一种利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法与流程

1.本发明属于不锈钢冶炼技术领域，具体涉及一种利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法。


背景技术：

2.不锈钢厂在生产的过程中，不可避免的要产生不锈钢废料，包括渣钢、不合格钢坯、热轧卷、冷轧卷等，同时随着社会发展对不锈钢需求的日益增加，产生的不锈钢废料越来越多。钢厂回收利用不锈钢废料，对于提产增效、绿色环保发展具有重要意义。
3.目前不锈钢厂回收利用不锈钢废料的办法主要是通过电炉熔炼和aod炉熔炼两种途径。但是却有其对应的缺点：(1)电炉熔炼废料噪音大、电耗高、不锈钢废料回收率偏低，同时电炉投资成本大，部分钢厂没有电炉，无法利用电炉冶炼；(2)aod炉熔炼不锈钢废料回收率偏低；对不锈钢废料尺寸要求严格，不锈钢废料不能大于炉口，否则无法加入炉内冶炼；热轧、冷轧不锈钢废料均是卷装，尺寸较大，加入aod炉之前需要经过氧气管切割成小块，切割过程会产生三个问题：一是用氧气切割过程中产生大量氧化渣，钢卷损失5％以上；二是氧气切割过程产生大量黄烟，环保成本大；三是切割困难，效率低下，导致炼钢厂部分不锈钢废料堆积，造成资产浪费；(3)废钢坯加入aod炉内时，具有一个较大的冲击势能，对aod炉耐材和炉体结构均造成一定负担；(4)在目前不锈钢废料不断增加的背景下，aod的冷料消耗量也日益增加，但是aod炉冶炼热源有限，冷料占比有一个合理的范围区间，再增加冷料的用量导致热源不足，将造成不可估量的金属烧损。
4.因此，研究一种高效、环保、低成本的新的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法具有重要意义。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供了一种利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，本发明提供的方法高效、环保、成本低且不锈钢废料的回收率高。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明提供了一种利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，包括以下步骤：
8.aod精炼步骤：将原料装入aod炉，在aod炉内对所述原料进行初精炼，得到精炼钢液，出钢温度高于正常出钢温度；
9.钢包准备步骤：向钢包内加入不锈钢废料，之后将所述aod精炼步骤得到的精炼钢液出钢到装有不锈钢废料的钢包中，出钢完成后将所述钢包转运到lf炉；
10.lf精炼步骤：所述钢包到达lf炉后，对所述钢包底部通氩气，下电极对所述钢包内的物料进行送电升温直至所述不锈钢废料熔清，对钢水进行取样分析、微调合金成分，直至钢水成分合格，最后调整钢水温度，以使出钢温度达到连铸要求温度，得到lf处理后的钢水；
11.连铸步骤：对所述lf处理后的钢水进行连铸处理，得到不锈钢，其中，所述不锈钢
的碳含量合格范围上限≥0.07wt％。
12.这里，正常出钢温度指按照现有技术进行aod精炼时的出钢温度，aod精炼步骤得到的精炼钢液不会因为在出钢后需要与不锈钢固体废料进行混合而出现温度下降的现象，通常情况下，生产中不明显增加炼钢成本，不明显影响lf冶炼时间，钢水在aod出钢到lf过程中也不导致钢水低温凝固结包底的温度，我们称为正常出钢温度，不同钢厂根据生产运输条件的不同，其正常出钢温度会有一定差异，或高或低。正常出钢温度＝钢水熔点+生产运输降温+浇铸降温，它是综合考虑连铸浇铸温度(连铸要求浇铸钢水温度较严格，偏差
±
3℃)，aod出钢到lf炉的温降以及lf炉送电升温时间等因素综合决定，例如，200系钢种为1520～1580℃，300系/400系钢种为1550～1630℃，正常情况下过高的出钢温度会耗费更多的炼钢原辅料，同时温度过高需要额外时间降温到目标水平方可上连铸浇铸，增加成本；过低的出钢温度，会带来钢水低温结包底事故或增加lf炉升温时间，增加电耗，影响生产节奏等问题，因而一般生产中要求出钢温度有一定范围。
13.连铸要求温度根据所炼钢种熔点、浇铸降温和连铸技术规格确定，不同钢种要求的温度不同，生产中固定的钢种，根据对应的连铸设备条件，会有固定的连铸要求温度。
14.钢种终端碳含量上限不能低于0.07％，碳含量上限低于0.07％的不锈钢不适合该技术。因为钢包加废不锈钢需要lf炉送电助熔，这期间会涨碳，如果终端碳含量上限要求低于0.07％，经过lf炉送电后，可能导致该炉钢水终端碳含量超出0.07％，从而导致钢水成分不合格。如某钢种碳含量要求≦0.03％，则该技术无法实现，因为lf炉送电就会涨碳，涨碳量0.01％～0.07％不等，根据送电时间长短决定。
15.本发明提供的方法高效、环保、成本低且不锈钢废料的回收率高。
