CN104099443A - CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺 - Google Patents

CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺，属于资源循环利用和绿色制造范畴，所使用的原料为切屑合金废料，通过中频感应炉熔炼，加入特定含量的Bao/Cao混合基脱磷剂，采用低真空脱磷保铬工艺技术，降低了冶金能耗、减少了炼钢过程中CO2的排放，元素P含量为0.01%，Cr的回收率达到92%，其合金成分满足美国ASTM标准要求，提高了废钢中的Cr、Ni、Mo等合金元素的回收率，使吨钢生产成本降低250元左右。

Description

CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺
技术领域
    本发明属于炼钢工艺，具体涉及一种CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺。
背景技术
CrMo钢是合金钢中最具代表性的钢种，又名中温抗氢钢，是指加入Cr(≤10%)、Mo等合金元素以显著提高高温强度极限和蠕变极限的钢种，同时具有良好的抗氢腐蚀和耐高温性能，因此被广泛地运用于船舶、炼油、化工、电力机车、燃汽轮机等要求耐蚀的装置和高温设备中，由于CrMo钢独特的性能以及冶炼合金钢时可以采用返回料来降低生产成本等因数，国内外一直在不断的探索在可再生资源下冶炼优质的CrMo钢的节约化生产方法。
众所周知，合金钢在切削过程中采用乳化液进行冷却与润滑，废屑自然堆放过程中往往会接触介质而产生锈蚀，从而使废屑中存在大量的有害杂质，合金钢废料循环使用时负面效应是磷的富集，磷含量高会引起钢的“冷脆”，降低钢的表面张力和抗裂性能，脱磷是冶炼合金钢的重要任务之一，现行冶炼工艺中的脱磷方法，将钢中的Cr也一同氧化，冶炼过程中需添加铁合金来匹配合金中Cr等有效成分，从而造成资源的浪费和能耗的增加。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺，充分利用合金钢切削废屑资源，通过先进的工艺组合和脱磷保铬措施生产优质CrMo钢材料，并实现吨钢成本降低、能耗降低、排放降低及资源循环利用的综合效益，凸显钢铁冶金的生态效应。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）中频感应炉中熔炼废屑
将废屑铁水熔化，氧化温度1600-1620℃，粗水中脱C量0.30-0.40%，终点C0.06-0.08%，出渣温度1600-1630℃，出钢温度1600-1640℃，双挡渣出钢，出钢时间140-200秒；
（2）LF炉精炼 
钢水进入LF炉，精炼前往钢包加Cao/Bao混合基脱磷剂10-14kg/t，复合钢水精炼剂3-5kg/t， CaSi线0.2-0.6kg/t，碱度控制为3.5-4.2，氧枪供氧，保护气体搅拌，保护气体压力控制在0.2MPa-0.25MPa；渣量控制为10%-20％，多余排出，精炼温度为1590-1600℃保持10-15分钟；
（3）VD炉精炼 
钢水进入LF炉，真空炉在真空度为7000-8000Pa下保持20-35分钟，结束后钢包加入Al线0.4-0.6kg/t；
（4）浇铸
钢水浇铸到模具，浇铸温度：1540-1560℃，在压力为0.2-0.3Mpa对钢水吹氩气2-5分钟。
作为本发明的一种改进，所述步骤（2）中的Cao/Bao混合基脱磷剂，按照质量百分比由以下组分组成：Cao64%， Bao18%，Feo18%。
作为本发明的一种改进，所述步骤（2）中的保护气体为氩气或氮气。
本发明的有益效果是：
本发明所述的CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺，属于资源循环利用和绿色制造范畴，所使用的原料为切屑合金废料，通过中频感应炉熔炼，加入特定含量的Bao/Cao混合基脱磷剂，采用的低真空脱磷保铬工艺技术，降低了冶金能耗、减少了炼钢过程中CO2的排放、提高了废钢中的Cr、Ni、Mo等合金元素的回收率，使吨钢生产成本降低250元左右。
具体实施方式
CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺，包括以下步骤：
（1）中频感应炉中熔炼废屑
将废屑铁水熔化，氧化温度1620℃，粗水中脱C量0.40%，终点C0.08%，出渣温度1620℃，出钢温度1630℃，双挡渣出钢，出钢时间170秒；
（2）LF炉精炼
 钢水进入LF炉，精炼前往钢包加Cao/Bao混合基脱磷剂12kg/t，复合钢水精炼剂4kg/t， CaSi线0.5kg/t，碱度控制为4.0，氧枪供氧，保护气体搅拌，保护气体压力控制在0.2MPa；渣量控制为16%，多余排出，精炼温度为1595℃保持12分钟；
（3）VD炉精炼 
 钢水进入LF炉，真空炉在真空度为8000Pa下保持30分钟，结束后钢包加入Al线0.5kg/t；
（4）浇铸
钢水浇铸到模具，浇铸温度：1550℃，在压力为0.2Mpa对钢水吹氩气3分钟。
本发明所述步骤（2）中的Cao/Bao混合基脱磷剂，按照质量百分比由以下组分组成：Cao64%，Bao18%，Feo18%，所述Cao/Bao混合基脱磷剂的熔点为1385℃。
本发明所述步骤（2）中的保护气体为氩气或氮气。
本发明所述的CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺，在可再生资源的充分利用条件下，采用4Cr5MoSiV1合金的返回钢冶炼CrMo钢，返回钢的循环使用，减少了环境的污染，节约资源；CrMo钢中含有大量的Cr元素，采用普通钢冶炼脱磷的方法会是钢液中的Cr氧化，本发明采用以CaO为基，加入适量的BaO的方法进行脱磷，防止铬的氧化，降低生产成本；采用中频感应熔炼和炉外精炼技术代替电弧生产优质合金钢材料，进一步降低CrMo钢生产的原材料成本、能源消耗、废气排放和由此衍生的环境污辱。
本发明采用中频感应熔炼炉、LF及VOD炉构成合金钢的基本生产单元，采用CaO基的脱磷剂，加入适量的BaO以达到使钢液中的磷含量脱到目标值，通过试验研究确定脱磷时的温度和压力条件，确保脱磷时钢液中的元素铬无损失，进而冶炼优质的CrMo钢。
经测试，经济指标如下：
（1）采用再生合金钢切削废屑冶炼CrMo钢，其合金成分满足美国ASTM标准要求，元素P含量为0.01%，Cr的回收率达到92%；
（2）与传统的合金钢生产工艺相比，吨钢生产节约电能400度、节约炼钢用原辅材料10%、减少CO2排放80M3，实现合金钢的绿色化生产。

