一種電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法，步驟如下，將廢鋼、廢鐵等裝入電弧爐中進行冶煉，待鋼水脫磷、脫硫，并去除氣體和夾雜物后，取樣并初步調(diào)整鋼水化學(xué)成分，再加入純鋁進行脫氧，然后將電弧爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉；或者將電弧爐中的鋼水、鑄成的試塊轉(zhuǎn)入LF爐中，進一步脫硫并精確調(diào)整鋼水化學(xué)成分和溫度，再將LF爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉；或?qū)F爐中的鋼水轉(zhuǎn)入VD爐中進行攪拌、脫氣操作，然后將VD爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉。本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明不需額外增加設(shè)備即可在鑄鋼企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)與企業(yè)之間普遍推廣應(yīng)用，并能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。
【專利說明】
一種電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種鑄鋼冶煉制備方法，尤其是一種電弧爐LF爐VD爐中頻爐聯(lián)合冶煉 制備高性能鑄鋼材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在我國的鑄鋼企業(yè)大多采用電弧爐或者中頻單獨進行熔煉的方法制備鑄鋼材 料及鑄鋼件。采用電弧爐單獨煉鋼時存在元素?fù)]發(fā)多、氧化損失大、化學(xué)成分不易控制等缺 點，而采用中頻爐單獨煉鋼時一般不能進行脫磷、脫硫、除氣等操作，因此單獨使用電弧爐 或中頻爐煉鋼時無法冶煉出高質(zhì)量的鋼水，從而也不能制備出高性能鑄鋼材料。此外，電弧 爐與LF爐二聯(lián)、電弧爐與LF爐VD爐三聯(lián)冶煉是目前國內(nèi)外鑄鋼企業(yè)常用的生產(chǎn)較高性能鑄 鋼材料及鑄鋼件的方法，但是一般鑄鋼企業(yè)不具備LF爐或者VD爐精煉設(shè)備和生產(chǎn)條件，所 以一般鑄鋼企業(yè)難以加工生產(chǎn)高性能鑄鋼材料及鑄鋼件。而采用本發(fā)明所述電弧爐、LF爐 或VD爐與中頻爐聯(lián)合進行冶煉可以較好的解決這一問題，進而促進整個行業(yè)鑄鋼材料品質(zhì) 及性能的提升。
[0003] 電弧爐和中頻爐存在以上所述的缺點，同時也具有各自的優(yōu)點，并可以較好地實 現(xiàn)優(yōu)勢互補。電弧爐煉鋼具有工藝靈活性大，占地面積較小，在煉鋼過程中可以進行脫磷、 脫硫、脫氧、除氣、除夾雜物等操作等特點，從而可以大幅度提升鋼水質(zhì)量；中頻爐煉鋼具有 融化速率快、生產(chǎn)效率高，氧化燒損小、合金收得率高，電磁攪拌效果好、化學(xué)成分均勻，爐 溫便于調(diào)控等特點。將電弧爐、中頻爐各自的優(yōu)點結(jié)合起來，可以冶煉出高性能的鑄鋼材料 及鑄鋼件，同時也可以促進鑄鋼行業(yè)設(shè)備、資源的整合，提高整個行業(yè)設(shè)備的利用效率。
[0004] 中國專利文獻(xiàn)CN 102268509 A(申請?zhí)?01110186100.4)公開了一種中頻爐電弧 爐雙聯(lián)冶煉制備鑄鋼材料及鑄鋼件的方法。該方法的主要目的是通過結(jié)合中頻爐的高效 率、低損耗以及電弧爐具有脫磷、脫硫的特點，以降低普通鑄鋼材料的冶煉成本和能耗，對 于能否冶煉高性能的鑄鋼材料及鑄鋼件還需進一步探究。此外，該方法中所使用的冶煉設(shè) 備不僅包括中頻爐、電弧爐，同時也包括LF爐、VD爐，對單個企業(yè)的設(shè)備條件要求較高，不利 于普遍推廣應(yīng)用。
[0005] 因此，就急需研制出一種電弧爐LF爐VD爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備低磷、低硫、少氣、 少夾雜物、化學(xué)成分均勻、出鋼及澆注溫度精確的高性能鑄鋼材料的工藝方法，經(jīng)檢索，未 發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明相同或相似的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電弧爐LF爐VD爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備低磷、 低硫、少氣、少夾雜物、化學(xué)成分均勻、出鋼及澆注溫度精確的高性能鑄鋼材料的工藝方法。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能 鑄鋼材料的方法，其創(chuàng)新點在于:步驟如下： (1)將廢鋼、廢鐵等裝入電弧爐中進行冶煉，待鋼水脫磷、脫硫，并去除氣體和夾雜物 后，取樣并初步調(diào)整鋼水化學(xué)成分后，加入純鋁進行脫氧； (2 )將電弧爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉，或者將電弧爐中的鋼水、 鑄成的試塊轉(zhuǎn)入LF爐中，進一步脫硫并精確調(diào)整鋼水化學(xué)成分和溫度； (3) 將LF爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉，或?qū)F爐中的鋼水轉(zhuǎn)入VD 爐中進行攪拌、脫氣操作； (4) 將VD爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉，進一步微調(diào)鋼水化學(xué)成分， 并控制鋼水溫度在1600 °C~1660 °C時出鋼； (5 )待鋼包中鋼水溫度降至1500 °C~1560 °C時快速澆注充型。