16.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在所述aod精炼步骤中，所述出钢温度高于所述正常出钢温度45～80℃，例如可以为45℃、60℃、70℃或80℃等。aod精炼步骤得到的精炼钢液出到装有不锈钢废料的钢包，不锈钢废料就开始进入熔化阶段，其熔化速度根据钢水温度和不锈钢废料的物理形态而变化，钢包内不锈钢废料是常温(25℃)，其熔化后会导致精炼钢液温度下降，若是不提高出钢温度，若不锈钢废料在出钢及转运到lf炉的过程中熔化得比较彻底，将会使得精炼钢液的温度急剧下降，如果精炼钢液的温度降到其熔点以下，将造成精炼钢液低温结包底，该包钢水无法上连铸浇铸的生产事故，因而出钢温度需要提高以防降温过多。
17.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，所述原料不包括所述不锈钢废料。
18.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在所述aod精炼步骤中，出钢碳含量比所述不锈钢的碳含量合格范围下限低0.01％～0.05％，例如可以为0.01％、0.03％或0.05％等。钢包加不锈钢废料需要lf炉送电助熔，这期间会涨碳，本发明通过限制出钢碳含量比所述不锈钢的碳含量合格范围下限低0.01％～0.05％，可以控制终端不锈钢的碳含量在合格范围内。
19.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比不大于35:65，例如，所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比可以为35:65、25:75、15:85、5:95等，因为不锈钢废料是常温温度，其熔化需要吸收大量的热量，若不锈钢废料加入的量过大，则aod炉所出钢水(精炼钢液)的总热量远不足以提供
熔化废不锈钢所需热量，需要lf炉花大量的时间进行送电升温补充热量，lf送电电极是石墨电极，送电过程中会有碳进入钢水导致钢水涨碳，送电时间越长，涨碳越多，经过发明人付出大量创造性劳动后发现，为了预防送电时间过长涨碳导致钢水碳含量超标，所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比不大于35:65。
20.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在所述aod精炼步骤中，当所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比为(25:75)～(35:65)时(例如可以为25:75、30:70或35:65)，出钢碳含量比所述不锈钢的碳含量合格范围下限低0.04％～0.05％；当所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比为(15:85)～(25:75)时(例如可以为15:85、20:80或25:75)，出钢碳含量比所述不锈钢的碳含量合格范围下限低0.03％～0.04％；当所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比为(5:95)～(15:85)时(例如可以为5:95、10:90或15:85)，出钢碳含量比所述不锈钢的碳含量合格范围下限低0.02％～0.03％；当所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比小于5:95时，出钢碳含量比所述不锈钢的碳含量合格范围下限低0.01％～0.02％。
21.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在所述lf精炼步骤中，对所述钢包底部通的氩气的压力为0.6-0.8mpa。
22.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在所述lf精炼步骤中，采用送电电流为8000-32000kva(例如可以为8000kva、16000kva、24000kva、32000kva)、高功率3-5挡，电压234-250v进行送电升温。
23.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在所述lf精炼步骤中，所述下电极对所述钢包内的物料进行送电升温直至所述不锈钢废料熔清，包括：
24.下电极对所述钢包内的物料进行送电升温预设时间后进行第一次测温，得到第一温度；
25.当所述第一温度小于1548～1552℃时，对所述钢包内的物料继续进行送电升温，直至所述钢包内的物料的温度不小于1548～1552℃，停止升温；
26.对所述钢包内的物料进行软吹氩，测温，得到第二温度，当所述第二温度为1518～1522℃时，对所述钢包内的物料继续进行送电升温，直至所述钢包内的物料的温度不小于所述1548～1552℃，停止升温；
