減少鑄鋼件冶煉過程中鋼液夾雜物的冶煉方法
【專利摘要】一種減少鑄鋼件冶煉過程中鋼液夾雜物的冶煉方法，包括備料、吹氧脫碳、還原、出鋼、LF精煉、鋼包吹氬的步驟，在還原步驟中，向鋼液中插入鋁塊進(jìn)行沉淀脫氧，鋁塊的加入量占鋼液的比例為1kg～2kg/t，同時在鋼液表面的渣面上加入鋁粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，鋁粒的加入量占鋼液的比例為0.5kg～1kg，此處采用向鋼液中插入鋁塊進(jìn)行沉淀脫氧，同時加入鋼液表面加入鋁粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧的聯(lián)合脫氧方式來還原鋼液，采用該方法生產(chǎn)的鋼液完全符合GB/T10561的要求，最終鋼液夾雜物能達(dá)到粗細(xì)1級，細(xì)系1.5級水平，平均夾雜物面積為0.04%，夾雜物平均尺寸為4.2±0.1μm，較以前的夾雜物面積減少50%，尺寸大小減小60%。
【專利說明】
減少鑄鋼件冶煉過程中鋼液夾雜物的冶煉方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及冶煉尚品質(zhì)鑄鋼件的鋼液精煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種減少鑄鋼件冶煉過程中鋼液夾雜物的冶煉方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國的廢鋼資源豐富，且采用廢鋼冶煉鋼液屬于變廢為寶，能有效解決我國的資源短缺和環(huán)境問題，但是廢鋼中含有較高的合金元素，根據(jù)來源不同，可以分為內(nèi)生夾雜物和外來夾雜物，外來夾雜物主要是從原材料、爐渣、耐材剝落及鋼液的二次氧化等帶入，內(nèi)生夾雜物主要指脫氧產(chǎn)物及一些雜質(zhì)元素的沉淀物等，根據(jù)成分及形狀的不同，大概可以分為五類:硫化物、氧化鋁、硅酸鹽、球形氧化物、單顆粒的球狀夾雜物，且在吹氧脫碳過程、還原過程、合金化過程、出鋼澆注過程中，均可能產(chǎn)生大量的夾雜物，如何有效快速的除去這些夾雜物成為電爐煉鋼的一大難點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有必要提出一種減少鑄鋼件冶煉過程中鋼液夾雜物的冶煉方法。
[0004]—種減少鑄鋼件冶煉過程中鋼液夾雜物的冶煉方法，包括以下步驟:
備料:采用廢鋼和生鐵作為冶煉的原料，廢鋼和生鐵的加入比例為3:1;
吹氧脫碳:采用EAF爐對原料進(jìn)行升溫熔化，至鋼液溶清后檢測碳含量，以使脫碳量大于0.4%，繼續(xù)升溫至1620 °C?1650 °C時方可進(jìn)行吹氧脫碳，吹氧流量控制在2500?3000m3/h，每次持續(xù)吹氧200m3后，停止吹氧使鋼液靜沸騰lOmin，然后再繼續(xù)吹氧，直至碳含量不超過鑄件對碳含量的要求，并且此時通過檢測控制鋼液最低碳含量大于0.05%;
還原:向鋼液中插入鋁塊進(jìn)行沉淀脫氧，鋁塊的加入量占鋼液的比例為Ikg?2kg/t，同時在鋼液表面的渣面上加入鋁粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，鋁粒的加入量占鋼液的比例為0.5kg?Ikg，鋁粒的粒徑為5_?20_，取樣分析當(dāng)鋼液中Al含量大于0.03%后，方可出鋼；
出鋼:在出鋼過程中，鋼液出鋼1/3后，向鋼包中的鋼液表面隨流加入脫硫劑，加入量占鋼包內(nèi)未出鋼液重量的比例為:3kg?5kg/t，出鋼速度為7?10t/min;
LF精煉:鋼液到達(dá)LF爐后，首先進(jìn)行測溫、測氧活度，鋼液溫度保持在1570?1600 °(:之間，當(dāng)氧活度大于1ppm時，加入Al粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，以降低氧活度，鋁粒的加入量占鋼液比例為:3kg?5kg/t，同時分批次的加入活性石灰進(jìn)行調(diào)渣操作，活性石灰每批次加入量300kg，分2、3批次加入，鋁粒和活性石灰加入后，待鋼液反應(yīng)至少lOmin，然后再測氧活度，直至氧活度小于5ppm ；
鋼包吹氬:在上述LF精煉步驟中，在加入鋁粒和活性石灰并反應(yīng)至少1min的過程中，保持對鋼液進(jìn)行吹氬，氬氣的壓力在0.4?0.6MPa之間，然后改變氬氣的壓力為0.2?
