CN1007358B - 一种电渣精炼冲天炉铸造铁水工艺 - Google Patents

Abstract

一种电渣精炼冲天炉铸造铁水工艺，采用有衬电渣重熔的前炉或精炼包，变压器输入功率为50-80KVA/hr·t，以石墨为电极，炉渣成分为CaO20-50%，CaF₂20-40%，Al₂O₃10-25%，SiO₂3-15%，炉渣熔点1350-1450℃，渣金比为0.2-1，炉渣过热大于200℃，将冲天炉铁水兑入精炼渣中，进行电渣精炼，铁水升温速度为10-30℃/min，脱硫率达40-80%。

本发明工艺装置简单，设备改造投资少，见效快，精炼过程电耗为50-80度/吨铁，适于各种熔炼装置提供铁水的精炼。

Description

本发明属于铸造铁水精炼。

铸铁广泛用于机械、冶金、运输等工业的机械部件和零件的铸造。由于铸造多采用冲天炉提供铁水，铁水含硫高，温度低，影响了铸铁件的质量和进一步扩大其应用范围，尤以对生产球墨铸铁更为不利。为此，世界各国都在寻求提高铁水温度和脱硫方法。表1为铁水炉外脱硫工艺方法的技术参数，铁水脱硫率达40-80%，该工艺铁水温降较大，致使浇注发生困难，为提高铁水温度，也曾采用炉外脱硫感应炉再升温的双联熔化方法，该工艺熔炼周期长，成本高。苏联专利SU263630采用火焰喷吹加热的电渣重熔炉来加热铸铁水，其渣池中加入适量焦炭，由于其设备复杂，铁水加热效率低，不宜大规模生产应用。SU808542提出精炼铁水炉渣，成分为SiO₂18-36%、Al₂O₃6-12%、CaF₂5-20%、CaO22-36%、FeO8-16%、MnO1.2-2.4%、C5-10%，该渣可保证铁水精炼效果，铁水成分不发生变化，脱硫率达49-78%，该专利采用碱度较低的多元渣，熔点为1240-1260℃，炉渣熔点偏低，不利于铁水升温。

文献“Питейное Проиэводство”1968，№10 15-17曾提出冲天炉出铁槽内，在铁水预热室内，采用有衬电渣加热，炉渣为SiO₂41-44%，CaO6-15%，MnO34-38%，CaF₂4-4.8%，MgO5.5-5.7%，熔点1200℃，实验室采用电流为600-650安培，炉口电压30-36伏特，电极最大插入深度为80mm，渣层厚度120mm，铁水温度可提高40-45℃，冶炼过程炉衬侵蚀严重，温升较低。表1见后

本发明目的是针对上述资料中，炉渣组成和电制度选择以及工艺不甚合理，提出一种电渣精炼铸造铁水的工艺。将冲天炉的前炉或附设精炼包作为有衬电渣炉体，选择碱度大，熔点高的炉渣，配以适当的供电制度和工艺方法，精炼铁水，其脱硫率达40-80%，铁水温度提高50-180℃。

本发明的装置是采用冲天炉和有衬电渣熔炼的前炉串联，图1所示，或者采用冲天炉铁水包和有衬电渣精炼包串联装置，图2所示。采用交流单相双极串联或交流三相三极的供电方式。该供电方式，可根据精炼铁水量大小选择。

本发明工艺是以石墨为电极的有衬电渣炉，选用碱性炉渣，成分为CaO20-50%，CaF₂20-40%，Al₂O₃10-25%，SiO₂3-15%，及少量的其它氧化物，炉渣熔点1350-1450℃，碱度大于1.5，渣金比为0.2-1（重量比）。变压器输入功率为50-80KVA/hr·t（仟伏安/小时，吨铁）炉口电压为40-80伏特。电渣精炼工艺是首先熔化炉渣和升温至高于炉渣熔点200℃以上，再将冲天炉熔炼铁水兑入精炼渣中，进行电渣精炼，精炼时间大于15分钟，精炼的铁水温度升高50-150℃，升温速度为10-30℃/min，脱硫率达40-80%。

