专利名称：以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺，属于黑色金属冶炼技术领域。
背景技术：
原料纯铁是生产磁性材料、电热合金、精密合金、特种金属材料的重要原料，现在国内外冶炼原料纯铁采用高炉铁水，通过AOD亚氧精炼炉或VOD精炼炉冶炼，对原材料要求高，生产设备投资大，国内的一些大企业为满足自身生产相关金属材料的需要而投巨资建设生产线冶炼原料纯铁，其它一些企业需要原料纯铁相当部分依赖进口。能否利用废钢和相关设备冶炼原料纯铁，一方面满足国内市场对原料纯铁的需求，另一方面通过利用大量废钢达到变废为宝。
发明内容
本发明的目的是提供一种以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺，针对现有国内外冶炼原料纯铁采用高炉铁水以及生产设备投资大的现状，产品不能满足需求以及依赖进口的不足，以较少的投资和设备，实现从废钢料中冶炼原料纯铁。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺，包括模铸、轧材，其特征是所述的工艺在模铸前还依次包括将选配好的废钢在感应炉熔化母液、在VOD精炼炉内进行脱碳、脱磷、脱硫精炼。
所述的废钢为冷轧薄板切边料。
所述的感应炉熔化母液采用中频感应炉，熔化时间1-1.5小时，母液出钢温度1650-1750℃。
所述的VOD精炼炉具有真空系统的真空罐。
所述的感应炉熔化母液兑入包温为850-950℃的VOD钢包中，上留部分净空，尔后倾斜钢包进行扒渣后，将VOD钢包置入真空罐内，当罐内真空度达到170-190Torr时，开始吹氧精炼，吹氧时间为5-15分钟；再加渣料及脱氧剂底吹氩精炼，吹氩搅拌精炼时间为20-45分钟；停止吹氧并取样测温之后，立即提高真空度0.8-1.2Torr左右，进行真空碳脱氧；停止抽真空，破除真空、测量钢水温度在1550-1650℃起吊铸锭。
加渣料及脱氧剂底吹氩精炼通过加料斗加入石灰、萤石、铝块和硅钙块，以25吨容量VOD精炼炉为基准，上述料配比为1∶0.23∶0.23∶0.043。
本发明是对国内外现有冶炼原料纯铁工艺的改进，改进之一是利用废钢，不仅降低了原材料的成本，而且变废为宝，改进之二是因原材料的变化，采用在真空系统和经VOD精炼炉进行真空条件下吹氧脱磷、真空碳脱氧、加渣料底吹氩脱硫精炼，本发明设备投资少，冶炼的原料纯铁各项技术指标不仅能符合国家标准，而且还能满足一些用户的特殊需要，具有极高的经济效益和社会效益。
具体实施例方式
结合实施例进一步说明本发明，本发明利用废钢冶炼原料纯铁，其工艺依次包括选配料、在感应炉熔化母液、在真空系统及真空罐内经VOD精炼炉进行精炼后，经模铸、轧材，最后检验出厂。
选配料从采购纯净原料入手，控制杂质含量。目前用于生产原料纯铁的铁料，都是外购的冷轧薄板切边料，进场后先进行取样化验，符合要求后方可投料冶炼。
感应炉熔化母液采用容量12吨中频感应炉，加热钢液温度可达1550-1800℃，熔炼时间1-1.5小时，12吨容量中频感应炉耐材坩埚尺寸Φ上口1220mm，Φ底1050mm，深度1850mm，起始装入量为12吨，后期可装16-17吨；VOD精炼炉真空系统及真空罐，真空系统包括5级蒸汽喷射泵(5级主泵，2级辅助泵，1级启动泵)，抽气能力～150Kg/hr(67Pa下)，极限真空度可达0.5Torr，在150-60Torr左右进行吹氧精炼，时间大约10分钟；真空罐直径3536mm，真空罐高度4200mm，真空罐盖直径3700mm。
冶炼工艺过程，感应炉熔化母液，时间1-1.5小时，母液出钢温度为1650-1750℃，化学成分要求C0.1％左右，Si≤0.10％，P≤0.015％，S≤0.030％，Mn≤0.15％，Cr，Ni≤0.10％；将母液兑入VOD精炼炉(镁铬砖砌钢包)，包温≥900℃，注入母液后，上留净空350-700mm；除渣，母液兑入钢包后，倾斜钢包进行人工扒渣，将全部初炼渣除净，同时取样进行全分析；VOD精炼炉入罐，在VOD精炼炉进入真空罐之前5-10分钟，水泵及锅炉开始启动，准备供气；在关闭主截止阀并打开各排水阀后，开始排水，约1分钟后开蒸汽主阀门，再开各级真空泵，开始抽预真空，真空度达250Torr后，钢包进入真空罐，接通底吹氩之后测温及测量净空高度，然后切实盖好真空盖。
吹氧精炼，当罐内真空度达到180Torr左右时，开始吹氧精炼，氧压力0.8MPa左右，氧枪高度1-1.2公尺，一般吹氧时间为8-10分钟，当发现微氧电势明显下降，同时真空度明显升高，并且废气温度平衡后，即可停止吹氧。