0.4MPa之間，保持吹氬20min，再改變氬氣的壓力為0.05?0.2MPa之間，保持吹氬1min。
[0005]采用該方法生產(chǎn)的鋼液完全符合GB/T10561的要求，最終鋼液夾雜物能達(dá)到粗細(xì)I級，細(xì)系1.5級水平，平均夾雜物面積為0.04%，夾雜物平均尺寸為4.2±0.Ιμπι，較以前的夾雜物面積減少5 O %，尺寸大小減小6 O %。
【具體實(shí)施方式】
[0006]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中做進(jìn)一步的說明，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些實(shí)施例獲得其他的實(shí)施例。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種減少鑄鋼件冶煉過程中鋼液夾雜物的冶煉方法，包括以下步驟:
備料:采用廢鋼和生鐵作為冶煉的原料，廢鋼和生鐵的加入比例為3:1。
[0008]吹氧脫碳:采用EAF爐冶煉對原料進(jìn)行升溫熔化，至鋼液溶清后檢測碳含量，以使脫碳量大于0.4%，繼續(xù)升溫至1620 °C?1650°C時方可進(jìn)行吹氧脫碳，吹氧流量控制在2500?3000m3/h，每次持續(xù)吹氧200m3后，停止吹氧使鋼液靜沸騰1min，然后再繼續(xù)吹氧，直至碳含量滿足鑄件要求，例如鑄件要求碳含量為0.12%?0.18%，此時通過檢測鋼液的碳含量為不大于0.12%，即為滿足鑄件要求，并且此時控制鋼液最低碳含量要大于0.05%，避免鋼液達(dá)到過度氧化的狀態(tài)而產(chǎn)生大量的夾雜物。
[0009]如果此時檢測碳含量不能達(dá)到要求，可以繼續(xù)添加生鐵來實(shí)現(xiàn)增碳，或者繼續(xù)吹氧實(shí)現(xiàn)降碳。
[0010]此處的脫碳量為鋼液初始碳含量減去最終碳含量。
[0011]吹氧脫碳的主要目的就是在吹氧脫碳過程中氧與鋼液中的碳反應(yīng)形成的一氧化碳、二氧化碳?xì)馀?，這些氣泡能攜帶鋼液中的各類外來夾雜物上浮，從而達(dá)到凈化鋼液的目的，為了充分的凈化鋼液，必須保證脫碳量大于0.4%。
[0012]還原:向鋼液中插入鋁塊進(jìn)行沉淀脫氧，鋁塊的加入量占鋼液的比例為Ikg?2kg/t，同時在鋼液表面的渣面上加入鋁粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，鋁粒的加入量占鋼液的比例為0.5kg?lkg，招粒的粒徑為5mm?20mm，取樣分析當(dāng)鋼液中Al含量大于0.03%后，方可出鋼。
[0013]由于廢鋼中本身含有S1、Mn、Cr等易氧化的元素，在吹氧脫碳過程中這些元素會被氧化而形成夾雜物，雖然其在吹氧脫碳過程中會上浮一部分，但仍然還有20%以上的這類夾雜物不能上浮到渣面上，如果我們在電弧爐的鋼液還原過程中加入硅鐵、錳鐵合金，這就進(jìn)一步增加了鋼液中此類夾雜物的數(shù)量，根據(jù)這個特點(diǎn)我們采用向鋼液中插入鋁塊進(jìn)行沉淀脫氧，同時加入鋼液表面加入鋁粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧的聯(lián)合脫氧方式來還原鋼液，取樣分析當(dāng)鋼液中Al含量大于0.03%后，方可出鋼。