本发明炉渣可选择二元渣系，三元或多元渣系，亦可选用CaO10%，CaF₂10%，高炉渣80%配制，或选用CaO25%，CaF₂25%其余为废高铝砖配制。电渣精炼后的炉渣可以反复循环使用，可达到新渣条件下的脱硫效果，其炉渣成分见表2。表2见后

本发明所采用的渣系精炼铸造铁水工艺，渣中可不加脱氧剂，精炼后铁水中C，Mn，Si等成分小于0.05-0.1%，采用3，4，5号炉渣精炼铸造铁水的工业性实验的铁水成分见表3。

本发明最佳工艺方案，选用CaO20-30%，Al₂O₃10-25%，CaF₂20-35%，SiO₂3～15%，炉渣熔点为1370-1400℃，变压器功率50-80KVA/hr·t，炉口电压60-80伏特，电渣熔化加热过程渣金比为0.8，将炉渣加热高于渣熔点的300-400℃，冲天炉铁水 兑入精炼渣中后，电渣精炼15-30分钟，铁水升温速度为20-30℃/min精炼前后，铁水中C，Si，Mn等主要元素变化甚小，含硫量达0.005-0.01%，脱硫率为60-80%，铁水中的夹杂物含量和气体含量大幅度降低，因而提高铸件的质量，铸件的气密性能良好。

本发明的装置和工艺简单，基建投资少见效快，精炼过程电耗为50-80度/吨铁，该项技术便于推广应用。本发明适用于高炉铁水，工频感应炉，感应炉及其它熔炼装置提供的铸铁水的精炼。

表1    不同生铁脱S方法的技术数据

脱S剂    脱S率    铁水温    处理

脱S方法    消耗量    度降低    时间

kg/T    %    ℃    （分）

1.苏打加在流铁槽或铁水包内    6-10    46-60    没有    -

2.石灰加入带搅拌器的反应器内    8    50    20-30    5-20

3.反应器内加CaC    5-14    70-90    30-40    5-20

4.铁水包中吹石灰    6-19    40-90    20-30    5-25

5.铁水包中吹CaC    2-8    45-70    20-30    5-15

6.CaC加入振动罐    3-10    40-90    40-50    5-10

7.镁焦加入包中    1.0    80    10-15    0-10

8.包中喷镁粉    1.5-1.6    90    30-40    10-15

表2    精炼渣成分

编号 CaO Al₂O₃CaF₂SiO₂MgO 其它

%    %    %    %    %    氧化物

1    50    50

2    50    25    25

3    25    24    35    3    12    1

4    20    12    35    15    12    6

5    30    25    25    10    10

表3    精炼前后铸造铁水成分

渣号    取样时间    C%    Si%    Mn%    P%    S%

精炼前    4.00    1.13    0.44    0.062    0.121

3

精炼后    4.00    1.07    0.45    0.061    0.029

精炼前    4.10    1.15    0.56    0.091    0.050

4

精炼后    4.10    1.09    0.56    0.090    0.006

精炼前    3.50    2.10    3.06    0.061    0.120

5

精炼后    2.60    1.86    3.19    0.058    0.0152

Claims (2)

1、一种电渣精炼冲天炉铸造铁水工艺，采用交流单相双极串联，电极为石墨的有衬电渣炉，炉渣成分为CaO、CaF₂、Al₂O₃、SiO₂，其特征在于冲天炉的前炉或附设精炼包为有电渣炉体，选用碱性渣CaO20～50%，CaF₂20～40%，Al₂O₃10～25%，SiO₂3～15%，及其它少量氧化物，炉渣碱度大于1.5，其熔点为1350～1450℃，炉渣的过热度大于200℃，渣金比为0.2～1，电渣精炼工艺为化渣、升温、向精炼渣池兑入铁水进行精炼，经精炼提纯的炉渣可反复使用，连续地进行铁水的电渣精炼。

2、根据权利要求1所述电渣精炼工艺，其特征在于最佳工艺选用CaO20～30%，Al₂O₃10～25%，CaF₂20～35%，SiO₂3～15%，炉渣熔点1370～1400℃，将炉渣加热高于熔点300～400℃，渣金比为0.8，兑入铁水后精炼15～30分钟，铁水升温速度为20～30/min。