27.对所述钢包内的物料进行软吹氩，测温，当降温速率与预设降温速率一致时，确定所述不锈钢废料熔清。
28.这里，预设降温速率(正常降温速率)为当钢包内的物料全部熔化为液相即钢包内不存在固相物质时的降温速率，通常为一个固定范围。预设降温速率与实际降温速率对比，要在lf炉软吹的条件下，此时氩气流量一定。lf炉氩气流量可调节大小，如果氩气调大，降温会加快；氩气调小，降温会减慢。
29.当所述第二温度为1518～1522℃时，对所述钢包内的物料继续进行送电升温，一方面可以给废料一个降温熔化过程，提高热量利用率；另一方面1518～1522℃处于连铸要求温度之上8～10℃，若废料熔清，有利于后续软吹镇静操作以及上连铸温度的精准控制。
30.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，所述预设时间(min)＝钢包内不锈钢废料重量(吨)/a，a为2～3。
31.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在所述lf精
炼步骤中，所述下电极对所述钢包内的物料进行送电升温直至所述不锈钢废料熔清，还包括：
32.当所述降温速率大于所述预设降温速率时，确定所述不锈钢废料未熔清，继续送电升温，测温，当升温速率与预设升温速率一致时，确定所述不锈钢废料熔清。
33.这里，预设升温速率(正常升温速率)为当钢包内的物料全部熔化为液相即钢包内不存在固相物质时的升温速率，通常为一个固定范围，预设升温速率和实际升温速率对比，要在送电电流一致的前提下。送电电流的大小会影响升温速率。
34.正常降/升温速率为每个钢厂每一座lf炉特有的温降/升效率，根据不同lf型号会有差异，生产中可以根据单位时间内测得的温降/温升度数取均值获得，该值一般较稳定。
35.正常未加废不锈钢炉次升温/降温速率不需要额外测试，现有技术大量的生产数据已支持现场人员采集到正常炉次的升降温速率，生产中人员也是根据该升降温速率操作lf炉，实现温度的调整的。可以是正常不加废不锈钢炉次的升降温速率已有现成数据，每个lf炉工艺操作员工都应掌握该数据。
36.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在所述lf精炼步骤中，所述下电极对所述钢包内的物料进行送电升温直至所述不锈钢废料熔清，还包括：
37.当所述升温速率小于所述预设升温速率时，确定所述不锈钢废料未熔清，继续进行送电升温，直至所述钢包内的物料的温度不小于1548～1552℃(例如可以为1548℃、1550℃、1552℃)，停止升温，进入软吹，测温，确定降温速率与所述预设降温速率是否一致。
38.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，所述软吹氩的氩气压力为0.2-0.3mpa，在所述软吹氩过程中，lf电极提升，送电停止。
39.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在lf精炼步骤步骤中，当钢水成分不合格时，补加相应合金进行成分调整，补加相应合金后，下电极进行送电升温，下电极送电升温时间不低于3分钟，对所述钢包底部通氩气，氩气的压力为0.5～0.7mpa，送电电流为8000-32000kva(例如可以为8000kva、16000kva、24000kva、32000kva)，3-5挡，电压234-250v。
40.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在lf精炼步骤中，所述出钢温度达到连铸要求温度为所述出钢温度与所述连铸要求温度的差值在
±
3℃以内。
41.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在lf精炼步骤中，所述调整钢水温度包括：
42.成分合格后，继续送电升温至钢水温度高于连铸要求温度10～20℃，之后停止升温，进行软吹、镇静，镇静完成后，对钢水进行测温，若钢水温度偏低，继续送电升温，直至所述钢水温度达到连铸要求温度；若钢水温度偏高，继续进行镇静降温，直至所述钢水温度达到连铸要求温度。本发明实施例通过继续送电升温至钢水温度高于连铸要求温度10～20℃，可以进一步均匀钢水温度，以防局部温度低或高影响连铸浇铸质量。
43.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，所述不锈钢废料包括炼钢厂不合格的钢坯，热轧、冷轧厂退回来的同钢种的不锈钢返回料或外部采购的成分稳定的废不锈钢一级料。
44.这里，废不锈钢一级料遵循行业标准，其铬、锰、碳，磷，硫等含量满足钢种要求。