[0008] 進一步的，所述步驟(1)將廢鋼、廢鐵等裝入電弧爐中進行冶煉前，預(yù)先對廢鋼、廢 鐵進行烘烤、除銹、除油處理。
[0009] 進一步的，所述步驟（1)鋼水脫磷、去除氣體和夾雜物在氧化期進行，脫磷溫度控 制在1500°C~1540°C，爐渣堿度控制在1.5~3.0，鋼水脫硫、脫氧在還原期進行，脫硫溫度 控制在1580°C~1640°C，爐渣堿度控制在2.5~3.5。
[0010] 進一步的，所述步驟（1)調(diào)整化學(xué)成分后，進行脫氧添加的純鋁含量為鋼水總質(zhì)量 的0.05%~0.1%。
[0011] 進一步的，所述步驟(2)電弧爐冶煉的鋼水和鑄成的試塊可以直接轉(zhuǎn)運至中頻爐 進行熔煉，也可以將鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至LF爐中進行精煉脫硫并精確調(diào)整化學(xué)成分。
[0012] 進一步的，所述步驟(2) LF爐中進行脫硫精煉的溫度應(yīng)控制在1570°C~1600°C。
[0013] 進一步的，所述步驟(3)LF爐冶煉的鋼水和鑄成的試塊可以直接轉(zhuǎn)運至中頻爐進 行熔煉，還可以將鋼水轉(zhuǎn)運至VD爐中進行精煉脫氣。
[0014] 進一步的，所述步驟(4)將VD爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐中進行冶煉， 其出鋼溫度應(yīng)控制在1600 °C~1660 °C。
[0015] 進一步的，所述步驟(5)澆注溫度應(yīng)控制在1500 °C~1560 °C，并采用快速澆注的方 法進行澆注。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：（1)本發(fā)明可以結(jié)合電弧爐、LF爐、VD爐和中頻爐各自的優(yōu)點， 冶煉制備尚性能鑄鋼材料及鑄鋼件； (2) 本發(fā)明可以促進鑄造行業(yè)設(shè)備、資源整合，提高設(shè)備運行效率和資源利用率； (3) 本發(fā)明不需額外增加設(shè)備即可在鑄鋼企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)與企業(yè)之間普遍推廣應(yīng)用，并 能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明所述方法的工藝流程圖。
[0018] 圖2為具體實施例一所述方法的工藝流程圖。
[0019] 圖3為具體實施例二所述方法的工藝流程圖。
[0020] 圖4為具體實施例三所述方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 下表為電弧爐與中頻爐各自的優(yōu)缺點比較。
[0022] 實施例一 (1) 將廢鋼、廢鐵等裝入電弧爐中進行冶煉前，對廢鋼廢鐵等原材料進行烘烤、除銹、除 油處理； (2) 將廢鋼、廢鐵等裝入電弧爐中進行冶煉，在氧化期對鋼水進行脫磷、除氣、夾雜物處 理，脫磷溫度控制在1500°C~1540°C，爐渣堿度控制在1.5~3.0，在還原期進行對鋼水進行 脫硫、脫氧處理，脫硫溫度控制在1580°C~1640°C，爐渣堿度控制在2.5~3.5取樣并初步調(diào) 整鋼水化學(xué)成分后，加入鋼水總質(zhì)量0.05%~0.1%的純鋁進行脫氧； (3) 將電弧爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉，進一步微調(diào)鋼水化學(xué)成 分，并控制鋼水溫度在1600 °C~1660 °C時出鋼； (4) 待鋼包中鋼水溫度降至1500 °C~1560 °C時快速澆注充型。
[0023] 實施例二 (1) 將廢鋼、廢鐵等裝入電弧爐中進行冶煉前，對廢鋼廢鐵等原材料進行烘烤、除銹、除 油處理； (2) 將廢鋼、廢鐵等裝入電弧爐中進行冶煉，在氧化期對鋼水進行脫磷、除氣、夾雜物處 理，脫磷溫度控制在1500°C~1540°C，爐渣堿度控制在1.5~3.0，在還原期進行對鋼水進行 脫硫、脫氧處理，脫硫溫度控制在1580°C~1640°C，爐渣堿度控制在2.5~3.5取樣并初步調(diào) 整鋼水化學(xué)成分后，加入鋼水總質(zhì)量0.05%~0.1%的純鋁進行脫氧； (3) 將電弧爐中的鋼水澆注成試塊轉(zhuǎn)運至LF爐中，或直接將鋼水轉(zhuǎn)入LF爐中，進一步脫 硫并精確調(diào)整鋼水化學(xué)成分和溫度； (4) 將LF爐中的鋼水鑄成試塊后轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉，或者直接將LF爐中的鋼水轉(zhuǎn) 運至中頻爐進行熔煉，進一步微調(diào)鋼水化學(xué)成分，并控制鋼水溫度在1600°C~1660°C時出 鋼； (5 )待鋼包中鋼水溫度降至1500 °C~1560 °C時快速澆注充型。
