CN105969941A - 一种电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法 - Google Patents

一种电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法，步骤如下，将废钢、废铁等装入电弧炉中进行冶炼，待钢水脱磷、脱硫，并去除气体和夹杂物后，取样并初步调整钢水化学成分，再加入纯铝进行脱氧，然后将电弧炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉进行熔炼；或者将电弧炉中的钢水、铸成的试块转入LF炉中，进一步脱硫并精确调整钢水化学成分和温度，再将LF炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉进行熔炼；或将LF炉中的钢水转入VD炉中进行搅拌、脱气操作，然后将VD炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉进行熔炼。本发明的优点在于：本发明不需额外增加设备即可在铸钢企业内部、企业与企业之间普遍推广应用，并能产生较好的经济效益。

Description

一种电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法
技术领域
本发明涉及一种铸钢冶炼制备方法，尤其是一种电弧炉LF炉VD炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法。
背景技术
现在我国的铸钢企业大多采用电弧炉或者中频单独进行熔炼的方法制备铸钢材料及铸钢件。采用电弧炉单独炼钢时存在元素挥发多、氧化损失大、化学成分不易控制等缺点，而采用中频炉单独炼钢时一般不能进行脱磷、脱硫、除气等操作，因此单独使用电弧炉或中频炉炼钢时无法冶炼出高质量的钢水，从而也不能制备出高性能铸钢材料。此外，电弧炉与LF炉二联、电弧炉与LF炉VD炉三联冶炼是目前国内外铸钢企业常用的生产较高性能铸钢材料及铸钢件的方法，但是一般铸钢企业不具备LF炉或者VD炉精炼设备和生产条件，所以一般铸钢企业难以加工生产高性能铸钢材料及铸钢件。而采用本发明所述电弧炉、LF炉或VD炉与中频炉联合进行冶炼可以较好的解决这一问题，进而促进整个行业铸钢材料品质及性能的提升。
电弧炉和中频炉存在以上所述的缺点，同时也具有各自的优点，并可以较好地实现优势互补。电弧炉炼钢具有工艺灵活性大，占地面积较小，在炼钢过程中可以进行脱磷、脱硫、脱氧、除气、除夹杂物等操作等特点，从而可以大幅度提升钢水质量；中频炉炼钢具有融化速率快、生产效率高，氧化烧损小、合金收得率高，电磁搅拌效果好、化学成分均匀，炉温便于调控等特点。将电弧炉、中频炉各自的优点结合起来，可以冶炼出高性能的铸钢材料及铸钢件，同时也可以促进铸钢行业设备、资源的整合，提高整个行业设备的利用效率。
中国专利文献CN 102268509 A（申请号 201110186100.4）公开了一种中频炉电弧炉双联冶炼制备铸钢材料及铸钢件的方法。该方法的主要目的是通过结合中频炉的高效率、低损耗以及电弧炉具有脱磷、脱硫的特点，以降低普通铸钢材料的冶炼成本和能耗，对于能否冶炼高性能的铸钢材料及铸钢件还需进一步探究。此外，该方法中所使用的冶炼设备不仅包括中频炉、电弧炉，同时也包括LF炉、VD炉，对单个企业的设备条件要求较高，不利于普遍推广应用。
因此，就急需研制出一种电弧炉LF炉VD炉中频炉联合冶炼制备低磷、低硫、少气、少夹杂物、化学成分均匀、出钢及浇注温度精确的高性能铸钢材料的工艺方法，经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电弧炉LF炉VD炉中频炉联合冶炼制备低磷、低硫、少气、少夹杂物、化学成分均匀、出钢及浇注温度精确的高性能铸钢材料的工艺方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法，其创新点在于：步骤如下：
（1）将废钢、废铁等装入电弧炉中进行冶炼，待钢水脱磷、脱硫，并去除气体和夹杂物后，取样并初步调整钢水化学成分后，加入纯铝进行脱氧；
（2）将电弧炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉进行熔炼，或者将电弧炉中的钢水、铸成的试块转入LF炉中，进一步脱硫并精确调整钢水化学成分和温度；
