CN111206142B - 一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法 - Google Patents

一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法，包括以下步骤：a、EAF电炉冶炼：将不锈钢废料加入到EAF电炉冶炼，得A品；b、EAF电炉出钢：待A品中硅的质量百分比为0.3‑0.7％，碳的质量百分比为1.2‑2.0％，出钢温度为1550‑1650℃，出钢，得B品；c、将B品加入AOD炉冶炼，得C品；d、钢包准备：在钢包内添加钛合金废料和铝锭,其中钛合金废料中钛的含量≥80％，钛合金废料添加量为140‑180Kg，铝锭添加量为20‑40kg；e、将C品出钢至钢包，出钢后在渣面添加20‑40kg的铝粒，得成品。本发明具有充分利用社会钛合金废料冶炼含钛不锈钢，提高钛的收得率的特点。

Description

一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法
技术领域
本发明涉及冶炼、钛合金废料利用领域，特别是一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法。
背景技术
在钛合金加工成板卷、棒线、钛合金在加工成零部件过程中会产生大量的废料，钛合金零部件使用周期结束后也会产生大量的废料，这些钛合金废料的尺寸、重量、形态不一，如何充分利用这些廉价钛合金废料冶炼含钛不锈钢及提高钛的收得率成为社会难题。
目前冶炼含钛不锈钢以利用钛铁合金、钛铁线、钛线为主，利用钛合金废料的较少，且采用钛合金废料冶炼含钛不锈钢钛的收得率较低。例如公开号为CN101121987A申请的含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法，此方法主要对LF精炼炉钢水处理后添加FeTi合金；公开号为CN103225034A申请的一种提高超纯铁素体不锈钢钛收得率的方法，提供一种在真空处理后的钢水中喂入钛线的方法，钛的收得率可以从40％提高至80％以上；公开号CN103627849A申请的一种提高钢水中钛的回收率的方法，在AOD炉调渣及脱氧处理后添加FeTi合金块，钛的收得率在80％以上；公开号为CN103741006A申请的一种含Ti低氮不锈钢的制备方法，此专利提供一种降低氮含量和含钛钢的冶炼方法，对钛的收得率控制未做明确规定；公开号为CN103924157A申请的一种含钛铁素体不锈钢的冶炼方法，此专利重点规定在LF精炼炉添加钛铁合金。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法。本发明具有充分利用社会钛合金废料冶炼含钛不锈钢，提高钛的收得率的特点。
本发明的技术方案：一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法，包括以下步骤：
a、EAF电炉冶炼：将不锈钢废料加入到EAF电炉冶炼，得A品；
b、EAF电炉出钢：待A品中硅的质量百分比为0.3-0.7％，碳的质量百分比为1.2-2.0％，出钢温度为1550-1650℃，出钢，得B品；
c、将B品加入AOD炉冶炼，得C品；
d、钢包准备：在钢包内添加钛合金废料和铝锭,其中钛合金废料中钛的含量≥80％，钛合金废料添加量为140-180Kg，铝锭添加量为20-40kg；
e、将C品出钢至钢包，出钢后在渣面添加20-40kg的铝粒，得成品。
前述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法中，所述步骤c具体为，将B品加入AOD炉冶炼，依次经预处理、脱碳、还原、脱氧、脱硫和成分调整，得C品。
前述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法中，所述步骤c中，预处理具体为，加入石灰200-500Kg后进行快速吹氧、吹氩升温及搅拌，待Si的质量百分比为0.2-0.5％，流渣并扒渣处理，然后加入石灰、根据所冶炼钢种添加合金继续冶炼。
前述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法中，所述步骤c中，脱碳结束后，添加硅铁合金进行还原，钢渣碱度为1.8-2.6，优先选择钢渣碱度为2.2-2.5，还原后进行流渣及扒渣处理，钢渣尽量处理干净，优先控制在以裸露钢水直径1m以上为宜。
前述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法中，所述步骤c中，脱氧、脱硫具体为：向AOD炉加入石灰、萤石、铝锭、硅钙块进行脱氧及脱硫处理，其中石灰300-600Kg，优选石灰400-500Kg，萤石100-300kg，优选萤石150-200kg，铝锭25-50Kg、优选铝锭30-40kg，硅钙块25-50Kg。
前述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法中，所述步骤d中，将钢包烘烤至800℃以上，优选钢包烘烤至900℃以上，并吹氩3-10min，优选吹氩3-5min，出钢前5min内向钢包加入钛合金废料和铝锭。
