CN108642236A - 一种基于碳化钼作为钼源感应炉短流程冶炼含钼钢的方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于碳化钼作为钼源感应炉短流程冶炼含钼钢的方法，属于钢铁冶炼技术领域。其主要特征是使用碳化钼代替传统含钼钢冶炼过程中的炼钢钼条、钼铁、氧化钼等作为钼源，使用感应炉短流程冶炼含钼钢，本方法冶炼过程包括：装料、熔化、冶炼等一系列步骤。通过使用碳化钼作为钢液合金化中的钼源，代替了传统含钼钢冶炼过程中的炼钢钼条、钼铁、氧化钼等含钼添加剂，一方面通过感应炉短流程冶炼含钼钢解决了当今社会废钢的利用问题；另一方面，使用碳化钼作为钼源解决了炼钢钼条成本过高、钼铁生产过程能耗高且污染严重以及氧化钼的挥发所造成的钼收得率低并在合金化的过程中会引入其它杂质元素等问题；使用碳化钼作为钼源对于部分高碳含钼钢还能起到增碳的效果。

Description

一种基于碳化钼作为钼源感应炉短流程冶炼含钼钢的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种基于碳化钼作为钼源感应炉短流程冶炼含钼钢的方法。
背景技术
钼是我国的优势资源，具有优良的合金性能，钼消费市场的80％左右应用于钢铁行业，钼为钢中的重要合金元素，能增强钢的淬透性，提高钢的抗回火性或回火稳定性，起到提高钢的强度，特别是高温强度和韧性，并改善钢的耐磨性、焊接性和耐热性。目前，含钼钢因其在强度、韧性、红硬性以及耐磨性等方面的机械性能突出而得到大量应用。
碳化钼是具有金属光泽的灰色粉末，具有很高的熔点和硬度、良好的热稳定性和机械稳定性、极好的耐腐蚀性等优点。研究表明碳化钼还具有类似贵金属电子的电子结构和催化特性，碳化钼在一些反应中其催化性能可以与铂、铱等贵金属催化剂相媲美，被誉为“类铂催化剂”。碳化钼的合成方法有：程序升温反应法(TPR)、高温合成法、溶胶凝胶法(Sel-gel)、化学气相沉积法(CVD)、碳热还原法(CTR)等。通过我们的研究发现，使用碳热还原法碳热还原钼精矿生产出来的碳化钼具有很高的纯度，并且适用于工业大规模生产，碳化钼不仅可以作为一些反应的优质催化剂，还可以作为含钼钢的炼钢添加剂，在冶炼含钼钢的过程中可以代替炼钢钼条、钼铁以及工业氧化钼等含钼添加剂，并且生产出来的含钼钢具有优良的性能。
目前，作为钼钢冶炼钼源的主要有三种产品：炼钢钼条、钼铁以及工业氧化钼。冶炼高级含钼合金钢的过程中常使用的是纯净的炼钢钼条，生产纯净的炼钢钼条要经过钼精矿的氧化焙烧、钼酸铵制备、钼酸铵分解制备钼氧化物、钼氧化物氢气还原制备钼粉、钼粉粉末冶金制备钼材、钼材后期处理等工艺流程，生产炼钢钼条的过程污染较大，成本高昂。普通含钼合金钢的冶炼主要使用钼铁作为钼源，钼铁要经过钼精矿的氧化焙烧以及炉外法的冶炼后获得，生产钼铁的过程能耗高且环境污染严重。近几年有学者提出使用工业氧化钼作为钼源冶炼含钼钢，但是过程中也存在许多问题，如添加过程中氧化钼的挥发、其它微量元素的引入、钼元素收得率低、添加后造成炼钢渣量加大等，使用碳热还原钼精矿生产的碳化钼作为冶炼含钼钢的添加剂可以很好的避免以上问题。
发明内容
本发明提供了一种基于碳化钼作为钼源感应炉短流程冶炼含钼钢的方法，通过使用碳化钼作为钢液合金化中的钼源，代替了传统含钼钢冶炼过程中的炼钢钼条、钼铁、氧化钼等含钼添加剂，开辟了一条新的含钼钢冶炼方法。一方面通过感应炉短流程冶炼含钼钢解决了当今社会废钢的利用问题；另一方面，使用碳化钼作为钼源解决了炼钢钼条成本过高、钼铁生产过程能耗高且污染严重以及氧化钼的挥发所造成的钼收得率低并在合金化的过程中会引入其它杂质元素等问题；另外，使用碳化钼作为钼源对于部分高碳含钼钢还能起到增碳的效果。
一种基于碳化钼作为钼源感应炉短流程冶炼含钼钢的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
步骤一、装料：将废钢、碳化钼以及其它铁合金辅料按照一定比例装入感应炉；
步骤二、熔化：要密切注意炉料熔化，不断加料并及时、不断地松动炉料，使其平稳下降至熔池中，保持熔化顺行；
步骤三、精炼。
进一步地，所述钼源碳化钼包括MoC、Mo2C中的一种或两者的混合物，碳化钼可以是粉料、块料中的一种或两者的混合物。