（3）将LF炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉进行熔炼，或将LF炉中的钢水转入VD炉中进行搅拌、脱气操作；
（4）将VD炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉进行熔炼，进一步微调钢水化学成分，并控制钢水温度在1600℃～1660℃时出钢；
（5）待钢包中钢水温度降至1500℃～1560℃时快速浇注充型。
进一步的，所述步骤（1）将废钢、废铁等装入电弧炉中进行冶炼前，预先对废钢、废铁进行烘烤、除锈、除油处理。
进一步的，所述步骤（1）钢水脱磷、去除气体和夹杂物在氧化期进行，脱磷温度控制在1500℃～1540℃，炉渣碱度控制在1.5～3.0，钢水脱硫、脱氧在还原期进行，脱硫温度控制在1580℃～1640℃，炉渣碱度控制在2.5～3.5。
进一步的，所述步骤（1）调整化学成分后，进行脱氧添加的纯铝含量为钢水总质量的0.05%～0.1%。
进一步的，所述步骤（2）电弧炉冶炼的钢水和铸成的试块可以直接转运至中频炉进行熔炼，也可以将钢水和铸成的试块转运至LF炉中进行精炼脱硫并精确调整化学成分。
进一步的，所述步骤（2） LF炉中进行脱硫精炼的温度应控制在1570℃～1600℃。
进一步的，所述步骤（3）LF炉冶炼的钢水和铸成的试块可以直接转运至中频炉进行熔炼，还可以将钢水转运至VD炉中进行精炼脱气。
进一步的，所述步骤（4）将VD炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉中进行冶炼，其出钢温度应控制在1600℃～1660℃。
进一步的，所述步骤（5）浇注温度应控制在1500℃～1560℃，并采用快速浇注的方法进行浇注。
本发明的优点在于：（1）本发明可以结合电弧炉、LF炉、VD炉和中频炉各自的优点，冶炼制备高性能铸钢材料及铸钢件；
（2）本发明可以促进铸造行业设备、资源整合，提高设备运行效率和资源利用率；
（3）本发明不需额外增加设备即可在铸钢企业内部、企业与企业之间普遍推广应用，并能产生较好的经济效益。
附图说明
图1为本发明所述方法的工艺流程图。
图2为具体实施例一所述方法的工艺流程图。
图3为具体实施例二所述方法的工艺流程图。
图4为具体实施例三所述方法的工艺流程图。
具体实施方式
下表为电弧炉与中频炉各自的优缺点比较。
实施例一
（1）将废钢、废铁等装入电弧炉中进行冶炼前，对废钢废铁等原材料进行烘烤、除锈、除油处理；
（2）将废钢、废铁等装入电弧炉中进行冶炼，在氧化期对钢水进行脱磷、除气、夹杂物处理，脱磷温度控制在1500℃～1540℃，炉渣碱度控制在1.5～3.0，在还原期进行对钢水进行脱硫、脱氧处理，脱硫温度控制在1580℃～1640℃，炉渣碱度控制在2.5～3.5取样并初步调整钢水化学成分后，加入钢水总质量0.05%～0.1%的纯铝进行脱氧；
（3）将电弧炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉进行熔炼，进一步微调钢水化学成分，并控制钢水温度在1600℃～1660℃时出钢；
（4）待钢包中钢水温度降至1500℃～1560℃时快速浇注充型。
实施例二
（1）将废钢、废铁等装入电弧炉中进行冶炼前，对废钢废铁等原材料进行烘烤、除锈、除油处理；
（2）将废钢、废铁等装入电弧炉中进行冶炼，在氧化期对钢水进行脱磷、除气、夹杂物处理，脱磷温度控制在1500℃～1540℃，炉渣碱度控制在1.5～3.0，在还原期进行对钢水进行脱硫、脱氧处理，脱硫温度控制在1580℃～1640℃，炉渣碱度控制在2.5～3.5取样并初步调整钢水化学成分后，加入钢水总质量0.05%～0.1%的纯铝进行脱氧；
（3）将电弧炉中的钢水浇注成试块转运至LF炉中，或直接将钢水转入LF炉中，进一步脱硫并精确调整钢水化学成分和温度；
（4）将LF炉中的钢水铸成试块后转运至中频炉进行熔炼，或者直接将LF炉中的钢水转运至中频炉进行熔炼，进一步微调钢水化学成分，并控制钢水温度在1600℃～1660℃时出钢；
（5）待钢包中钢水温度降至1500℃～1560℃时快速浇注充型。
实施例三
（1）将废钢、废铁等装入电弧炉中进行冶炼前，对废钢废铁等原材料进行烘烤、除锈、除油处理；
