CN103993129A - 一种减轻中频炉坩埚损耗的冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减轻中频炉坩埚损耗的冶炼方法。该方法包括冷炉启熔温度控制、炉料搭桥破除、熔渣比例的控制、保温阶段温度控制、中频炉坩埚缓冷，在坩埚底部加入石灰、萤石底渣渣料，冷炉启熔温度控制三个阶段，在钢液结壳薄层处存有熔渣的位置，清出孔洞加入钢棒料，消除炉料搭桥；清渣，变渣，钢液合金化操作过程中控制温度向上波动不超过20℃；出钢后，清理坩埚后把成型钢模吊入炉内，加热至580～600℃，关闭电源，使坩埚缓慢降温，以避免坩埚急冷产生裂纹。本发明的方法可有效地减轻中频炉坩埚损耗，增加坩埚使用次数。

Description

一种减轻中频炉坩埚损耗的冶炼方法

技术领域

本发明涉及一种减轻中频炉坩埚损耗的冶炼方法，属于冶金熔炼技术领域。

背景技术

目前，在中频炉炼钢生产中，中频炉坩埚由于冷炉启熔温度曲线控制差，炉料搭桥后，不能及时破除，导致炉内钢液温度过高，加上破除搭桥时，铁棒等工具的撞击，震动损坏坩埚；还有熔渣的侵蚀，清渣、变渣、钢液合金化等保温阶段，温度曲线控制差，炉内钢液温度达到了1600℃以上等原因，致使中频炉坩埚损耗严重，减少了坩埚使用次数，现有的中频炉坩埚使用次数一般为30-40次。影响生产进度，增加成本，并且带来安全生产隐患。

发明内容

针对以上诸多原因导致的坩埚损耗的技术不足，本发明提供一种减轻中频炉坩埚损耗的冶炼方法，可减轻中频炉坩埚损耗，增加，中频炉坩埚使用次数。

本发明的技术方案如下：

一种减轻中频炉坩埚损耗的的冶炼方法，包括冷炉启熔温度控制、炉料搭桥破除、熔渣比例的控制、保温阶段温度控制、中频炉坩埚缓冷，步骤如下：

(1)在中频炉坩埚底部装入占炉料质量1～3wt％的底渣渣料，所述底渣渣料质量百分比组成为：石灰86～90％，萤石10～14％；

(2)冷炉启熔时，先升温至400～500℃保温10～12分钟，再升温至700～800℃保温10～12分钟，然后升温至900～1000℃保温15～20分钟；然后，

(3)加大功率快速熔化钢料，过程中出现有炉料搭桥现象时，在钢液结壳薄层处存有熔渣的位置，清理出孔洞，加入钢棒料，钢棒料加量为钢棒料熔化后能达到接触搭桥结壳炉料，使搭桥结壳炉料熔化，消除炉料搭桥；

(4)炉料熔尽时钢液温度为1490～1510℃，继续升温至1550±5℃时，将功率降至保温功率，保温阶段钢液温度控制在1550±5℃，然后进行清渣，炉渣清除干净后，加入变渣渣料，变渣渣料溶化后，加入脱氧剂碳硅粉，炉渣变为白色，变渣完成；再进行钢液合金化，使钢液化学成分达到钢种的要求；清渣，变渣，钢液合金化操作过程中控制温度向上波动不超过20℃；

所述变渣渣料的质量百分比组成为：石灰80～85％，萤石15～20％；

(5)钢液合金化完成后5～15分钟，把功率调至最大升温功率，使钢液迅速升温至浇注温度，及时出钢；

(6)中频炉坩埚缓冷

出钢后，清理坩埚粘黏的熔渣及残铁，然后把成型钢模吊入炉内，加热至580～600℃，关闭电源，使坩埚缓慢降温，以避免坩埚急冷产生裂纹。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述的底渣渣料质量百分比组成为：石灰88％，萤石12％。

根据本发明优选的，步骤(2)中，冷炉启熔温度控制为三个阶段，需要缓慢升温，升温速率：先按15-25℃/min升温到400～500℃，再按25-35℃/min升温到700～800℃，然后按25-35℃/min升温到900～1000℃。

根据本发明优选的，步骤(4)中，变渣渣料质量百分比组成为：石灰82％，萤石18％。

根据本发明优选的，步骤(4)中，脱氧剂碳硅粉加入量为：1-1.5公斤/吨钢。

步骤(4)中的钢液合金化可按现有技术进行，使钢液化学成分达到钢种的要求即可。步骤(3)中，所述的孔洞为1个或若干个，根据钢液结壳情况确定。

根据本发明优选的，步骤(4)中钢液合金化的操作过程中，根据合金加入量进行温度控制，以钢液质量计，合金量大于5wt％时，需要升温2分钟；合金量小于5wt％时，升温1分钟或者不升温。