45.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在所述钢包准备步骤中，aod炉出钢前30～50分钟(例如可以为30分钟、40分钟或50分钟等)，向所述钢包内加入所述不锈钢废料，并用煤气烘烤，aod炉出钢前5～7分钟关闭煤气，待aod炉具备出钢条件后，把所述钢包开到aod炉下出钢。该实施例中采用煤气烘烤钢包，可进一步提高不锈钢废料的温度，可加速后续工序不锈钢废料的熔化速率。
46.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，所述不锈钢废料与所述不锈钢为同系列钢种。
47.上述利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法中，作为一种优选实施方式，在lf精炼步骤中，所述不锈钢废料熔清后，对钢水进行取样分析前，当钢水的温度小于1550℃时，对钢水送电升温3-5min，之后停止送电升温，进行软吹氩，所述软吹氩的时间不小于6分钟，经所述软吹氩后钢水的温度不低于1514℃；当钢水的温度不小于1550℃时，停止送电升温，之后进行软吹氩，所述软吹氩的时间不小于6分钟，经所述软吹氩后钢水的温度不低于1514℃。
48.不锈钢废料熔清之后，继续送电升温的目的是进一步均匀钢水温度和成分。一般升温3～5分钟。
49.与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括以下一项：
50.(1)本发明提供的方法高效、环保、成本低且不锈钢废料的回收率高，可达到98％以上。
51.(2)钢卷无需切割，省去切割的人工成本、环保成本，不产生切割金属损失；提高废钢卷的回收利用效率，减轻钢厂资金积压压力；
52.(3)废钢坯吊入钢包，对钢包耐材造成冲击损坏基本可以忽略，避免了钢坯加入aod炉内重力势能对aod炉的冲击破坏情况。
53.(4)为aod炉节约更多热源和空间去消耗其他不锈钢返回料，进一步降低铁水单耗。
具体实施方式
54.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
55.本发明的实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的工艺参数，通常按照常规条件。
56.在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本发明中具体公开。
57.本发明中，除非另有规定和/或说明，自始至终，所有涉及组分用量的数值均为“重
量份”。下列实施例中未注明具体条件的工艺参数，通常按照常规条件。下列实施例中所用的实验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验试剂用量，如无特殊说明，均为常规实验操作中试剂用量。
58.下述实施例和对比例中：
59.高碳铬铁的成分以质量百分比计包括：c：7％，cr：52％，si：3.5％，p：0.022％，s：0.025％，其余为fe和不可避免的杂质。
60.硅锰合金的成分以质量百分比计包括：mn：61％，si：28％，c：0.2％，p：0.10％，余量为fe和不可避免的杂质。
61.电解锰的成分以质量百分比计包括：mn：99.7％，余量为fe和不可避免的杂质。
62.实施例1
63.某钢厂1#冶炼80吨某201钢种，该钢种的成分按质量百分比计包括：c0.10％～0.13％，ni 1.0％～1.5％，cr 13.5％～14.5％，mn 9.5％～10.5％，cu0.55％～0.6％，si 0.3～0.8％，p≤0.045％，s≤0.005％，n 0.1％～0.14％，余量为铁和不可避免的杂质。
64.按照现有技术(aod精炼，未利用不锈钢废料进行冶炼)冶炼该201钢种时，aod炉出钢量为80吨(aod工序正常出钢量80吨)，aod炉正常出钢温度为1550℃。
65.热轧厂返回一卷废钢卷22吨，规格和该201钢种一致，该废钢卷的成分按质量百分比计包括：c 0.12％，ni 1.15％，cr 13.58％，mn 9.63％，cu 0.57％，si 0.45％，p 0.042％，s 0.001％，n 0.13％，其余为铁以及不可避免的杂质。
66.本实施例提供的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，包括以下步骤：
67.s1、aod精炼步骤：向aod炉内兑入低镍铁水46吨，先后加入铬含量52％的高碳铬铁12吨，铜0.32吨，硅锰合金4吨，电解锰3吨，经冶炼得到钢水(精炼钢液)量58.3吨出钢，出钢温度(出钢时钢水的温度)为1610℃，出钢时钢水的成分按质量百分比计包括：c 0.055％，ni 1.21％，cr 13.65％，mn 9.66％，cu 0.56％，si 0.36％，p 0.038％，s 0.001％，n 0.12％，其余为铁以及不可避免的杂质。