加渣料底吹氩精炼，大体完成真空碳脱氧之后，即通过加料斗加入石灰300-350公斤、萤石80公斤，并加入铝块80公斤、硅钙块15-20公斤，继续底吹氩搅拌精炼，一般吹氩搅拌精炼时间为25-40分钟；真空碳脱氧，停止吹氧并取样测温之后，立即提高真空度(1Torr左右)，进行真空碳脱氧；停止抽真空，应具备如下条件，方可停止抽真空，1)微氧分析仪的电势开始下降；2)废气温度明显下降；3)真空度上升，极限达到0.5Torr左右；破除真空、开启罐盖、吊开小包盖之后，测量钢水温度，要求在1590-1600℃，方可起吊铸锭。
(1)本发明低C低Si条件下的真空精炼脱磷，VOD的真空条件以及吹氧的氧化性气氛，给脱磷创造了有利的热力学和动力学条件在较高的真空条件下，可以将脱磷反应4P+5O2—2P2O5的反应产物P2O5直接从气相排除，因而大大有利于脱磷反应的进行，一般情况下脱磷率为25-50％，最高可达60.5％(从原始含量0.016％降低到0.006％)；(2)本发明真空C脱O，在停止供氧之后，并进行取样、测温之后，即提高真空度，当真空度达1Torr左右时，利用真空条件下的C-O平衡曲线下移，依靠钢液中的C与O反应，形成CO从气相中排除；(3)加渣料底吹氩搅拌精炼，在停止供氧之后，即通过加料料斗加入石灰300-350公斤、萤石80公斤，以及沉淀脱氧剂铝块80公斤、硅钙块15-20公斤，吹氩5-7分钟，进行精炼；主要目的是利用高碱度炉渣和还原气氛，进行脱硫，脱硫率一般为20-50％左右。
权利要求
1.一种以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺，包括模铸、轧材，其特征是所述的工艺在模铸前还依次包括将选配好的废钢在感应炉熔化母液、在VOD精炼炉内进行脱碳、脱磷、脱硫精炼。
2.根据权利要求1所述的以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺，其特征是所述的废钢为冷轧薄板切边料。
3.根据权利要求1所述的以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺，其特征是所述的感应炉熔化母液采用中频感应炉，熔化时间1-1.5小时，母液出钢温度1650-1750℃。
4.根据权利要求1所述的以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺，其特征是所述的VOD精炼炉具有真空系统的真空罐。
5.根据权利要求1所述的以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺，其特征是所述的感应炉熔化母液兑入包温为850-950℃的VOD钢包中，上留部分净空，尔后倾斜钢包进行扒渣后，将VOD钢包置入真空罐内，当罐内真空度达到170-190Torr时，开始吹氧精炼，吹氧时间为5-15分钟；再加渣料及脱氧剂底吹氩精炼，吹氩搅拌精炼时间为20-45分钟；停止吹氧并取样测温之后，立即提高真空度0.8-1.2Torr左右，进行真空碳脱氧；停止抽真空，破除真空后测量钢水温度在1550-1650℃起吊铸锭。
6.根据权利要求5所述的以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺，其特征是加渣料及脱氧剂底吹氩精炼，既通过加料斗加入石灰、萤石、铝块和硅钙块，以25吨容量VOD精炼炉为基准，上述料配比为1∶0.23∶0.23∶0.043。
全文摘要
本发明涉及一种以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺，属于黑色金属冶炼技术领域，本发明是对国内外现有冶炼原料纯铁工艺的改进，改进之一是利用废钢，不仅降低了原材料的成本，而且变废为宝，改进之二是因原材料的变化，采用在真空系统和经VOD精炼炉进行真空条件下吹氧脱磷、真空碳脱氧、加渣料底吹氩脱硫精炼，本发明设备投资少，冶炼的原料纯铁各项技术指标不仅能符合国家标准，而且还能满足一些用户的特殊需要，具有极高的经济效益和社会效益。
文档编号C21C7/04GK101078033SQ200710023829
公开日2007年11月28日 申请日期2007年6月19日 优先权日2007年6月19日
发明者鲍泉官, 曹建林, 曹圣恩, 王品灿, 宋子富 申请人:江苏宝航特钢有限公司