前述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法中，所述步骤e中，C品出钢的出钢温度为1560-1630℃，优选出钢温度为1580-1610℃。
前述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法中，所述步骤e中，C品出钢至钢包过程中，钢包底部吹氩，氩气的压力为0.2-0.5Mpa，直到出钢完毕。
前述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法中，所述钛合金废料包括钛合金切割边角料、钛合金管类废料、钛合金冲压件废料、钛合金切头切尾废料、钛合金颗粒类废料和钛合金剪切废料中的至少一种(不限于以上类型的钛合金废料)。
前述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法中，所述钛合金废料按钛收得率为80％以上计算称重准备。
与现有技术相比，钛合金废料是向社会收购的廉价钛合金废料，尺寸、重量不一，相对FeTi、钛线价格低廉，社会资源丰富，本专利通过改进工艺，形成新的钛合金废料冶炼含钛不锈钢方法，利用廉价的钛合金废料，使得钛合金废料的钛收得率从40％提高至80％以上，节省冶炼合金成本和促进钛合金废料的利用。
在含钛不锈钢冶炼过程中，钛极易氧化成氧化钛，氧化钛聚集生成大型夹杂物，对含钛钢的质量产生严重影响，本专利通过冶炼过程控制、脱氧控制、出钢控制、钢包控制、出钢后杂面脱氧控制，可防止钛的氧化，同时极大提高钛的收得率。
因此，本发明具有充分利用社会钛合金废料冶炼含钛不锈钢，提高钛的收得率的特点。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1：
如图1所示，以冶炼TP321含钛奥氏体不锈钢为例，
一种利用钛合金废料冶炼TP321含钛奥氏体不锈钢的方法，包括以下步骤：
a、EAF电炉冶炼：将优质不锈钢废料加入到EAF电炉冶炼，得A品；
b、EAF电炉出钢：A品中各成分的重量百分比为：C:1.7％、Si：0.6％、Cr:17.2％、P:0.28％、Ni：8.1％，出钢温度为1570℃，出钢，得B品；
c、AOD炉冶炼：将B品加入AOD炉，依次经预处理、脱碳、还原、脱氧、脱硫和成分调整，得C品；
预处理具体为，加入石灰300Kg后进行快速吹氧、吹氩升温及搅拌，取样Si的质量百分比为0.22％，流渣并扒渣处理，然后加入石灰、根据所冶炼钢种添加合金继续冶炼。
脱碳结束后，添加硅铁合金进行还原，钢渣碱度为2.3，还原后进行充分流渣及扒渣处理。
脱氧、脱硫具体为：向AOD炉加入石灰、萤石、铝锭、硅钙块进行脱氧及脱硫处理，其中石灰480Kg、萤石180kg、铝锭40Kg、硅钙块40Kg。
d、钢包准备：钢包烘烤温度为950℃，吹氩4min；出钢前5min内在钢包内添加钛合金废料和铝锭；钛合金钛的含量为99％，添加钛合金废料165Kg、铝锭30kg；钛收得率按85％计算。
e、将C品出钢至钢包，出钢的钢液中各成分的重量百分比为C：0.045％、Si：0.35％、Mn：1.03％、S：0.002％、P：0.029％、Cr：17.3％、Ni：9.2％，出钢温度为1590℃；出钢过程中，钢包底部吹氩，氩气的压力为0.35Mpa，直到出钢完毕，出钢后在渣面添加30kg的铝粒，得成品。成品出钢后取样分析，钢液中各成分的重量百分比为C：0.044％、Si：0.45％、Mn：1.05％、S：0.001％、P：0.028％、Cr：17.2％、Ni：9.2％、Ti：0.35％，计算金属钛收得率为87％。
实施例2：
以冶炼1.4571含钛奥氏体不锈钢为例，
一种利用钛合金废料冶炼1.4571含钛奥氏体不锈钢的方法，包括以下步骤：
a、EAF电炉冶炼：将优质不锈钢废料加入到EAF电炉冶炼，得A品；
b、EAF电炉出钢：A品中各成分的重量百分比为：C:1.6％、Si：0.7％、Cr:16.5％、P:0.27％、Ni：9.3％，出钢温度为1580℃，出钢，得B品；
c、AOD炉冶炼：将B品加入AOD炉，依次经预处理、脱碳、还原、脱氧、脱硫和成分调整，得C品；
预处理具体为，加入石灰450Kg后进行快速吹氧、吹氩升温及搅拌，取样Si的质量百分比为0.21％，流渣并扒渣处理，然后加入石灰、根据所冶炼钢种添加合金继续冶炼。
脱碳结束后，添加硅铁合金进行还原，钢渣碱度为2.3，还原后进行充分流渣及扒渣处理。
脱氧、脱硫具体为：向AOD炉加入石灰、萤石、铝锭、硅钙块进行脱氧及脱硫处理，其中石灰450Kg、萤石150kg、铝锭45Kg、硅钙块40Kg。
d、钢包准备：钢包烘烤温度920℃，吹氩5min；出钢前5min内在钢包内添加钛合金废料和铝锭；根据钛合金钛的含量为90％，添加钛合金废料145Kg、铝锭35kg；钛收得率按85％计算。
e、将C品出钢至钢包，出钢的钢液中各成分的重量百分比为C：0.035％、Si：0.32％、Mn：1.05％、S：0.001％、P：0.028％、Cr：16.7％、Ni：10.5％、Mo：2.1％，出钢温度为1590℃；出钢过程中，钢包底部吹氩，氩气的压力为0.4Mpa，直到出钢完毕，出钢后在渣面添加35kg的铝粒，得成品。成品出钢后取样分析，钢液中各成分的重量百分比为C：0.044％、Si：0.45％、Mn：1.05％、S：0.001％、P：0.028％、Cr：17.2％、Ni：9.2％、Ti：0.35％，计算金属钛收得率为84％。