（2）将废钢、废铁等装入电弧炉中进行冶炼，在氧化期对钢水进行脱磷、除气、夹杂物处理，脱磷温度控制在1500℃～1540℃，炉渣碱度控制在1.5～3.0，在还原期进行对钢水进行脱硫、脱氧处理，脱硫温度控制在1580℃～1640℃，炉渣碱度控制在2.5～3.5取样并初步调整钢水化学成分后，加入钢水总质量0.05%～0.1%的纯铝进行脱氧；
（3）将电弧炉中的钢水浇注成试块转运至LF炉中，或直接将钢水转入LF炉中，进一步脱硫并精确调整钢水化学成分和温度；
（4）将LF炉中的钢水浇注成试块转运至VD进行熔炼，或直接将钢水转入VD炉中进行搅拌、脱气操作；
（5）将VD炉中的钢水铸成试块后转运至中频炉进行熔炼，或者直接将VD炉中的钢水转运至中频炉进行熔炼，进一步微调钢水化学成分，并控制钢水温度在1600℃～1660℃时出钢；
（6）待钢包中钢水温度降至1500℃～1560℃时快速浇注充型。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法，其特征在于：步骤如下：
（1）将废钢、废铁等装入电弧炉中进行冶炼，待钢水脱磷、脱硫，并去除气体和夹杂物后，取样并初步调整钢水化学成分后，加入纯铝进行脱氧；
（2）将电弧炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉进行熔炼，或者将电弧炉中的钢水、铸成的试块转入LF炉中，进一步脱硫并精确调整钢水化学成分和温度；
（3）将LF炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉进行熔炼，或将LF炉中的钢水转入VD炉中进行搅拌、脱气操作；
（4）将VD炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉进行熔炼，进一步微调钢水化学成分，并控制钢水温度在1600℃～1660℃时出钢；
（5）待钢包中钢水温度降至1500℃～1560℃时快速浇注充型。
2.根据权利要求1所述的电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法，其特征在于：所述步骤（1）将废钢、废铁等装入电弧炉中进行冶炼前，预先对废钢、废铁进行烘烤、除锈、除油处理。
3.根据权利要求1所述的电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法，其特征在于：所述步骤（1）钢水脱磷、去除气体和夹杂物在氧化期进行，脱磷温度控制在1500℃～1540℃，炉渣碱度控制在1.5～3.0，钢水脱硫、脱氧在还原期进行，脱硫温度控制在1580℃～1640℃，炉渣碱度控制在2.5～3.5。
4.根据权利要求1所述的电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法，其特征在于：所述步骤（1）调整化学成分后，进行脱氧添加的纯铝含量为钢水总质量的0.05%～0.1%。
5.根据权利要求1所述的电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法，其特征在于：所述步骤（2）电弧炉冶炼的钢水和铸成的试块可以直接转运至中频炉进行熔炼，也可以将钢水和铸成的试块转运至LF炉中进行精炼脱硫并精确调整化学成分。
6.根据权利要求1所述的电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法，其特征在于：所述步骤（2） LF炉中进行脱硫精炼的温度应控制在1570℃～1600℃。
7.根据权利要求1所述的电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法，其特征在于：所述步骤（3）LF炉冶炼的钢水和铸成的试块可以直接转运至中频炉进行熔炼，还可以将钢水转运至VD炉中进行精炼脱气。
8.根据权利要求1所述的电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法，其特征在于：所述步骤（4）将VD炉中的钢水和铸成的试块转运至中频炉中进行冶炼，其出钢温度应控制在1600℃～1660℃。
9.根据权利要求1所述的电弧炉中频炉联合冶炼制备高性能铸钢材料的方法，其特征在于：所述步骤（5）浇注温度应控制在1500℃～1560℃，并采用快速浇注的方法进行浇注。
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