CN107043843A - 一种中频氩氧精炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种中频氩氧精炼工艺，第一步：中频氩氧炉氧化熔炼，包括：(1)冶炼供电；(2)投料，整理干净的一级不锈钢废料，质量分数6000份；(3)取样，熔化三分之二炉体时；(4)补充元素，继续熔化，再二次取样和二次补充元素，最后继续熔化；(5)第一次加石灰萤石；吹氧气、氩气，3分钟钢水翻滚，造渣，扒渣；(6)加入硅钙粉、铝线、第二次加入石灰萤石，二次造渣；第二步：中频氩氧炉出钢；第三步：钢包吹氩气、氧气；第四步：上台浇铸，开浇过程全封闭，通入氧气、氩气保护浇铸，温度控制为1550摄氏度。

Description

一种中频氩氧精炼工艺
技术领域
本发明涉及一种在一个中频炉内完成冶炼工艺的具有节能功能的中频氩氧精炼工艺。
背景技术
在金属冶炼技术领域，为了提高产品性能，钢材的洁净度是一个非常重要的衡量指标。“高纯钢”的含义是指一类钢产品，在该产品中，各种杂质，如氧化物、硫化物、磷、氢、氮等的含量均很低，从而该钢产品具有更为均匀的晶相、强度更大，具有更广泛的应用，可应用到更为高端的后续产品中。
原有的中频感应炉：只能是用来熔化、不能精炼，在熔炼时，在炉内熔化后需要倒到其他炉内精炼或其他后续程序，在倒的过程中会与空气接触，导致产物的热量散发，而造成的能源浪费,并增加了对环境造成的污染。
发明内容
本发明针对以上问题，提供一个中频炉内完成冶炼工艺的具有节能功能的中频氩氧精炼工艺。
发明目的通过以下方案实现：一种中频氩氧精炼工艺，
第一步：中频氩氧炉熔炼，包括：
(1)冶炼供电；
(2)投料，整理干净的一级不锈钢废料，6000份；
(3)取样，熔化三分之二炉体时；
(4)补充元素，继续熔化，再二次取样和二次补充元素，最后继续熔化；
(5)第一次加石灰萤石；吹氧气、氩气，3分钟钢水翻滚，造渣，扒渣；
(6)加入硅钙粉、铝线、第二次加入石灰萤石，二次造渣；
第二步：中频氩氧炉出钢；
第三步：钢包吹氩气、氧气；
第四步：上台浇铸，开浇过程全封闭，通入氧气、氩气保护浇铸，温度控制为1550摄氏度。
一种中频氩氧精炼工艺，取样后化验，针对缺少元素进行添加。
一种中频氩氧精炼工艺，吹氧气、氩气时，氧气和氩气混合，吹3分钟，氧气和氩气的重量比例3比10。一种中频氩氧精炼工艺，第一次加入石灰和萤石的重量比例为7比3，温度为1580摄氏度。
一种中频氩氧精炼工艺，二次造渣在1580摄氏度加入石灰和萤石的重量比例为7比3。
一种中频氩氧精炼工艺，钢包开始通氧气、氩气混合气体3分钟，氧气和氩气的重量比例3比10。
一种中频氩氧精炼工艺，二次造渣，加入硅钙粉2.5份，加入铝线5份，1580摄氏度时。
一种中频氩氧精炼工艺，中频氩氧炉出钢时温度提升至1630摄氏度。
一种中频氩氧精炼工艺，钢包吹氩气、氧气，导致钢水翻滚，利用造渣盖住钢水，形成密封，使钢水不见光，不接触空气。
本发明的有益效果在于：
1、具有独创性；
2、有效节约能源和降低环境污染，不用将钢水倾倒至另外一个炉内精炼，在同一个炉内精炼、熔化保护能源不会损耗；
3、在工艺完成后通过光谱仪测量产品，产品质量得到有效控制，使产品质量符合标准要求；