Claims (9)

1.一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、EAF电炉冶炼：将不锈钢废料加入到EAF电炉冶炼，得A品；
b、EAF电炉出钢：待A品中硅的质量百分比为0.3-0.7％，碳的质量百分比为1.2-2.0％，出钢温度为1550-1650℃，出钢，得B品；
c、将B品加入AOD炉冶炼，得C品；
d、钢包准备：将钢包烘烤至800℃以上，并吹氩3-10min，出钢前5min内向钢包加入钛合金废料和铝锭,其中钛合金废料中钛的含量≥80％，钛合金废料添加量为140-180Kg，铝锭添加量为20-40kg；
e、将C品出钢至钢包，出钢后在渣面添加20-40kg的铝粒，得成品。
2.根据权利要求1所述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法，其特征在于：所述步骤c具体为，将B品加入AOD炉冶炼，依次经预处理、脱碳、还原、脱氧、脱硫和成分调整，得C品。
3.根据权利要求2所述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法，其特征在于：所述步骤c中，预处理具体为，加入石灰200-500Kg后进行快速吹氧、吹氩升温及搅拌，待Si的质量百分比为0.2-0.5％，流渣并扒渣处理，然后加入石灰、根据所冶炼钢种添加合金继续冶炼。
4.根据权利要求2所述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法，其特征在于：所述步骤c中，脱碳结束后，添加硅铁合金进行还原，钢渣碱度为1.8-2.6，还原后进行流渣及扒渣处理。
5.根据权利要求2所述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法，其特征在于：所述步骤c中，脱氧、脱硫具体为：向AOD炉加入石灰、萤石、铝锭、硅钙块进行脱氧及脱硫处理，其中石灰300-600Kg、萤石100-300kg、铝锭25-50Kg、硅钙块25-50Kg。
6.根据权利要求1所述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法，其特征在于：所述步骤e中，C品出钢的出钢温度为1560-1630℃。
7.根据权利要求1所述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法，其特征在于：所述步骤e中，C品出钢至钢包过程中，钢包底部吹氩，氩气的压力为0.2-0.5Mpa，直到出钢完毕。
8.根据权利要求1所述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法，其特征在于：所述钛合金废料包括钛合金切割边角料、钛合金管类废料、钛合金冲压件废料、钛合金切头切尾废料、钛合金颗粒类废料和钛合金剪切废料中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种利用钛合金废料冶炼含钛不锈钢的方法，其特征在于：所述钛合金废料按钛收得率为80％以上计算称重准备。
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