冶炼高合金铸钢件用初炼钢液的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钢水冶炼技术领域，特别涉及一种冶炼高合金铸钢件用初炼钢液的方 法。
【背景技术】
[0002] 炼钢的原材料为各种合金、返回料、废钢、炼钢生铁、焦炭等，一般铸件的工艺出品 率在50%左右，去除约10%的损耗，至少占浇注重量40%以上的返回料需要处理，其中高合 金返回料约占10%。为了最大限度地回收利用返回料中贵重合金元素，降低生产成本，返回 料需返回熔炼车间重新投炉使用，是钢水冶炼的重要原材料。
[0003] 现有技术中的采用电弧炉冶炼高合金初炼钢液的方法中，熔化期之后的氧化期普 遍有吹氧过程，通过使用大功率氧枪插入钢液表面吹入大量高压大流量氧气以降低C含 量，脱P，并去除夹杂、气体，提高钢液温度。然而，上述现有技术存在以下问题：吹入的过 量氧气会将钢液中含有的贵重合金元素(如Cr、Mn、Si等）严重氧化，造成贵重合金元素浪 费，大大降低合金元素回收率；另外，如果吹氧过程时间较长、吹氧过猛或氧枪没有在炉内 来回搅拌，很容易造成电弧炉大沸腾，扑出来的钢花对现场操作人员、设备造成极大的安全 隐患，现场工作环境差；进一步的，高合金返回料中磷含量约0. 020%，按照传统电弧炉冶炼 工艺，冶炼原材料全采用高合金返回料时，得到的初炼钢液极易达到顾客要求(磷含量约 0. 030%)上限甚至超出，不能满足客户的技术要求。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，有必要提供一种安全、初炼钢液的磷容易达到技术要求且能避免钢液 中含有的贵重合金元素被氧化的冶炼高合金铸钢件用初炼钢液的方法。
[0005] -种冶炼高合金铸钢件用初炼钢液的方法，包括如下步骤： 装料：在电弧炉中预留预定量的上一炉的低磷无渣钢水，根据低磷无渣钢水的用量、初 炼钢液的磷元素含量要求确定高合金返回料的使用量，从准备好的高合金返回料中取出一 部分高合金返回料加入电弧炉中i 熔化：向电弧炉送电熔化炉内的高合金返回料，在高合金返回料熔化70~80%后，停电 加入剩余的高合金返回料，再次送电，然后等高合金返回料发红、倾炉见钢水时，将吹氧管 伸入炉内，且对准露在钢液外面的高合金返回料吹氧，以使露在钢液外面的高合金快速被 熔化，在高合金返回料完全熔化后，钢液温度在1520°C~1550°C时，取全熔样进行全元素分 析，以确定钢液中磷元素的含量及计算Cr、Mo等合金元素的回收率； 还原：在计算得到Cr、Mo等合金元素的回收率符合预期，且钢液中磷元素含量符合预 设的工艺要求后，向钢液中加入还原剂，15分钟后取样分析； 出钢：在取样的钢液中的各元素成分符合生产要求后，快速出钢。
[0006] 上述冶炼高合金铸钢件用初炼钢液的方法中，在冶炼过程中在熔化期后，没有氧 化期，故钢液中的Cr、Ti、Si、Mn等贵重合金元素氧化损失较小，Cr、Ti、Si、Mn等贵重合金 元素回收率一般可达到80%~90%左右，同时采用低磷钢水和高合金返回料的混合搭配进 行冶炼，如此能够很好地控制初炼钢液磷元素含量，实际生产中达到0. 020%以下，能够满 足技术要求，且无须增加氧化期就可以保证熔炼的钢液中的含碳量达到工艺要求，如此可 有效缩短20%左右冶炼时间，降低了电耗，提高了冶炼现场环境的安全。
【具体实施方式】
[0007] 本发明提供一种冶炼高合金铸钢件用初炼钢液的方法，解决传统电弧炉冶炼高合 金钢液时存在的问题，提高钢液质量，同时提高高合金返回料利用率，改善现场环境。该冶 炼高合金铸钢件用初炼钢液的方法，包括如下步骤： 步骤S300,装料：在电弧炉中预留预定量的上一炉的低磷无渣钢水，根据低磷无渣钢 水的用量、已知高合金返回料的磷含量、初炼钢液的磷元素含量要求确定高合金返回料的 使用量，从准备好的高合金返回料中取出一部分高合金返回料加入电弧炉中。例如，作为冶 炼原材料的低磷无渣钢水、高合金返回料的用量及磷含量具体为：15~25%预留低磷无渣钢 水(磷含量约〇. 〇〇6%)，75~85%高合金返回料(磷含量约0. 020%)，由上述可知：设电弧炉出 钢重量为M，电弧炉出钢时磷元素实际含量为：
由上述计算公式计算的结果，可以看出能够满足电弧炉冶炼得到的初炼钢液的磷元素 含量，约为根据顾客要求(磷含量约〇. 030%)制定的电弧炉磷元素含量约50~60%的要求。
[0008] 步骤S301，熔化：向电弧炉送电熔化炉内的高合金返回料，在高合金返回料熔化 70~80%后，停电加入剩余的高合金返回料，再次送电，然后等高合金返回料发红、倾炉见钢 水时，将吹氧管伸入炉内，且对准露在钢液外面的高合金返回料吹氧以完成切割，避免大块 高合金返回料搭在电弧炉壁上，使露在钢液外面的大块高合金因切割破碎而坠入钢液，快 速被熔化，在钢液外面没有搭在炉壁上的大块高合金返回料时，停止吹氧切割。在高合金返 回料完全熔化后，钢液温度在1520°C~1550°C时，取全熔样进行全元素分析，以确定钢液中 磷元素的含量及计算Cr、Mo等合金元素的回收率。