4、通过对温度的控制，通过添加元素，通过去杂质步骤，来控制产品成分。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1，本发明的一种中频氩氧精炼工艺，
第一步：中频氩氧炉熔炼，包括：
(1)冶炼供电；
(2)投料，整理干净的一级不锈钢废料，质量份数6000份；
(3)取样，熔化三分之二炉体时；
(4)补充元素，继续熔化，再二次取样和二次补充元素，最后继续熔化；
(5)第一次加石灰萤石；吹氧气、氩气，3分钟钢水翻滚，造渣，扒渣；
(6)加入硅钙粉、铝线、第二次加入石灰萤石，二次造渣；
第二步：中频氩氧炉出钢；
第三步：钢包吹氩气、氧气；
第四步：上台浇铸，开浇过程全封闭，通入氧气、氩气保护浇铸，温度控制为1550摄氏度。
一种中频氩氧精炼工艺，取样后化验，针对缺少元素进行添加。
一种中频氩氧精炼工艺，吹氧气、氩气时，氧气和氩气混合，吹3分钟，氧气和氩气的重量比例3比10。
一种中频氩氧精炼工艺，第一次加入石灰和萤石的重量比例为7比3，温度为1580摄氏度。
一种中频氩氧精炼工艺，二次造渣在1580摄氏度加入石灰和萤石的重量比例为7比3。
一种中频氩氧精炼工艺，钢包开始通氧气、氩气混合气体3分钟，氧气和氩气的重量比例3比10。
一种中频氩氧精炼工艺，二次造渣，加入硅钙粉2.5份，加入铝线5份，1580摄氏度时。
一种中频氩氧精炼工艺，中频氩氧炉出钢时温度提升至1630摄氏度。
一种中频氩氧精炼工艺，钢包吹氩气、氧气，导致钢水翻滚，利用造渣盖住钢水，形成密封，使钢水不见光，不接触空气。
一种中频氩氧精炼工艺，加入石灰和萤石：起到除去硅、硫等杂质元素的作用。石灰在高温下分解成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与二氧化硅结合，生产熔点比较低的硅酸钙，硅酸钙的密度比钢小，在中频氩氧炉的中形成为炉渣，漂浮在钢水上面，从而与钢水分开。
一种中频氩氧精炼工艺，吹氧气：起到精炼作用，用氧气助燃，同时除去碳、硅、锰、磷、硫。
一种中频氩氧精炼工艺，吹氩气：除去钢水中的夹杂物，提高洁净度。
一种中频氩氧精炼工艺，加硅钙粉：硅钙粉是复合胶氧剂、脱硫剂，硅钙粉不仅脱氧能力强，脱氧产物易于上浮和排出，而且还能改善钢的性能，提高钢的塑性、冲击韧性和流动性。
一种中频氩氧精炼工艺，加铝线，固定钢中的氮提高晶粒粗化温度，降低钢的过热敏感性和淬透性，改善钢的焊接能力，抑制低碳钢的时效特性，降低钢的缺口敏性和韧脆转变温度。
一种中频氩氧精炼工艺，取样检测钢水元素。
一种中频氩氧精炼工艺，中频氩氧炉和钢包内加入了吹氧吹氧的装置。
一种中频氩氧精炼工艺，通过加热、吹氧、造渣、脱氧技术进行脱碳、脱磷、脱硫去除有害杂质和气体。
实施例2，本发明的一种中频氩氧精炼工艺，
第一步：中频氩氧炉氧化熔炼，包括：
(1)冶炼供电；
(2)投料，整理干净的一级不锈钢废料，质量份数6000份；
(3)取样，熔化三分之二炉体时；
(4)补充元素，继续熔化，再二次取样和二次补充元素，最后继续熔化；
(5)第一次加石灰；吹氧气、氩气，3分钟钢水翻滚，造渣，扒渣；
(6)加入硅钙粉、铝线、第二次加入石灰，二次造渣；
第二步：中频氩氧炉出钢；
第三步：钢包吹氩气、氧气；
第四步：上台浇铸，开浇过程全封闭，通入氧气、氩气保护浇铸，温度控制为1550摄氏度。