68.s2、钢包准备步骤：aod炉出钢前40分钟(提前40分钟)向钢包中加入废钢卷22吨，并通煤气对钢包进行烘烤35分钟，关闭煤气，待aod炉具备出钢条件后，把装有22吨废钢卷的钢包开到aod炉下，aod炉的钢水出钢到钢包中，出钢完成后将钢包转运到lf炉。
69.s3、lf精炼步骤：钢包到达lf炉后，对所述钢包底部通氩气冶炼，通过氩气亮圈调节氩气流量，控制氩气压力为0.6mpa，接通氩气后，下电极对所述钢包内的物料进行送电升温，送电电流32000kva，3挡250v，升温10分钟后提升电极，对钢水进行第一次测温，温度1486℃。测温后继续下电极送电升温，每10分钟测温一次，第五次测温时显示温度1556℃，停止送电升温，提升电极，调节氩气亮圈至氩气压力为0.3mpa，进入软吹，每5分钟测温一次，第四次测温温度1519℃；之后下电极送电升温，每5分钟测温一次，第二次测温温度1551℃，提升电极，停止送电，进行软吹，调氩气亮圈至氩气压力为0.3mpa，软吹30分钟测温，温度为1521℃，此温降(降温速率)和正常温降效率(正常降温速率，0.8～1.0℃/min)一致，判断废钢卷已熔清。继续送电升温3分钟后，测温，钢水温度为1533℃，之后停止送电升温，提升电极，调节氩气亮圈至氩气压力为0.3mpa，进入软吹，软吹17min，测温，钢水温度为1516℃，取样分析，成分合格。之后继续送电升温2分钟，对钢水进行测温，温度为1524℃，提升电极，停止送电升温，软吹8分钟，软吹完成后，拔掉氩气管，镇静5分钟，再对钢水测温，温度为
1512℃，连铸要求上钢温度1511℃，温度满足要求。在lf精炼步骤中，均采用送电电流32000kva，高功率3挡250v进行送电升温，升温过程中氩气的压力均为0.6mpa，软吹过程中氩气的压力均为0.3mpa。
70.s4、连铸步骤：把lf处理后的钢水吊运至连铸平台，正常浇铸，得到80.12吨不锈钢钢坯，钢坯质量正常(对钢坯进行质量检查，主要观察钢坯表面是否存在有横向/纵向裂纹/中心裂纹/结疤等问题，无相关问题可判断钢坯质量正常)。
71.本实施例冶炼获得的不锈钢的最终化学成分按质量百分比计包括：c0.106％，ni 1.18％，cr 13.61％，mn 9.68％，cu 0.567％，si 0.41％，p 0.041％，s 0.001％，n 0.125％，其余为铁以及不可避免的杂质。
72.本实施例中aod炉出钢量为58.3吨，废钢卷22吨，连铸浇铸出坯重量80.12吨，则废钢卷回收21.82吨，因此，本实施例中废钢卷回收率为21.82/22＝99.18％。
73.本发明实施例提供的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法在经济效益方面，加工每吨不锈钢废料炼钢工序成本节约348元：废不锈钢原技术废钢加工工序成本(800元)
‑‑
额外增加的电耗/煤气成本和lf电极成本(452元)＝废钢加工工序降本(348元)，该数据各钢厂设备技术水平不同，工序成本存在差异。该值仅针对某钢厂的降本效益，但是整体而言，降本效益是存在的，各钢厂根据自身条件得出的效益大小不同；金属回收率提高超10％，每吨不锈钢废料可产生降本额≥该不锈钢炼钢单价*10％。
74.实施例2
75.某钢厂2#冶炼80吨某201钢种，该钢种的成分按质量百分比计包括：c0.07％～0.10％，ni 1.0％～1.5％，cr 13.5％～14.5％，mn 9.9％～11％，cu 0.75％～1％，si 0.3～0.8％，p≤0.045％，s≤0.005％，n 0.1％～0.14％，其余为铁以及不可避免的杂质。
76.按照现有技术(aod精炼，未利用不锈钢废料进行冶炼)冶炼该201钢种时，aod炉出钢量为80吨(aod工序正常出钢量80吨)，aod炉正常出钢温度为1550℃。
77.坯场返回两段坯头8吨，标注钢种和该钢种一致。
78.本实施例提供的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，包括以下步骤：
79.s1、aod精炼步骤：向aod炉内兑入低镍铁水(铁水成分按质量百分比计包括：c 5.12％，ni 1.46％，cr 4.08％，mn 1.12％，cu 0.035％，si 0.92％，p 0.039％，s 0.061％，n 0.009％，其余为铁和不可避免的杂质)56吨，先后加入铬含量52％的高碳铬铁15吨，铜0.58吨，硅锰合金5吨，电解锰3.9吨，经冶炼得到钢水量72.2吨出钢，出钢温度(出钢时钢水的温度)为1595℃，出钢时钢水的成分按质量百分比计包括：c 0.045％，ni 1.06％，cr 13.71％，mn 10.05％，cu 0.81％，si 0.52％，p 0.039％，s 0.0015％，n 0.115％，其余为铁以及不可避免的杂质。
80.s2、钢包准备步骤：aod炉出钢前30分钟(提前30分钟)向钢包中加入坯头(不锈钢废料)8吨，并通煤气对钢包进行烘烤25分钟，关闭煤气，待aod炉具备出钢条件后，把装有8吨坯头的钢包开到aod炉下，aod炉的钢水出钢到钢包中，出钢完成后将钢包转运到lf炉。