Claims (4)

1.CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）中频感应炉中熔炼废屑
将废屑铁水熔化，氧化温度1600-1620℃，粗水中脱C量0.30-0.40%，终点C0.06-0.08%，出渣温度1600-1630℃，出钢温度1600-1640℃，双挡渣出钢，出钢时间140-200秒；
（2）LF炉精炼
 钢水进入LF炉，精炼前往钢包加Cao/Bao混合基脱磷剂10-14kg/t，复合钢水精炼剂3-5kg/t， CaSi线0.2-0.6kg/t，碱度控制为3.5-4.2，氧枪供氧，保护气体搅拌，保护气体压力控制在0.2MPa-0.25MPa；渣量控制为10%-20％，多余排出，精炼温度为1590-1600℃保持10-15分钟；
（3）VD炉精炼
 钢水进入LF炉，真空炉在真空度为7000-8000Pa下保持20-35分钟，结束后钢包加入Al线0.4-0.6kg/t；
（4）浇铸 
钢水浇铸到模具，浇铸温度：1540-1560℃，在压力为0.2-0.3Mpa对钢水吹氩气2-5分钟。
2.根据权利要求1所述的CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺，其特征在于：步骤（2）中的Cao/Bao混合基脱磷剂，按照质量百分比由以下组分组成：Cao64%， Bao18%，Feo18%。
3.根据权利要求2所述的CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺，其特征在于：所述Cao/Bao混合基脱磷剂的熔点为1385℃。
4.根据权利要求1所述的CrMo钢废料脱磷保铬冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（2）中的保护气体为氩气或氮气。
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