一种中频氩氧精炼工艺，取样后化验，针对缺少元素进行添加。
一种中频氩氧精炼工艺，吹氧气、氩气时，氧气和氩气混合，吹3分钟，氧气和氩气的重量比例3比10。
一种中频氩氧精炼工艺，第一次加入石灰，温度为1580摄氏度。
一种中频氩氧精炼工艺，二次造渣在1580摄氏度加入石灰。
一种中频氩氧精炼工艺，钢包开始通氧气、氩气混合气体3分钟，氧气和氩气的重量比例3比10。
一种中频氩氧精炼工艺，二次造渣，加入硅钙粉2.5份，加入铝线5份，1580摄氏度时。
一种中频氩氧精炼工艺，中频氩氧炉出钢时温度提升至1630摄氏度。
一种中频氩氧精炼工艺，钢包吹氩气、氧气，导致钢水翻滚，利用造渣盖住钢水，形成密封，使钢水不见光，不接触空气。
一种中频氩氧精炼工艺，加入石灰：起到除去硅、硫等杂质元素的作用。石灰在高温下分解成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与二氧化硅结合，生产熔点比较低的硅酸钙，硅酸钙的密度比钢小，在中频氩氧炉的中形成为炉渣，漂浮在钢水上面，从而与钢水分开。
一种中频氩氧精炼工艺，吹氧气：起到精炼作用，用氧气助燃，同时除去碳、硅、锰、磷、硫。
一种中频氩氧精炼工艺，吹氩气：除去钢水中的夹杂物，提高洁净度。
一种中频氩氧精炼工艺，加硅钙粉：硅钙粉是复合胶氧剂、脱硫剂，硅钙粉不仅脱氧能力强，脱氧产物易于上浮和排出，而且还能改善钢的性能，提高钢的塑性、冲击韧性和流动性。
一种中频氩氧精炼工艺，加铝线，提高晶粒粗化温度，降低钢的过热敏感性和淬透性，改善钢的焊接能力，抑制低碳钢的时效特性，降低钢的缺口敏性和韧脆转变温度。
一种中频氩氧精炼工艺，取样检测钢水元素。
一种中频氩氧精炼工艺，中频氩氧炉和钢包内加入了吹氧、氩的装置。
一种中频氩氧精炼工艺，通过加热、吹氧、造渣、脱氧技术进行脱碳、脱磷、脱硫去除有害杂质和气体。
一种中频氩氧精炼工艺，具有与电弧炉精炼节能的数据对比表。
分项 中频氩氧精炼 电弧炉精炼
熔化收得率 ≥98% ≤90%
粉尘排放 3-5kg/吨钢 12-20kg/吨钢
废气排放 1000m3/吨钢 3000m3/吨钢
能耗 168kg标煤/吨钢 282kg标煤/吨钢
功率因数 0.94-0.98 0.75-0.8
谐波含量 不大于3% 谐波闪变冲击大
中频氩氧炉熔炼是最节能科学的唯一先进工艺
基于收得率的区别，在冶炼含有贵重金属的特钢（如不锈钢）时，8%的原料收益是感应炉带来的可观经济效益。而对于规模生产的特钢企业，能耗指标带来的经济效益也是不可小视的。正是基于以上种种有利因素，大力推广并不断改进感应电炉的短流程生产工艺，是利国利企利民的良好举措，也完全符合当前节能减排的国策。
一种中频氩氧精炼工艺，在中频氩氧炉、钢包上增置了进气装置，用以通进氧气和氩气。
一种中频氩氧精炼工艺，目前，我国使用中频炉或电弧炉+AOD或LF炉冶炼特钢工艺流程。都要在中频炉或电弧炉化钢后出钢到中间钢包中（一次），再由中间钢包倒入（二次）AOD等炉精炼。而采用我公司独创的中频氩氧炉及其精炼工艺，在中频氩氧炉中完成氩氧精炼工序，减少了二次高温钢水倾倒，所带来的效益有：
1.使80℃钢水温度免于流失。二次倾倒高温钢水降温大约80℃（倾倒一次降温约40℃）。