81.s3、lf精炼步骤：钢包到达lf炉后，对所述钢包底部通氩气冶炼，通过氩气亮圈调节氩气流量，控制氩气压力为0.65mpa，接通氩气后，下电极对所述钢包内的物料进行送电升温，送电电流32000kva，3挡250v，升温13分钟后提升电极，对钢水进行测温，温度1506℃。测温后继续下电极送电升温，每10分钟测温一次，第二次测温时显示温度1564℃，停止送电
升温，调节氩气亮圈至氩气压力为0.25mpa，进入软吹，每5分钟测温一次，第五次测温温度1521℃；之后送电升温，每5分钟测温一次，第二次测温温度1556℃，提升电极，停止送电升温，进行软吹，调氩气亮圈至氩气压力为0.25mpa，软吹10分钟测温1521℃，此温降速率比正常温降速率(0.8～1.0℃/min)快，判断不锈钢废料未熔清。送电电流32000kva，3挡250v送电升温，每5分钟测温一次，第二次测温温度1561℃，停止送电，升温效率(升温速率)和正常效率(正常升温速率，4～5℃/min)一致，判断坯头基本熔清，进行软吹，软吹19分钟后对钢水取样分析，成分合格，继续软吹，每5分钟进行测温，取样后第四次测温的温度为1520℃。之后继续送电升温3分钟，测温，温度为1532℃，软吹9分钟，软吹完成后，拔掉氩气管，镇静6分钟，再对钢水测温，温度为1516℃，连铸要求上钢温度1515℃，温度满足要求。在lf精炼步骤中，均采用送电电流32000kva，3挡250v进行送电升温，升温过程中氩气的压力均为0.65mpa，软吹过程中氩气的压力均为0.25mpa。
82.s4、连铸步骤：把lf处理后的钢水吊运至连铸平台，正常浇铸，得到80.11吨不锈钢钢坯，钢坯质量正常(对钢坯进行质量检查，主要观察钢坯表面是否存在有横向/纵向裂纹/中心裂纹/结疤等问题，无相关问题可判断钢坯质量正常)。
83.本实施例冶炼获得的不锈钢的最终化学成分按质量百分比计包括：c0.079％，ni 1.12％，cr 13.68％，mn 10.01％，cu 0.806％，si 0.48％，p 0.039％，s 0.001％，n 0.12％，其余为铁和不可避免的杂质。
84.本实施例中坯头(不锈钢废料)回收率为98.87％。
85.实施例3
86.某钢厂3#冶炼80吨某201钢种，该钢种的成分按质量百分比计包括：c0.10％～0.15％，ni 1.0％～1.5％，cr 13％～14％，mn 9.5％～10.5％，cu 0.2％～0.5％，si 0.3～0.8％，p≤0.045％，s≤0.005％，n 0.10％～0.18％，余量为铁和不可避免的杂质。
87.按照现有技术(aod精炼，未利用不锈钢废料进行冶炼)冶炼该201钢种时，aod炉出钢量为80吨(aod工序正常出钢量80吨)，aod炉正常出钢温度为1550℃。
88.冷轧厂返回一卷废切头10吨，标注钢种和该钢种一致。
89.本实施例提供的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，包括以下步骤：
90.s1、aod精炼步骤：向aod炉内兑入低镍铁水(铁水成分按质量百分比计包括：c 5.12％，ni 1.46％，cr 4.08％，mn 1.12％，cu 0.035％，si 0.92％，p 0.039％，s 0.061％，n 0.009％，其余为铁和不可避免的杂质)56吨，先后加入铬含量52％的高碳铬铁13.2吨，铜0.14吨，硅锰合金5吨，电解锰3.9吨，经冶炼得到钢水量70.4吨出钢，出钢温度为1606℃，出钢时钢水(aod钢水成分)的成分按质量百分比计包括：c0.071％，ni 1.06％，cr 13.11％，mn 9.55％，cu 0.216％，si 0.58％，p 0.039％，s 0.0012％，n 0.135％，其余为铁以及不可避免的杂质。
91.s2、钢包准备步骤：aod炉出钢前45分钟(提前45分钟)向钢包中加入废切头(不锈钢废料)10吨，并通煤气对钢包进行烘烤38分钟，关闭煤气，待aod炉具备出钢条件后，把装有10吨废切头的钢包开到aod炉下，aod炉的钢水出钢到钢包中，出钢完成后将钢包转运到lf炉。
92.s3、lf精炼步骤：钢包到达lf炉后，对所述钢包底部通氩气冶炼，通过氩气亮圈(调节氩气压力的旋钮)调节氩气流量，控制氩气压力为0.6mpa，接通氩气后，下电极对所述钢
1.08％，cr 13.18％，mn 9.65％，cu 0.214％，si 0.36％，p 0.037％，s 0.0012％，n 0.131％，余量为铁和不可避免的杂质。
103.s2、钢包准备步骤：钢包不加不锈钢废料，待aod具备出钢条件开到炉底出钢，出钢完成后将钢包转运到lf炉。
