CN107779544A - 一种生产电磁纯铁的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产电磁纯铁的冶炼方法,所述方法包括EBT冶炼、VOD精炼、LF精炼和VD精炼工序;所述EBT冶炼工序,初炼脱磷、脱碳、升温;所述VOD精炼工序,真空脱碳;所述LF精炼工序,精炼脱硫脱氧;所述VD精炼工序,精炼脱气、去夹杂。本发明实现冶炼碳≤0.008%、硫≤0.004%、磷≤0.003%、硅≤0.022%、氮≤60ppm、氧≤30ppm、氢≤1ppm的高纯净度的电磁纯铁。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种生产电磁纯铁的冶炼方法。
背景技术
电磁纯铁具有矫顽力低,电流磁感应强度高的特点,市场需求量越来越大,应用比较广泛,主要应用于电磁、医疗、军工、核磁等高科技领域。
电磁纯铁具有广阔的市场前景与较高的产品附加值,但是生产工艺较复杂,质量很难达到要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种生产电磁纯铁的冶炼方法。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种生产电磁纯铁的冶炼方法,所述方法包括EBT冶炼、VOD精炼、LF精炼和VD精炼工序;所述EBT冶炼工序,初炼脱磷、脱碳、升温;所述VOD精炼工序,真空脱碳;所述LF精炼工序,精炼脱硫脱氧;所述VD精炼工序,精炼脱气、去夹杂。
所述EBT冶炼工序,配料时,使用优质的低硫、磷、硅的碳素返回钢或部分海绵铁等纯净原料,降低炉料的配碳量,熔清C<0.5%,确保五害元素As、Sn、Pb、Sb、B含量低,原始硫、磷含量低。
本发明所述EBT冶炼工序,装料前炉底加入料重0.95-1.05%的白灰和0.45-0.55%的矿石,使炉料在熔化过程形成高碱度的氧化性熔渣,炉渣碱度3.0-4.0,实现低温早期去磷,熔清磷质量百分含量<0.005%;自动流渣控制渣中氧化铁含量不能过高,换渣脱磷;在换渣操作的同时取化学分析样,边等分析结果边进行氧化去磷操作。
所述EBT冶炼工序,提高钢液温度,以增大钢液中氧的溶解度;加大供氧强度,增加供氧量,保证出钢时高氧位,FeO:15-20%;电炉采用锰静沸腾,岀钢前Mn质量百分含量为:0.08-0.12%;出钢大包使用红包,≥800℃保温,出钢温度1670-1680℃,钢包净空≥800mm,分析结果为:C≤0.10%、P≤0.001%时留渣出钢,禁止出钢下渣及加入任何脱氧剂及渣料,出钢过程,钢包小强度吹氩,减少温降。
本发明所述VOD精炼工序,VOD吹氧阶段,真空压力9-11KPa时开始吹氧,主吹氧期控制气相压力在9-11kPa;吹氩流量,吹氧期为28-32L/min,停氧末期和停氧后为48-52L/min;VOD真空压力控制,在抽真空操作中,进泵速度要均匀平衡,防止钢水剧烈沸腾引起溢渣。
本发明所述VOD精炼工序,VOD停氧后真空度的控制,从开抽到破坏真空时间为15-20min,保压时间≥15min,开抽温度控制在1630-1640℃,真空过程温降为1.8-2.2℃/min,吹氩制度采用先弱后强的搅拌制度,前期抽真空氩气压力控制在0.2-0.3MPa,后期保压期间氩气压力控制在0.4-0.6MPa;实现钢水中C质量百分含量<0.008%。
本发明所述VOD精炼工序,真空碳脱氧阶段,吹氧结束后,立即降低真空罐压力达到低真空,实现真空碳脱氧15-20min,钢液温度1580-1600℃,钢水中C质量百分含量为:0.004-0.006%。
本发明所述LF精炼工序,加入石灰15-20kg/t钢、CaF2 3-5kg/t钢,用强扩散脱氧剂铝粉0.5-1.0kg/t钢变渣,并加强吹氩搅拌。
本发明所述LF精炼工序,快速脱硫:强吹氩搅拌4.5-5.5min,氩气强度0.15-0.25MPa,钢水中S质量百分含量≤0.005%。