[0009] 步骤S302，还原：在计算得到Cr、Mo等合金元素的回收率符合预定技术要求，且钢 液中磷元素含量符合预设的工艺要求后，将钢液升温至1600~1620°C，然后向钢液中加入铝 块，铝块加入量为I. 5~3.Okg/t，同时加入CaSi粒，CaSi粒加入量为2. 0~3kg/t，加入铝粒， 错粒加入量为0. 2~0. 4kg/t，15分钟后取样分析，当出钢前Al的质量分数达到钢液与加入 还原剂的总质量的0. 03~0. 06%时，可以出钢；如果Al的质量分数低于0. 03~0. 06%时，继续 加入铝块，直到符合要求范围为止。
[0010] 步骤S303,出钢：在各元素成分符合生产要求后，快速出钢，出钢速度多7吨/分 钟，出钢温度控制在1620~1650°C之间，出钢的达到总钢液的15~20%时，随钢液流加入脱 硫剂直至出钢结束，脱硫剂的用量是总钢液的0. 5~1%。
[0011] 上述冶炼高合金铸钢件用初炼钢液的方法中，在冶炼过程中在熔化期后，没有氧 化期，故钢液中的Cr、Ti、Si、Mn等贵重合金元素氧化损失较小，Cr、Ti、Si、Mn等贵重合金 元素回收率一般可达到80%~90%左右，同时采用低磷钢水和高合金返回料的混合搭配进 行冶炼，如此能够很好地控制初炼钢液磷元素含量，实际生产中达到0. 020%以下，能够满 足技术要求，且无须增加氧化期就可以保证熔炼的钢液中的含碳量达到工艺要求，如此可 有效缩短20%左右冶炼时间，降低了电耗，提高了冶炼现场环境的安全。
【主权项】
1. 一种冶炼高合金铸钢件用初炼钢液的方法，包括如下步骤： 装料：在电弧炉中预留预定量的上一炉的低磷无渣钢水，根据低磷无渣钢水的用量、初 炼钢液的磷元素含量要求确定高合金返回料的使用量，从准备好的高合金返回料中取出一 部分高合金返回料加入电弧炉中； 熔化：向电弧炉送电熔化炉内的高合金返回料，在高合金返回料熔化70~80%后，停电 加入剩余的高合金返回料，再次送电，然后等高合金返回料发红、倾炉见钢水时，将吹氧管 伸入炉内，且对准露在钢液外面的高合金返回料吹氧，以使露在钢液外面的高合金快速被 熔化，在高合金返回料完全熔化后，钢液温度在1520°C ~1550°C时，取全熔样进行全元素分 析，以确定钢液中磷元素的含量及计算Cr、Mo等合金元素的回收率； 还原：在计算得到Cr、Mo等合金元素的回收率符合预期，且钢液中磷元素含量符合预 设的工艺要求后，向钢液中加入还原剂，15分钟后取样分析； 出钢：在取样的钢液中的各元素成分符合生产要求后，快速出钢。2. 根据权利要求1所述的冶炼高合金铸钢件用初炼钢液的方法，其特征在于：步骤"还 原：在钢液中磷元素含量符合预设的工艺要求后，向钢液中加入还原剂，15分钟后取样分 析"的步骤具体为：在计算得到Cr、Mo等合金元素的回收率符合预定技术要求，且钢液中磷 元素含量符合预设的工艺要求后，将钢液升温至1600~1620°C，然后向钢液中加入铝块，铝 块加入量为I. 5~3. Okg/t，同时加入CaSi粒，CaSi粒加入量为2. 0~3kg/t，加入铝粒，铝粒 加入量为〇. 2~0. 4 kg/t，15分钟后取样分析，当出钢前Al的质量分数达到钢液与加入还原 剂的总质量的〇. 03~0. 06%时，可以出钢。3. 根据权利要求1所述的冶炼高合金铸钢件用初炼钢液的方法，其特征在于：出钢速 度彡7吨/分钟，出钢温度控制在1620~1650°C之间，出钢液的量达到总钢液的15~20%时， 随钢液流加入脱硫剂直至出钢结束，脱硫剂的用量是总钢液的0. 5~1%。
【专利摘要】一种冶炼高合金铸钢件用初炼钢液的方法，包括如下步骤：在电弧炉中预留预定量的上一炉的低磷无渣钢水，将高合金返回料加入电弧炉中；向电弧炉送电熔化炉内的高合金返回料，在高合金返回料熔化70~80%后，停电再加入高合金返回料，再次送电，等高合金返回料发红、倾炉见钢水时，将吹氧管伸入炉内，对准露在钢液外面的高合金返回料吹氧以完成切割，避免大块高合金返回料搭在电弧炉壁上，使露在钢液外面的大块高合金因切割破碎而坠入钢液，快速被熔化；在钢液中磷元素含量符合预设的工艺要求后，向钢液中插入铝块、CaSi粒、铝粒，15分钟后取样分析，当Al的质量分数达到钢液与加入还原剂的总质量的0.03~0.06%时，出钢。
【IPC分类】C21C5/52
【公开号】CN105087861
【申请号】CN201510554267
【发明人】王平, 张飞
【申请人】共享铸钢有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月2日