104.s3、lf精炼步骤：钢包到达lf炉后，对钢水测温，温度为1516℃，对所述钢包底部通氩气冶炼，通过氩气亮圈(调节氩气压力的旋钮)调节氩气流量，控制氩气压力为0.6mpa，接通氩气后，下电极对所述钢包内的物料进行送电升温，送电电流32000kva，3挡250v，升温6分钟后进行测温，温度为1540℃，停止送电，调节氩气亮圈至氩气压力为0.2mpa，进入软吹，每5分钟测温一次，第四次测温温度为1520℃；温降正常，取样分析，成分合格。之后继续送电升温2分钟，测温1524℃，软吹9分钟，软吹完成后，拔掉氩气管，镇静6分钟，再测温显示1510℃，连铸要求上钢温度1511℃，温度满足要求。在lf精炼步骤中，均采用送电电流32000kva，3挡250v进行送电升温，升温过程中氩气的压力均为0.6mpa，软吹过程中氩气的压力均为0.2mpa。
105.s4、连铸步骤：把lf处理后的钢水吊运至连铸平台，正常浇铸，得到不锈钢钢坯，钢坯质量正常(对钢坯进行质量检查，主要观察钢坯表面是否存在有横向/纵向裂纹/中心裂纹/结疤等问题，无相关问题可判断钢坯质量正常)。
106.本对比例中废切头(不锈钢废料)回收率为91.12％。(因为废切头在aod冶炼中期加入，其单独收得率不可准确区分，此炉钢钢水收得率＝80.3/
107.(57+13.3+0.14+5.5+3.6+10)＝89.68％，而废切头的回收率一般高于正常钢水(废切头碳含量低一般在0.2％以下，而正常钢水由铁水炼出来，铁水碳含量一般大于4.0％，炼钢过程碳会基本氧化完)，因此此处按aod正常收得率89.5％(比89.68％低)，反推废切头的收得率为91.12％)
108.本对比例冶炼获得的不锈钢的最终化学成分按质量百分比计包括：
109.c0.131％，ni 1.082％，cr 13.18％，mn9.64％，cu 0.215％，si 0.35％，p 0.037％，s 0.001％，n 0.124％，余量为铁和不可避免的杂质。
110.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：aod精炼步骤：将原料装入aod炉，在所述aod炉内对所述原料进行初精炼，得到精炼钢液，出钢温度高于正常出钢温度；钢包准备步骤：向钢包内加入不锈钢废料，之后将所述aod精炼步骤得到的精炼钢液出钢到装有不锈钢废料的钢包中，出钢完成后将所述钢包转运到lf炉；lf精炼步骤：所述钢包到达lf炉后，对所述钢包底部通氩气，下电极对所述钢包内的物料进行送电升温直至所述不锈钢废料熔清，对钢水进行取样分析、微调合金成分，直至所述钢水成分合格，最后调整所述钢水温度，以使出钢温度达到连铸要求温度，得到lf处理后的钢水；连铸步骤：对所述lf处理后的钢水进行连铸处理，得到不锈钢，其中，所述不锈钢的碳含量合格范围上限≥0.07wt％。2.根据权利要求1所述的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，其特征在于，在所述aod精炼步骤中，所述出钢温度高于所述正常出钢温度45～80℃；和/或，在所述aod精炼步骤中，出钢碳含量比所述不锈钢的碳含量合格范围下限低0.01％～0.05％。3.根据权利要求1所述的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，其特征在于，所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比不大于35:65。4.根据权利要求3所述的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，其特征在于，在所述aod精炼步骤中，当所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比为(25:75)～(35:65)时，出钢碳含量比所述不锈钢的碳含量合格范围下限低0.04％～0.05％；当所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比为(15:85)～(25:75)时，出钢碳含量比所述不锈钢的碳含量合格范围下限低0.03％～0.04％；当所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比为(5:95)～(15:85)时，出钢碳含量比所述不锈钢的碳含量合格范围下限低0.02％～0.03％；当所述不锈钢废料与所述精炼钢液的质量比小于5:95时，出钢碳含量比所述不锈钢的碳含量合格范围下限低0.01％～0.02％。5.根据权利要求1所述的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，其特征在于，在所述lf精炼步骤中，对所述钢包底部通的氩气的压力为0.6-0.8mpa；和/或，在所述lf精炼步骤中，采用送电电流为8000-32000kva、高功率3-5挡，电压234-250v进行送电升温；和/或，在所述lf精炼步骤中，所述下电极对所述钢包内的物料进行送电升温直至所述不锈钢废料熔清，包括：下电极对所述钢包内的物料进行送电升温预设时间后进行第一次测温，得到第一温度；当所述第一温度小于1548～1552℃时，对所述钢包内的物料继续进行送电升温，直至所述钢包内的物料的温度不小于1548～1552℃，停止升温；对所述钢包内的物料进行软吹氩，测温，得到第二温度，当所述第二温度为1518～1522℃时，对所述钢包内的物料继续进行送电升温，直至所述钢包内的物料的温度不小于1548～1552℃，停止升温；对所述钢包内的物料进行所述软吹氩，测温，当降温速率与预设降温速率一致时，确定