[0024] 實施例三 (1) 將廢鋼、廢鐵等裝入電弧爐中進行冶煉前，對廢鋼廢鐵等原材料進行烘烤、除銹、除 油處理； (2) 將廢鋼、廢鐵等裝入電弧爐中進行冶煉，在氧化期對鋼水進行脫磷、除氣、夾雜物處 理，脫磷溫度控制在1500°C~1540°C，爐渣堿度控制在1.5~3.0，在還原期進行對鋼水進行 脫硫、脫氧處理，脫硫溫度控制在1580°C~1640°C，爐渣堿度控制在2.5~3.5取樣并初步調(diào) 整鋼水化學(xué)成分后，加入鋼水總質(zhì)量0.05%~0.1%的純鋁進行脫氧； (3) 將電弧爐中的鋼水澆注成試塊轉(zhuǎn)運至LF爐中，或直接將鋼水轉(zhuǎn)入LF爐中，進一步脫 硫并精確調(diào)整鋼水化學(xué)成分和溫度； (4)將LF爐中的鋼水澆注成試塊轉(zhuǎn)運至VD進行熔煉，或直接將鋼水轉(zhuǎn)入VD爐中進行攪 拌、脫氣操作； (5 )將VD爐中的鋼水鑄成試塊后轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉，或者直接將VD爐中的鋼水轉(zhuǎn) 運至中頻爐進行熔煉，進一步微調(diào)鋼水化學(xué)成分，并控制鋼水溫度在1600°C~1660°C時出 鋼； (6 )待鋼包中鋼水溫度降至1500 °C~1560 °C時快速澆注充型。
[0025]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
【主權(quán)項】
1. 電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法，其特征在于:步驟如下： (1) 將廢鋼、廢鐵等裝入電弧爐中進行冶煉，待鋼水脫磷、脫硫，并去除氣體和夾雜物 后，取樣并初步調(diào)整鋼水化學(xué)成分后，加入純鋁進行脫氧； (2) 將電弧爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉，或者將電弧爐中的鋼水、 鑄成的試塊轉(zhuǎn)入LF爐中，進一步脫硫并精確調(diào)整鋼水化學(xué)成分和溫度； (3) 將LF爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉，或?qū)F爐中的鋼水轉(zhuǎn)入VD 爐中進行攪拌、脫氣操作； (4) 將VD爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉，進一步微調(diào)鋼水化學(xué)成分， 并控制鋼水溫度在1600 °C~1660 °C時出鋼； (5 )待鋼包中鋼水溫度降至1500 °C~1560 °C時快速澆注充型。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法，其特征 在于:所述步驟（1)將廢鋼、廢鐵等裝入電弧爐中進行冶煉前，預(yù)先對廢鋼、廢鐵進行烘烤、 除銹、除油處理。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法，其特征 在于:所述步驟（1)鋼水脫磷、去除氣體和夾雜物在氧化期進行，脫磷溫度控制在1500°C~ 1540 °C，爐渣堿度控制在1.5~3.0,鋼水脫硫、脫氧在還原期進行，脫硫溫度控制在1580°C ~1640 °C，爐渣堿度控制在2.5~3.5。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法，其特征 在于：所述步驟（1)調(diào)整化學(xué)成分后，進行脫氧添加的純鋁含量為鋼水總質(zhì)量的〇.〇5%~ 0.1%〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法，其特征 在于:所述步驟(2)電弧爐冶煉的鋼水和鑄成的試塊可以直接轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉，也可 以將鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至LF爐中進行精煉脫硫并精確調(diào)整化學(xué)成分。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法，其特征 在于:所述步驟(2) LF爐中進行脫硫精煉的溫度應(yīng)控制在1570°C~1600°C。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法，其特征 在于:所述步驟(3)LF爐冶煉的鋼水和鑄成的試塊可以直接轉(zhuǎn)運至中頻爐進行熔煉，還可以 將鋼水轉(zhuǎn)運至VD爐中進行精煉脫氣。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法，其特征 在于:所述步驟(4)將VD爐中的鋼水和鑄成的試塊轉(zhuǎn)運至中頻爐中進行冶煉，其出鋼溫度應(yīng) 控制在 1600°C ~1660°C。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐中頻爐聯(lián)合冶煉制備高性能鑄鋼材料的方法，其特征 在于:所述步驟(5)澆注溫度應(yīng)控制在1500°C~1560°C，并采用快速澆注的方法進行澆注。
【文檔編號】C21C7/064GK105969941SQ201510929380
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年12月15日
【發(fā)明人】景俊康, 冷宇, 高文理
【申請人】海安海太鑄造有限公司, 湖南大學(xué)