[0014]出鋼:在出鋼過程中，鋼液出鋼I/3后，向鋼包中的鋼液表面隨流加入脫硫劑，加入量占鋼包內(nèi)未出鋼液重量的比例為:3kg?5kg/t，出鋼速度為7?10t/min，例如:50t鋼液應(yīng)加入150?250kg脫硫劑，脫硫劑一方面能進(jìn)一步還原鋼液，另一方面也能起到保護(hù)鋼液不被空氣氧化的效果；出鋼速度控制在7?10t/min，過快或者過慢都不利于鋼液質(zhì)量；以上冶煉過程采用EAF爐冶煉。
[0015]LF精煉:鋼液到達(dá)LF爐后，首先進(jìn)行測溫、測氧活度，鋼液溫度保持在1570?1600°C之間，當(dāng)氧活度大于1ppm時，加入Al粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，以降低氧活度，鋁粒的加入量占鋼液比例為:3kg?5kg/t，同時分批次的加入活性石灰進(jìn)行調(diào)渣操作，活性石灰每批次加入量300kg，分2、3批次加入，鋁粒和活性石灰加入后，待鋼液反應(yīng)至少lOmin，然后再測氧活度，直至氧活度小于5ppm。
[0016]當(dāng)氧活度小于5ppm時，此時鋼液中的還原性氛圍已經(jīng)很充分了，此時就可以進(jìn)行成分調(diào)整了，直至成分調(diào)整合格。
[0017]鋼包吹氬:在上述LF精煉步驟中，在加入鋁粒和活性石灰并反應(yīng)至少1min的過程中，保持對鋼液進(jìn)行吹氬，氬氣的壓力在0.4?0.6MPa之間，然后改變氬氣的壓力為0.2?
0.4MPa之間，保持吹氬20min，再改變氬氣的壓力為0.05?0.2MPa之間，保持吹氬1min。
[0018]在精煉過程中對鋼液進(jìn)行吹氬已經(jīng)是非常普遍的工藝了，但其方式不同，其效果也不一樣，本發(fā)明采用分階段調(diào)整氬氣壓力的吹氬方式，最大限度的使夾雜物上浮:在精煉的前20min時間里，S卩加入招粒和活性石灰并反應(yīng)至少1min的過程中，氬氣的壓力在0.4?
0.6MPa之間，這個時候氬氣壓力較大，鋼液和表面的渣層能充分接觸，在EAF爐形成的大顆粒夾雜物能快速的上浮，主要是尺寸大于4μπι的夾雜物，在之后20min，將氬氣壓力調(diào)整到
0.2?0.4MPa，這時的氬氣壓力較小，鋼液中剩余的小顆粒夾雜物就會上浮，主要是尺寸在I?4μπι的夾雜物，同時氬氣壓力小，使鋼液也不至于裸露到空氣中，形成新的夾雜物;最后當(dāng)成分、溫度合適后，再將氬氣壓力調(diào)整到0.05?0.2MPa之間，進(jìn)一步將微小夾雜物上浮，主要是尺寸小于Ιμπι的夾雜物。
[0019]本發(fā)明采用先EAF爐冶煉，再LF精煉。
[0020]澆注前40min，對型腔進(jìn)行吹氬操作，吹氬壓力在0.1?0.3MPa之間，緩慢的將型腔中的空氣趕出，避免鋼液在型腔中氧化而形成新的夾雜物，檢測鑄件中全氧含量達(dá)到35ppm以下，較之前采用傳統(tǒng)方法冶煉制得的鋼液的全氧含量為50ppm，下降30%。
[0021 ]采用該方法生產(chǎn)的鋼液完全符合GB/T10561的要求，經(jīng)過檢測，最終鋼液夾雜物能達(dá)到粗細(xì)I級，細(xì)系1.5級水平，平均夾雜物面積為0.04%，即:10mm2的面積內(nèi)，夾雜物面積占0.04mm2，夾雜物平均尺寸為4.2±0.Ιμπι，較以前的夾雜物面積減少50%，尺寸大小減小60%。
[0022]進(jìn)一步，為減少外來夾雜物的混入，備料時，先對廢鋼進(jìn)行除銹處理。
[0023]進(jìn)一步，在出鋼步驟中，當(dāng)鋼液出至1/3時，將脫硫劑加入到鋼包內(nèi)的鋼液表面上，并保持邊出鋼、邊加入，當(dāng)出鋼完畢，脫硫劑加入完畢。此過程中，浮在鋼液表面的脫硫劑隨著鋼液的流動仍然浮在鋼液的表面，實(shí)現(xiàn)脫硫劑一方面能進(jìn)一步還原鋼液，另一方面也能起到保護(hù)鋼液不被空氣氧化的效果。