根据本发明优选的，与氧亲和力大的钛铁、锆铁或硼铁合金在出钢前5-8分钟加入。

根据本发明优选的，步骤(5)中，出钢时，把钢液表面熔渣敲碎，与钢液搅拌，使熔渣与钢液充分混合出钢。进一步脱除钢液中硫、磷，得到优质钢液。

上述步骤(5)中，所述浇注温度时的钢液温度一般在1600～1680℃，一定要及时出钢避免高温加重坩埚损耗。

根据本发明优选的，最后一炉熔炼完成出钢后，清理干净坩埚上的溶渣、残铁，把成型钢模吊入炉内，加热至600℃，关闭电源，盖上炉盖，使坩埚缓慢降温。尽量避免坩埚急冷产生裂纹。所述成型钢模是用钢材成型的与坩埚形状一致的坩埚模。

上述本发明的方法中没有特别限定的，均按中频炉炼钢的现有技术。

本发明的特点及优良效果：

本发明的方法通过控制启熔温度，防止钢料在坩埚裂纹弥合前融化钻钢，采用加入钢棒料的柔和方法破除炉料搭桥，不用铁棒等工具撞击搭桥炉料、震动损坏坩埚。精确控制熔渣的比例(底渣渣料比例和变渣渣料比例)，既保证了熔渣的高碱度进行脱硫，又保证了熔渣的粘度大一些，减轻对坩埚的侵蚀。保温阶段钢液温度控制在1550℃左右，保温阶段避免炉内钢液温度达1600℃上，导致炉体坩埚严重损耗。最后一炉熔炼完成出钢后，使坩埚缓慢降温，尽量避免坩埚急冷产生裂纹。

本发明的方法可有效地减轻中频炉坩埚损耗，明显增加坩埚使用次数。以1.5吨中频炉为例，坩埚为普通烧结镁砂时，一般使用次数为30-40炉次。采用本发明的方法冶炼同种钢时，可以延长使用次数至50次左右。确需修补时，经常规修补后，其总的使用寿命可达55次左右。坩埚为石墨材料时，一般使用次数为40-50炉次。采用本发明的方法冶炼同种钢时，可以延长使用次数至80炉次以上；确需修补时，经1-2次常规修补，其总的使用寿命可达200炉次以上。

附图说明

图1为实施例1冷炉启熔温度曲线。

具体实施方式

下面以1.5吨中频炉炼钢为例对本发明进一步说明，但不限于此。

实施例1：1.5吨中频炉炼钢

中频炉的型号及参数：

型号   KGPS750/1A--GS

额定输入电压   380V；   最大输出电压   800V；

输入电源频率   50HZ；   最大输入电流   1350A；

额定输出功率   750KW；  最大输出电流   1550A；

输出相数       单相；   输入电源相数   3相。

坩埚：普通烧结镁砂坩埚。市购产品。

一种减轻中频炉坩埚损耗的的冶炼方法，步骤如下：

加料时，坩埚底部装入占炉料重量2％的底渣渣料，其质量百分比组成为，石灰为86～88％，萤石为12～14％。

冷炉启熔时，缓慢升温至400℃保温10分钟，缓慢升温至700℃保温10分钟，缓慢升温至1000℃保温15分钟，使坩埚裂纹充分弥合，防止钢料在裂纹弥合前熔化钻钢，导致坩埚钻钢膨胀致使裂纹增大增宽。升温保温的温度曲线如图1所示。

然后，加大功率快速熔化钢料，在熔化钢料过程中，出现有炉料搭桥现象时，找出钢液结壳的薄弱点，即有熔渣存在易破壳的地方，在钢液结壳薄层处存有熔渣的位置，清理出孔洞，禁止用铁棒等工具撞击搭桥炉料，防止坩埚在强外力的作用下震动损坏。找出钢液结壳的薄弱点，有熔渣存在易破壳的地方，清理出1-3个能加入钢棒料的孔洞，依次加入钢棒料，钢棒料熔化后，要达到接触搭桥结壳炉料的量，使搭桥结壳炉料熔化，消除搭桥。整个搭桥破除过程不用做降功率处理。破除搭桥要迅速，如破除不顺，要降功率在保温状态下破除。

炉料将要熔尽时，根据最后钢料的大小，2～5分钟内，用钢棒插入炉腔内，直至炉底部位搅动，钢棒搅动顺畅，表明炉料熔尽，钢棒碰到阻碍物，表明炉料未熔尽。炉料熔尽后，此时钢液温度在1500℃左右，继续升温至1550℃左右时，把功率降至保温功率，然后，进行清渣、变渣(变渣渣料的组成，石灰82～84wt％，萤石16～18wt％，脱氧剂碳硅粉加入量为1-1.5公斤/吨钢。)继续进行钢液合金化的操作，在此阶段，要根据合金加入量的多少，进行温度控制，温度向上波动不超过20℃。合金量大于5％，升温2分钟左右；合金量小于5％，升温1分钟。