2.有利于安全生产。钢水倾倒过程是一个危险的过程，多一次倾倒对安全生产多带来一次压力。
3.减少环境污染。二次倾倒钢水期间产生大量气化烟雾，并且都是无组织排放，使除尘器难以捕捉除尘，对车间的环境产生较大污染。
4.有效缩短生产流程。二次倾倒钢水，员工要全神贯注，且延长了生产时间，对炉上生产、行车操作等员工需要耗费巨大的精力、体力，对企业都是一笔无形的损失。
5.减少投资成本。采用我公司独创的中频氩氧炉生产，则不需要投资购买AOD或LF炉及其配套设备，根据规格不同，可以减少200～500万元投资（按一台设备计）。
6.降低了生产成本。①若使用AOD等精炼炉，每次打炉所需耐火材料约需10多万元。炼钢成本要增加400～500元/吨，还有耐火材料损耗带来环境污染。②降低了用电量。
一级回炉料唯一的节能冶炼工艺。对于采用一级（高净）不锈钢回炉料为原材料冶炼特钢的生产工艺来说，现代生产都要充分考虑有效利用原材料（回炉料）特性，细化分类，物尽其用，且能耗最低。中频氩氧炉及其精炼工艺是唯一最科学、最节能、最环保、最先进的生产工艺，没有之一。否则，是对社会能源最大的浪费。
一种中频氩氧精炼工艺，采用中频氩氧炉及其中频氩样精炼工艺生产不锈钢锭，经过轧钢（延伸率1:20）、穿孔（延伸率1:3）、制管（冷拉、减壁），均没有出现质量问题，产品质量优质可靠。并且生产成本比之前电弧炉+AOD精炼炉冶炼，吨钢成本降低500元～600元/T。中频氩氧炉及其中频氩氧精炼工艺，能够起到节能降耗作用，并且带来非常多的经济效益和社会效益。
一种中频氩氧精炼工艺，国内外同类技术，都是经过电弧炉或中频炉熔炼加AOD炉、LF炉等精炼炉至少二步才可完成。而我公司冶炼一步完成到位。故明显节能、减少环境污染，收得率高。
实施例3，一种中频氩氧炉、中频氩氧精炼工艺，可广泛应用于不锈钢、高合金钢、特殊合金材料的冶炼领域。在中频炉上增加氩、氧气体（顶吹）装置，进行中频氩氧精炼工艺。采用一级（高净）不锈钢废料经熔化二次取样由德国进口光谱仪化验，补充元素，添加石灰、萤石、硅钙粉、铝线等辅料。顶吹氧、氩气。进行脱氧、造渣、脱碳、脱磷、脱硫。去除有害杂质和气体。通过测温仪和德国进口光谱仪三次取样化验检测，能够有效控制钢的温度、成分和产品质量。而所有生产均在中频氩氧炉中完成（即一个炉中完成）。
一种中频氩氧精炼工艺，包括：
(1)冶炼供电；
(2)投料，整理干净的一级不锈钢废料，6000份；
（3）熔化三分之二炉体时，取样后（用德国光谱仪）化验，针对缺少元素进行添加。
（4）补充元素，继续熔化，第二次取样（用德国光谱仪）化验及二次补充元素，继续熔化；
（5）第一次加石灰萤石加入石灰和萤石的重量比例为7比3，（测温仪测试）温度为1580摄氏度。吹氧气、氩气，所述吹氧气、氩气时，氧气和氩气混合，吹3分钟，氧气和氩气的重量比例3比10。3分钟钢水翻滚，造渣，扒渣；（加入石灰和萤石：起到除去硅、硫等杂质元素的作用。石灰在高温下分解成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与二氧化硅结合，生产熔点比较低的硅酸钙，硅酸钙的密度比钢小，在中频感应炉的下部成为炉渣，漂浮在钢水上面，从而与钢水分开。吹氧气：起到精炼作用，用氧气助燃，同时除去碳、硅、锰、磷、硫。吹氩气：除去钢水中的夹杂物，提高洁净度。）