本发明所述VD精炼工序,精炼出钢,钢水中C质量百分含量<0.01%,出钢温度1650-1660℃。
所述LF精炼工序,要求:①所加入炉料必须烘烤干燥;②真空残氧脱碳后,钢液中仍含有大量的氧,在进行脱氧操作时,需要进行充分的沉淀脱氧和扩散脱氧,选用铝粉为脱氧剂,禁止使用碳含量高的扩散脱氧剂如:电石、碳化硅;③送电前在电极处加入一些渣料,减少电极与钢水接触增碳;④使用较低电弧电压,减少电极与钢液的接触。
本发明所述VD精炼工序,真空度48-52Pa、保持时间14-16min;破空后,喂入铝线确保成品中铝质量百分含量:0.003-0.004%;处理完成后静吹氩气8-10min,氩气强度0.05-0.15MPa;出钢温度1560-1580℃,经过两次真空处理,最终硫≤0.004%。
本发明所述各工序,炉衬、包衬耐火材料均为无碳铬质高耐火度材料,严防炉衬、包衬增碳;保温钢包上加发热剂,严禁加碳化稻壳。
本发明超声波探伤标准参考JB/T5000.14-2007。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1、与通常采用EBT-LF-VOD工艺流程相比,本发明采用特殊工艺流程:EBT-VOD-LF-VD,按照EBT初炼脱磷、脱碳、升温-VOD精炼真空脱碳-LF炉精炼脱硫脱氧-VD精炼脱气、去夹杂等工艺路线,实现冶炼高纯净度的电磁纯铁。2、本发明高纯净度的电磁纯铁:冶炼碳≤0.008%、硫≤0.004%、磷≤0.003%、硅≤0.022%、氮≤60ppm、氧≤30ppm、氢≤1ppm。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
一种生产电磁纯铁的冶炼方法包括EBT冶炼、VOD精炼、LF精炼、VD精炼工序;具体工艺步骤如下所述:
(1)EBT冶炼工序:
A、装料前炉底加入料重0.95-1.05%的白灰和0.45-0.55%的矿石,使炉料在熔化过程就形成高碱度的氧化性熔渣,炉渣碱度3.0-4.0,实现低温早期去磷,熔清磷质量百分含量<0.005%。
B、提高钢液温度,以增大钢液中氧的溶解度;加大供氧强度,增加供氧量,保证出钢时高氧位,FeO:15-20%。
C、电炉采用锰静沸腾,岀钢前Mn质量百分含量为:0.08-0.12%。
D、出钢大包使用红包,800℃保温,出钢温度1670-1680℃,钢包净空≥800mm,分析结果为:C≤0.10%、P≤0.001%时留渣出钢,禁止出钢下渣及加入任何脱氧剂及渣料。
(2)VOD精炼工序:
A、VOD吹氧阶段:真空压力9-11KPa时,VOD开始吹氧,主吹氧期控制气相压力在9-11kPa;吹氩流量,吹氧期为28-32L/min,停氧末期和停氧后为48-52L/min。
B、VOD停氧后真空度的控制:开抽到破坏真空时间限定为15-20min,保压时间≥15min,开抽温度控制在1630-1640℃,真空过程温降为1.8-2.2℃/min,吹氩制度采用先弱后强的搅拌制度,前期抽真空氩气压力控制在0.20-0.30MPa,后期保压期间氩气压力控制在0.40-0.60MPa,实现钢水中C质量百分含量<0.008%。
C、真空碳脱氧阶段:吹氧结束后,立即降低真空罐压力达到低真空,此时实现真空碳脱氧15-20min,钢液温度1580-1600℃,实现钢水中C质量百分含量为:0.004-0.006%。
(3)LF精炼工序:
A、精炼造渣、变渣:造渣方法为加入石灰量15-20kg/t钢、CaF2 3-5kg/t钢,用强扩散脱氧剂铝粉0.5-1.0kg/t钢变渣,并加强吹氩搅拌。
B、快速脱硫:强吹氩搅拌4.5-5.5min,氩气强度0.15-0.25MPa,钢水中S质量百分含量≤0.005%。
C、精炼出钢:成分符合要求,钢水中C质量百分含量<0.01%,出钢温度1650-1660℃。
(4)VD精炼工序:
A、真空工艺要求:真空度48-52Pa,保持时间14-16min;破空后,喂入铝线确保成品中铝质量百分含量为:0.003-0.004%;处理完成后静吹8-10min,静吹氩气强度0.05-0.15MPa。
B、出钢:成分符合技术要求,出钢温度1560-1580℃;经过两次真空处理,最终硫质量百分含量≤0.004%。
(5)炉衬、包衬要求:炉衬、包衬耐火材料选用无碳铬质高耐火度材料,严防炉衬、包衬增碳。钢包保温钢包上加发热剂,严禁加碳化稻壳。
实施例1
本实施例电磁纯铁为16DV0297钢,其冶炼方法包括EBT冶炼、VOD精炼、LF精炼、VD精炼工序;具体工艺步骤如下所述:
(1)EBT冶炼工序:
A、装料前炉底加入料重0.95%的白灰和0.45%的矿石,使炉料在熔化过程就形成高碱度的氧化性熔渣,炉渣碱度3.0,实现低温早期去磷,使熔清磷质量百分含量为0.004%。
B、提高钢液温度,以增大钢液中氧的溶解度;加大供氧强度,增加供氧量,保证出钢时高氧位,FeO:15%。
C、电炉采用锰静沸腾,岀钢前Mn质量百分含量为:0.08%。
D、出钢大包使用红包,保温≥800℃,出钢温度1670℃,钢包净空800mm,分析结果为:C:0.10%、P:0.001%时留渣出钢,禁止出钢下渣及加入任何脱氧剂及渣料。
(2)VOD精炼工序:
A、VOD吹氧阶段:真空压力9KPa时,VOD开始吹氧,主吹氧期控制气相压力在9kPa;吹氩流量,吹氧期为28L/min,停氧末期和停氧后为48L/min。
B、VOD停氧后真空度的控制:开抽到破坏真空时间限定为15min,保压时间15min,开抽温度控制在1630℃,真空过程温降为1.8℃/min,吹氩制度采用先弱后强的搅拌制度,前期抽真空氩气压力控制在0.2MPa,后期保压期间氩气压力控制在0.40MPa,实现钢水中C质量百分含量0.007%。
C、真空碳脱氧阶段:吹氧结束后,立即降低真空罐压力达到低真空,此时实现真空碳脱氧15min,钢液温度1580℃,实现钢水中C质量百分含量为:0.006%。
(3)LF精炼工序:
A、精炼造渣、变渣:造渣方法为加入石灰量15kg/t钢、CaF2 3kg/t钢,用强扩散脱氧剂铝粉0.5kg/t钢变渣,并加强吹氩搅拌。
B、快速脱硫:强吹氩搅拌4.5min,氩气强度0.15MPa,钢水中S质量百分含量为0.005%。
C、精炼出钢:成分符合要求,钢水中C质量百分含量为0.009%,出钢温度1650℃。
(4)VD精炼工序:
A、真空工艺要求:真空度48Pa,保持时间14min;破空后,喂入铝线确保成品中铝质量百分含量为:0.003%;处理完成后静吹8min,静吹氩气强度0.05MPa。
B、出钢:成分符合技术要求,出钢温度1560℃;经过两次真空处理,最终硫质量百分含量为0.004%。
(5)炉衬、包衬要求:炉衬、包衬选用无碳铬质高耐火度材料。
本实施例16DV0297钢的主要化学成分组成,含量检测结果及性能指标见表1。
实施例2
本实施例电磁纯铁为16DV0302钢,其冶炼方法包括EBT冶炼、VOD精炼、LF精炼、VD精炼工序;具体工艺步骤如下所述:
(1)EBT冶炼工序:
A、装料前炉底加入料重1.0%的白灰和0.5%的矿石,使炉料在熔化过程就形成高碱度的氧化性熔渣,炉渣碱度3.5,实现低温早期去磷,熔清磷质量百分含量为:0.0035%。
B、提高钢液温度,以增大钢液中氧的溶解度;加大供氧强度,增加供氧量,保证出钢时高氧位,FeO:18%。
C、电炉采用锰静沸腾,岀钢前Mn质量百分含量为:0.10%。
D、出钢大包使用红包,850℃保温,出钢温度1675℃,钢包净空810mm,分析结果为:C:0.08%、P:0.0006%时留渣出钢,禁止出钢下渣及加入任何脱氧剂及渣料。
(2)VOD精炼工序:
A、VOD吹氧阶段:真空压力10KPa时,VOD开始吹氧,主吹氧期控制气相压力在10kPa;吹氩流量,吹氧期为30L/min,停氧末期和停氧后为50L/min。