所述不锈钢废料熔清。6.根据权利要求5所述的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，其特征在于，所述预设时间(min)＝钢包内不锈钢废料重量(吨)/a，a为2～3；和/或，在所述lf精炼步骤中，所述下电极对所述钢包内的物料进行送电升温直至所述不锈钢废料熔清，还包括：当所述降温速率大于所述预设降温速率时，确定所述不锈钢废料未熔清，继续送电升温，测温，当升温速率与预设升温速率一致时，确定所述不锈钢废料熔清。7.根据权利要求6所述的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，其特征在于，在所述lf精炼步骤中，所述下电极对所述钢包内的物料进行送电升温直至所述不锈钢废料熔清，还包括：当所述升温速率小于所述预设升温速率时，确定所述不锈钢废料未熔清，继续进行送电升温，直至所述钢包内的物料的温度不小于1548～1552℃，停止升温，进入软吹，测温，确定降温速率与所述预设降温速率是否一致。8.根据权利要求5所述的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，其特征在于，所述软吹氩的氩气压力为0.2-0.3mpa，在所述软吹氩过程中，lf电极提升，送电停止。9.根据权利要求1所述的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，其特征在于，在lf精炼步骤步骤中，当所述钢水成分不合格时，补加相应合金进行成分调整，补加相应合金后，下电极进行送电升温，下电极送电升温时间不低于3分钟，对所述钢包底部通氩气，氩气的压力为0.5～0.7mpa，送电电流为8000-32000kva，3-5挡，电压234-250v；和/或，在lf精炼步骤中，所述出钢温度达到连铸要求温度为所述出钢温度与所述连铸要求温度的差值在
±
3℃以内；和/或，在lf精炼步骤中，所述调整钢水温度包括：成分合格后，继续送电升温至钢水温度高于连铸要求温度10～20℃，之后停止升温，进行软吹、镇静，镇静完成后，对钢水进行测温，若钢水温度偏低，继续送电升温，直至所述钢水温度达到连铸要求温度；若钢水温度偏高，继续进行镇静降温，直至所述钢水温度达到连铸要求温度；和/或，所述不锈钢废料包括炼钢厂不合格的钢坯，热轧、冷轧厂退回来的同钢种的不锈钢返回料或外部采购的成分稳定的废不锈钢一级料；和/或，在所述钢包准备步骤中，所述aod炉出钢前30～50分钟，向所述钢包内加入所述不锈钢废料，并用煤气烘烤，所述aod炉出钢前5～7分钟关闭煤气，待所述aod炉具备出钢条件后，把所述钢包开到所述aod炉下出钢；和/或，所述不锈钢废料与所述不锈钢为同系列钢种。10.根据权利要求1所述的利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，其特征在于，在lf精炼步骤中，所述不锈钢废料熔清后，对钢水进行取样分析前，当钢水的温度小于1550℃时，对所述钢水送电升温3-5min，之后停止送电升温，进行软吹氩，所述软吹氩的时间不小于6分钟，经所述软吹氩后所述钢水的温度不低于1514℃；当所述钢水的温度不小于1550℃时，停止送电升温，之后进行软吹氩，所述软吹氩的时间不小于6分钟，经所述软吹氩后所述钢水的温度不低于1514℃。

技术总结
本发明属于不锈钢冶炼技术领域，具体涉及一种利用不锈钢废料冶炼不锈钢的方法，该方法包括以下步骤：将原料装入AOD炉，在AOD炉内对所述原料进行初精炼，得到精炼钢液；向钢包内加入不锈钢废料，之后将所述AOD精炼步骤得到的精炼钢液出钢到装有不锈钢废料的钢包中，出钢完成后将所述钢包转运到LF炉；钢包到达LF炉后，对所述钢包底部通氩气，下电极进行送电升温直至所述不锈钢废料熔清，对钢水进行取样分析、微调合金成分，直至钢水成分合格，最后调整钢水温度，得到LF处理后的钢水；对所述LF处理后的钢水进行连铸处理，得到不锈钢。本发明提供的方法高效、环保、成本低且不锈钢废料的回收率高。收率高。


技术研发人员：张华 姬建民 李智 庞文坚 柯宝清 匡海浪 肖壮 周涛
受保护的技术使用者：广西北港新材料有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/7