(6)1580摄氏度时加入硅钙粉、铝线加入硅钙粉2.5份，加入铝线5份，进行扒渣（加硅钙粉：钙和硅与氧都有很强的亲和力，钙与硫和氮也有很强的亲和力，所以硅钙粉是复合胶氧剂、脱硫剂，硅钙粉不仅脱氧能力强，脱氧产物易于上浮和排出，而且还能改善钢的性能，提高钢的塑性、冲击韧性和流动性。加铝线：镇静钢液防止钢液凝固时产生气泡；形成弥散的AIN粒子，固定钢中的氮，控制钢再加热时的奥氏体晶粒度，提高晶粒粗化温度，降低钢的过热敏感性和淬透性，改善钢的焊接能力，抑制低碳钢的时效特性，降低钢的缺口敏性和韧脆转变温度。）
（7）第二次加入石灰、萤石，加入石灰和萤石的重量比例为7比3，进行造渣，提升温度到1630摄氏度；
（8）中频感应炉出钢，中频感应炉出钢时温度提升至1630摄氏度。
（9）钢包吹氩气、氧气，氧气和氩气的重量比例3比10，导致钢水翻滚，利用造渣盖住钢水，形成密封，使钢水不见光，不接触空气。
（10）上台浇铸，第三次取样（用德国光谱仪）化验检测，开浇过程全封闭，通入氧气、氩气保护浇铸，温度控制为1550摄氏度。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本领域普通技术人员应当了解，可以不限于上述实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作出形式和细节上的各种变化。

Claims (9)

1.一种中频氩氧精炼工艺，其特征在于:
第一步：中频氩氧炉熔炼，包括：
(1)冶炼供电；
(2)投料，整理干净的一级不锈钢废料，6000份；
取样，熔化三分之二炉体时；
补充元素，继续熔化，再二次取样和二次补充元素，最后继续熔化；
第一次加石灰萤石；吹氧气、氩气，3分钟钢水翻滚，造渣，扒渣；
(6)加入硅钙粉、铝线、第二次加入石灰萤石，二次造渣；
第二步：中频氩氧炉出钢；
第三步：钢包吹氩气、氧气；
第四步：上台浇铸，开浇过程全封闭，通入氧气、氩气保护浇铸，温度控制为1550摄氏度。
2.根据权利要求1所述的一种中频氩氧精炼工艺，其特征在于：取样后化验，针对缺少元素进行添加。
3.根据权利要求1所述的一种中频氩氧精炼工艺，其特征在于：所述吹氧气、氩气时，氧气和氩气混合，吹3分钟，氧气和氩气的重量比例3比10。
4.根据权利要求1所述的一种中频氩氧精炼工艺，其特征在于：所述第一次加入石灰和萤石的重量比例为7比3，温度为1580摄氏度。
5.根据权利要求1所述的一种中频氩氧精炼工艺，其特征在于：所述二次造渣在1580摄氏度加入石灰和萤石的重量比例为7比3。
6.根据权利要求1所述的一种中频氩氧精炼工艺，其特征在于：所述钢包开始通氧气、氩气混合气体3分钟，氧气和氩气的重量比例3比10。
7.根据权利要求1所述的一种中频氩氧精炼工艺，其特征在于：二次造渣，加入硅钙粉2.5份，加入铝线5份，1580摄氏度时。
8.根据权利要求1所述的一种中频氩氧精炼工艺，其特征在于：中频氩氧炉出钢时温度提升至1630摄氏度。
9.根据权利要求1所述的一种中频氩氧精炼工艺，其特征在于：钢包吹氩气、氧气，导致钢水翻滚，利用造渣盖住钢水，形成密封，使钢水不见光，不接触空气。
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