[0024]脫硫劑采用市面銷售的常規(guī)脫硫劑，其中主要成份為氧化鈣。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例方法中的步驟可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行順序調(diào)整、合并和刪減。
[0026]以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分流程，并依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種減少鑄鋼件冶煉過程中鋼液夾雜物的冶煉方法，其特征在于，包括以下步驟: 備料:采用廢鋼和生鐵作為冶煉的原料，廢鋼和生鐵的加入比例為3:1; 吹氧脫碳:采用EAF爐對原料進(jìn)行升溫熔化，至鋼液溶清后檢測碳含量，以使脫碳量大于0.4%，繼續(xù)升溫至1620 °C?1650 °C時方可進(jìn)行吹氧脫碳，吹氧流量控制在2500?3000m3/h，每次持續(xù)吹氧200m3后，停止吹氧使鋼液靜沸騰lOmin，然后再繼續(xù)吹氧，直至碳含量不超過鑄件對碳含量的要求，并且此時通過檢測控制鋼液最低碳含量大于0.05%; 還原:向鋼液中插入鋁塊進(jìn)行沉淀脫氧，鋁塊的加入量占鋼液的比例為Ikg?2kg/t，同時在鋼液表面的渣面上加入鋁粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，鋁粒的加入量占鋼液的比例為0.5kg?Ikg，鋁粒的粒徑為5_?20_，取樣分析當(dāng)鋼液中Al含量大于0.03%后，方可出鋼； 出鋼:在出鋼過程中，鋼液出鋼I/3后，向鋼包中的鋼液表面隨流加入脫硫劑，加入量占鋼包內(nèi)未出鋼液重量的比例為:3kg?5kg/t，出鋼速度為7?10t/min; LF精煉:鋼液到達(dá)LF爐后，首先進(jìn)行測溫、測氧活度，鋼液溫度保持在1570?1600 °(:之間，當(dāng)氧活度大于1ppm時，加入Al粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，以降低氧活度，鋁粒的加入量占鋼液比例為:3kg?5kg/t，同時分批次的加入活性石灰進(jìn)行調(diào)渣操作，活性石灰每批次加入量300kg，分2、3批次加入，鋁粒和活性石灰加入后，待鋼液反應(yīng)至少lOmin，然后再測氧活度，直至氧活度小于5ppm ； 鋼包吹氬:在上述LF精煉步驟中，在加入鋁粒和活性石灰并反應(yīng)至少1min的過程中，保持對鋼液進(jìn)行吹氬，氬氣的壓力在0.4?0.6MPa之間，然后改變氬氣的壓力為0.2?0.4MPa之間，保持吹氬20min，再改變氬氣的壓力為0.05?0.2MPa之間，保持吹氬1min。2.如權(quán)利要求1所述的減少鑄鋼件冶煉過程中鋼液夾雜物的冶煉方法，其特征在于:為減少外來夾雜物的混入，備料時，先對廢鋼進(jìn)行除銹處理。3.如權(quán)利要求1所述的減少鑄鋼件冶煉過程中鋼液夾雜物的冶煉方法，其特征在于:在出鋼步驟中，當(dāng)鋼液出至1/3時，將脫硫劑隨流加入到鋼包內(nèi)的鋼液表面上，并保持邊出鋼、邊加入，當(dāng)出鋼完畢，脫硫劑加入完畢。
【文檔編號】C21C7/06GK106048133SQ201610511262
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】張生存, 龔明健, 王平, 趙國偉, 張飛
【申請人】共享鑄鋼有限公司