B、VOD停氧后真空度的控制:开抽到破坏真空时间限定为18min,保压时间18min,开抽温度控制在1635℃,真空过程温降为2.0℃/min,吹氩制度采用先弱后强的搅拌制度,前期抽真空氩气压力控制在0.25MPa,后期保压期间氩气压力控制在0.50MPa,实现钢水中C质量百分含量为:0.005%。
C、真空碳脱氧阶段:吹氧结束后,立即降低真空罐压力达到低真空,此时实现真空碳脱氧17min,钢液温度1590℃,实现钢水中C质量百分含量为:0.004%。
(3)LF精炼工序:
A、精炼造渣、变渣:造渣方法为加入石灰量18kg/t钢、CaF2 4kg/t钢,用强扩散脱氧剂铝粉0.75kg/t钢变渣,并加强吹氩搅拌。
B、快速脱硫:强吹氩搅拌5.0min,氩气强度0.20MPa,钢水中S质量百分含量:0.003%。
C、精炼出钢:成分符合要求,钢水中C质量百分含量:0.007%,出钢温度1655℃。
(4)VD精炼工序:
A、真空工艺要求:真空度50Pa,保持时间15min;破空后,喂入铝线确保成品中铝质量百分含量为:0.0035%;处理完成后静吹9min,静吹氩气强度0.10MPa。
B、出钢:成分符合技术要求,出钢温度1570℃;经过两次真空处理,最终硫质量百分含量:0.001%。
(5)炉衬、包衬要求:炉衬、包衬选用无碳铬质高耐火度材料。
本实施例16DV0302钢的主要化学成分组成,含量检测结果及性能指标见表1。
实施例3
本实施例电磁纯铁为16DV0315钢,其冶炼方法包括EBT冶炼、VOD精炼、LF精炼、VD精炼工序;具体工艺步骤如下所述:
(1)EBT冶炼工序:
A、装料前炉底加入料重1.05%的白灰和0.55%的矿石,使炉料在熔化过程就形成高碱度的氧化性熔渣,炉渣碱度4.0,实现低温早期去磷,熔清磷质量百分含量:0.003%。
B、提高钢液温度,以增大钢液中氧的溶解度;加大供氧强度,增加供氧量,保证出钢时高氧位,FeO:20%。
C、电炉采用锰静沸腾,岀钢前Mn质量百分含量为:0.12%。
D、出钢大包使用红包,820℃保温,出钢温度1680℃,钢包净空820mm,分析结果为:C:0.009%、P:0.0008%时留渣出钢,禁止出钢下渣及加入任何脱氧剂及渣料。
(2)VOD精炼工序:
A、VOD吹氧阶段:真空压力11KPa时,VOD开始吹氧,主吹氧期控制气相压力在11kPa;吹氩流量,吹氧期为32L/min,停氧末期和停氧后为52L/min。
B、VOD停氧后真空度的控制:开抽到破坏真空时间限定为20min,保压时间20min,开抽温度控制在1640℃,真空过程温降为2.2℃/min,吹氩制度采用先弱后强的搅拌制度,前期抽真空氩气压力控制在0.3MPa,后期保压期间氩气压力控制在0.60MPa,实现钢水中C质量百分含量:0.006%。
C、真空碳脱氧阶段:吹氧结束后,立即降低真空罐压力达到低真空,此时实现真空碳脱氧20min,钢液温度1600℃,实现钢水中C质量百分含量为:0.005%。
(3)LF精炼工序:
A、精炼造渣、变渣:造渣方法为加入石灰量20kg/t钢、CaF2 5kg/t钢,用强扩散脱氧剂铝粉1.0kg/t钢变渣,并加强吹氩搅拌。
B、快速脱硫:强吹氩搅拌5.5min,氩气强度0.25MPa,钢水中S质量百分含量:0.004%。
C、精炼出钢:成分符合要求,钢水中C质量百分含量:0.008%,出钢温度1660℃。
(4)VD精炼工序:
A、真空工艺要求:真空度52Pa,保持时间16min;破空后,喂入铝线确保成品中铝质量百分含量为:0.004%;处理完成后静吹10min,静吹氩气强度0.15MPa。
B、出钢:成分符合技术要求,出钢温度1580℃;经过两次真空处理,最终硫质量百分含量:0.003%。
(5)炉衬、包衬要求:炉衬、包衬选用无碳铬质高耐火度材料。
本实施例16DV0315钢的主要化学成分组成,含量检测结果及性能指标见表1。
表1实施例1-3的电磁纯铁产品化学成分组成、含量以及性能:
由表1可见,本方法可实现冶炼高纯净度的电磁纯铁。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种生产电磁纯铁的冶炼方法,其特征在于,所述方法包括EBT冶炼、VOD精炼、LF精炼和VD精炼工序;所述EBT冶炼工序,初炼脱磷、脱碳、升温;所述VOD精炼工序,真空脱碳;所述LF精炼工序,精炼脱硫脱氧;所述VD精炼工序,精炼脱气、去夹杂。
2.根据权利要求1所述的一种生产电磁纯铁的冶炼方法,其特征在于,所述EBT冶炼工序,装料前炉底加入料重0.95-1.05%的白灰和0.45-0.55%的矿石,使炉料在熔化过程形成高碱度的氧化性熔渣,炉渣碱度3.0-4.0,实现低温早期去磷,熔清磷质量百分含量<0.005%。
3.根据权利要求1所述的一种生产电磁纯铁的冶炼方法,其特征在于,所述VOD精炼工序,VOD吹氧阶段,真空压力9-11KPa时开始吹氧,主吹氧期控制气相压力在9-11kPa;吹氧期吹氩流量为28-32L/min,停氧末期和停氧后吹氩流量为48-52L/min。
4.根据权利要求1所述的一种生产电磁纯铁的冶炼方法,其特征在于,所述VOD精炼工序,VOD停氧后真空度的控制,从开抽到破坏真空时间为15-20min,保压时间≥15min,开抽温度控制在1630-1640℃,真空过程温降为1.8-2.2℃/min,吹氩制度采用先弱后强的搅拌制度,前期抽真空氩气压力控制在0.2-0.3MPa,后期保压期间氩气压力控制在0.40-0.60MPa;钢水中C质量百分含量<0.008%。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种生产电磁纯铁的冶炼方法,其特征在于,所述VOD精炼工序,真空碳脱氧阶段,吹氧结束后,立即降低真空罐压力达到低真空,实现真空碳脱氧15-20min,钢液温度1580-1600℃,钢水中C质量百分含量:0.004-0.006%。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种生产电磁纯铁的冶炼方法,其特征在于,所述LF精炼工序,加入石灰15-20kg/t钢、CaF2 3-5kg/t钢,用强扩散脱氧剂铝粉0.5-1.0kg/t钢变渣,并加强吹氩搅拌。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种生产电磁纯铁的冶炼方法,其特征在于,所述LF精炼工序,快速脱硫:强吹氩搅拌4.5-5.5min,氩气强度0.15-0.25MPa,钢水中S质量百分含量≤0.005%。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种生产电磁纯铁的冶炼方法,其特征在于,所述VD精炼工序,精炼出钢,钢水中C质量百分含量<0.01%,出钢温度1650-1660℃。
9.根据权利要求1-4任意一项所述的一种生产电磁纯铁的冶炼方法,其特征在于,所述VD精炼工序,真空度48-52Pa、保持时间14-16min;破空后,喂入铝线确保成品中铝质量百分含量为:0.003-0.004%;处理完成后静吹氩气8-10min,静吹氩气强度0.05-0.15MPa;出钢温度1560-1580℃;经过两次真空处理,最终硫≤0.004%。
10.根据权利要求1-4任意一项所述的一种生产电磁纯铁的冶炼方法,其特征在于,所述各工序,炉衬、包衬耐火材料均为无碳铬质高耐火度材料。
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CN201710829001.0A CN107779544A (zh) | 2017-09-14 | 2017-09-14 | 一种生产电磁纯铁的冶炼方法 |
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