进一步地，所述钼源碳化钼不限于初始装料过程的加入，在出钢前可以根据钢液成分适量加入。
本发明的有益技术效果：
(1)本发明以碳化钼作为钼源使用感应炉短流程冶炼含钼钢提供了一种新的冶炼含钼钢的途径。
(2)使用碳化钼作为钼源解决了炼钢钼条成本过高、钼铁生产过程能耗高且污染严重并在合金化的过程中会引入其它杂质元素以及氧化钼的挥发所造成的钼收得率低的问题。
(3)使用碳化钼作为钼源对于部分高碳含钼钢能起到增碳的效果。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
实施例1
本实施例的目标冶炼的含钼钢牌号为12CrMo合金结构钢,由以下重量百分含量的组分组成：C:≤0.15％，Si:0.20-0.40％，Mn:0.40-0.70％，P:≤0.04％，S:≤0.04％，Cu:≤0.30％，Cr:0.4-0.70％，Mo:0.40-0.55％，余量为Fe和不可避免的杂质。
按照目标含钼钢的成分将废钢、碳化钼以及其它铁合金辅料按照一定比例装入感应炉，碳化钼的化学式为MoC，MoC为粉末样品，炉料熔清后取样测量钢液中的钼含量并计算钼的收得率。
最终，取样测量显示钢液中的含钼量为0.55％，计算得到钼的收得率为99.5％，满足牌号为12CrMo合金结构钢的冶炼要求。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于：
钼源碳化钼的化学式为Mo2C，Mo2C为块状样品，实施例的目标冶炼的含钼钢牌号为W6Mo5Cr4V2Al高速钢，由以下重量百分含量的组分组成：C:1.05-1.20％，Mn:0.15-0.40％，Si:0.20-0.40％，Cr:3.80-4.40％，W:≤5.50-6.75％，Mo:4.50-5.5％，V:1.75-2.20％，Al:0.80-1.20％，P:≤0.03％，S:≤0.03％,余量为Fe和不可避免的杂质。
按照目标含钼钢的成分将废钢、碳化钼以及其它铁合金辅料按照一定比例装入感应炉，钼源碳化钼的化学式为Mo2C，Mo2C为块状样品，炉料熔清后取样测量钢液中的钼含量并计算钼的收得率。
最终，取样测量显示钢液中的含钼量为5.15％，计算得到钼的收得率为99.2％，满足牌号为W6Mo5Cr4V2Al高速钢的冶炼要求。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于：
钼源碳化钼为Mo2C以及MoC的混合物，混合物为块状样品，实施例的目标冶炼的含钼钢牌号为5CrNiMo模具钢，由以下重量百分含量的组分组成：C:0.50-0.60％，Si:≤0.40％，Mn:0.50-0.80％，Cr:0.50-0.80％，Mo:0.15-0.30％，Ni:1.40-1.80％，Cu:≤0.30％，P:≤0.03％，S:≤0.03％,余量为Fe和不可避免的杂质。
按照目标含钼钢的成分将废钢、碳化钼以及其它铁合金辅料按照一定比例装入感应炉，钼源碳化钼为Mo2C以及MoC的混合物，混合物为块状样品，炉料熔清后取样测量钢液中的钼含量并计算钼的收得率。
最终，取样测量显示钢液中的含钼量为0.25％，计算得到钼的收得率为98.8％，满足牌号为5CrNiMo模具钢的冶炼要求。

Claims (3)

1.一种基于碳化钼作为钼源感应炉短流程冶炼含钼钢的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
步骤一、装料：将废钢、碳化钼以及其它铁合金辅料按照一定比例装入感应炉；
步骤二、熔化：要密切注意炉料熔化，不断加料并及时、不断地松动炉料，使其平稳下降至熔池中，保持熔化顺行；
步骤三、精炼。
2.如权利要求1所述的基于碳化钼作为钼源感应炉短流程冶炼含钼钢的方法，其特征在于：所述碳化钼包括MoC、Mo2C中的一种或两者的混合物，碳化钼是粉料、块料中的一种或两者的混合物；用于代替传统的钼条，钼铁或者氧化钼，用于含钼合金钢的冶炼。
3.如权利要求1所述的基于碳化钼作为钼源感应炉短流程冶炼含钼钢的方法，其特征在于：所述碳化钼是在出钢前根据所冶炼含钼钢的要求适量加入。
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