钢液合金化操作完成后10分钟，功率调到最大升温功率，使钢液迅速升温，升温至浇注需要的温度1650℃左右，及时出钢，避免长时间高温，增加坩埚损耗。

出钢时，把钢液表面熔渣敲碎，与钢液搅拌，使熔渣与钢液充分混合出钢，脱除钢液中硫、磷，得到质量更优的钢液。

最后一炉熔炼完成出钢后，清理干净坩埚上的溶渣、残铁，把成型钢模吊入炉内，加热至600℃，关闭电源，盖上炉盖，使坩埚缓慢降温。尽量避免坩埚急冷产生裂纹。

采用本冶炼方法后，效果非常明显，减少了坩埚裂纹数量，坩埚内表面较为光滑，提高了坩埚使用次数。2012年5月打结新坩埚，采用本实施例冶炼方法操作，坩埚使用次数为52次。2012年9月打结新坩埚，采用本冶炼方法操作，坩埚使用次数为50次。两次使用效果表明，本发明方法比之传统冶炼方法的烧结镁砂坩埚使用次数大幅提高，能提高约30-70％。

Claims (6)

1.一种减轻中频炉坩埚损耗的冶炼方法，包括冷炉启熔温度控制、炉料搭桥破除、熔渣比例的控制、保温阶段温度控制、中频炉坩埚缓冷，步骤如下：

(1)在中频炉坩埚底部装入占炉料质量1～3wt％的底渣渣料，所述底渣渣料质量百分比组成为：石灰86～90％，萤石10～14％；

(2)冷炉启熔时，先升温至400～500℃保温10～12分钟，再升温至700～800℃保温10～12分钟，然后升温至900～1000℃保温15～20分钟；然后，

(3)加大功率快速熔化钢料，过程中出现有炉料搭桥现象时，在钢液结壳薄层处存有熔渣的位置，清理出孔洞，加入钢棒料，钢棒料加量为钢棒料熔化后能达到接触搭桥结壳炉料，使搭桥结壳炉料熔化，消除炉料搭桥；

(4)炉料熔尽时钢液温度为1490～1510℃，继续升温至1550±5℃时，将功率降至保温功率，保温阶段钢液温度控制在1550±5℃，然后进行清渣，炉渣清除干净后，加入变渣渣料，变渣渣料溶化后，加入脱氧剂碳硅粉，炉渣变为白色，变渣完成；再进行钢液合金化，使钢液化学成分达到钢种的要求；清渣，变渣，钢液合金化操作过程中控制温度向上波动不超过20℃；

所述变渣渣料的质量百分比比组成为：石灰80～85％，萤石15～20％；

(5)钢液合金化完成后5～15分钟，把功率调至最大升温功率，使钢液迅速升温至浇注温度，及时出钢；

(6)中频炉坩埚缓冷

出钢后，清理坩埚粘黏的熔渣及残铁，然后把成型钢模吊入炉内，加热至580～600℃，关闭电源，使坩埚缓慢降温，以避免坩埚急冷产生裂纹。

2.如权利要求1所述的减轻中频炉坩埚损耗的冶炼方法，其特征在于步骤(1)中，所述的底渣渣料质量百分比组成为：石灰88％，萤石12％；步骤(4)中，变渣渣料质量百分比组成为：石灰82％，萤石18％。

3.如权利要求1所述的减轻中频炉坩埚损耗的冶炼方法，其特征在于步骤(2)中，冷炉启熔温度控制为三个阶段，缓慢升温，升温速率：先按15-25℃/min升温到400～500℃，再按25-35℃/min升温到700～800℃，然后按25-35℃/min升温到900～1000℃。

4.如权利要求1所述的减轻中频炉坩埚损耗的冶炼方法，其特征在于步骤(4)中，脱氧剂碳硅粉加入量为：1-1.5公斤/吨钢。

5.如权利要求1所述的减轻中频炉坩埚损耗的冶炼方法，其特征在于步骤(4)中钢液合金化的操作过程中，根据合金加入量进行温度控制，以钢液质量计，合金量大于5wt％时，需要升温2分钟；合金量小于5wt％时，升温1分钟或者不升温。

6.如权利要求1所述的减轻中频炉坩埚损耗的冶炼方法，其特征在于步骤(5)中，出钢时，把钢液表面熔渣敲碎，与钢液搅拌，使熔渣与钢液充分混合出钢。