部不锈钢冶炼任务，包括废钢及合金的熔化和脱碳精炼、造渣还原等工作。由于该工艺结构单一，具有冶炼时间长、冶炼成本高、耐火材料烧损严重等特点，已被我国冶炼市场淘汰。 与一步法相对应的是两步冶炼工艺，即全冷料中频炉熔炼技术。与传统冶炼工艺相比，此工艺方法不仅减少了耐火材料的消耗，而且大大缩短了冶炼周期，提高了各种元素的金属回收率。此工艺方法的操作主要遵循两步原理，即：准备好镍生铁、不锈钢废料、炉料铬铁、高碳铬铁、回料等原料，送入中频炉熔炼，再将得到的高碳铬铁、镍板等转入转炉式精炼炉，经炉内精炼LF，最后进入连铸阶段。与传统冶炼工艺相比，此技术方法生产的不锈钢母液冷料是在中频炉中熔炼的，中频炉在整个过程中起着熔炼作用。 根据合金熔炼难易程度，先熔炼易熔合金，再处理难熔合金，整个熔炼过程DOI:10.16206/ki.65-1136/tg.2022.02.01333