專利名稱：冶煉高鋁鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶煉高鋁鋼的方法。
背景技術(shù)：
高鋁鋼是一種具有很高的表面硬度和耐磨性能的鋼種，被廣泛地應(yīng)用于制作可 承受沖擊負(fù)荷和往復(fù)磨損條件下工作的部件上。由于高鋁鋼中鋁的質(zhì)量含量通常在1%左 右，使鋼水因鋁含量高而粘稠，且又易被氧化，導(dǎo)致該種鋼的表面容易出現(xiàn)缺陷、低倍夾雜、 點(diǎn)狀偏析等重大質(zhì)量問題，特別是在冶煉過程中，由于鋁極易被氧化，所以，冶煉高鋁鋼的 難度相對較大。在現(xiàn)有技術(shù)中，一種技術(shù)方案是直接采用電弧爐來冶煉高鋁鋼，且在冶煉時，將廢 鋼裝入電弧爐內(nèi)，然后通電加熱冶煉。雖然該種冶煉高鋁鋼的程序簡單，但由于廢鋼中大多 含有的氧化鐵等氧化物及銅、紳、鉛、錫等有害元素，且這些有害元素的含量很難確定，同時 有害氣體富集，導(dǎo)致該種鋼的純凈度較低，如采用模鑄的方式生產(chǎn)鋼坯，易使鋼坯因此而產(chǎn) 生的點(diǎn)狀偏析和表面質(zhì)量問題；而采用連鑄的方式生產(chǎn)鋼坯，雖然可減少點(diǎn)狀偏析和改善 鋼坯表面質(zhì)量問題，但由于鋼液中的鋁高而粘稠，極易堵塞結(jié)晶器的水口及使保護(hù)渣變性， 故使連續(xù)澆鑄的爐數(shù)通常少于4爐，造成漏鋼和生產(chǎn)成本的提高。為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中另一種解決方案是在采用電弧爐的基礎(chǔ)上增加爐外 精煉的工序，即將電弧爐內(nèi)的鋼水裝入LF爐內(nèi)進(jìn)行精煉。雖然爐外精煉可以調(diào)整鋼水成 份及其溫度，加鋁可實(shí)現(xiàn)脫氧脫硫，但其不能去除鋼液中的氣體和夾雜物，進(jìn)而造成點(diǎn)狀偏 析，鋼質(zhì)量差等不足，且使鋼坯的生產(chǎn)成本提高。真空爐雖然在諸多冶金行業(yè)都有配置，而真空爐是通過向爐內(nèi)噴吹氬氣使鋼液流 動的方式來實(shí)現(xiàn)脫氣的，但由于鋼液中的鋁質(zhì)量比鋼液輕許多，所以，在鋼液流動的過程中 全導(dǎo)致鋁上浮，而上浮的鋁與鋼渣相接觸后會導(dǎo)致鋁損耗?；谶@一點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)在冶煉高 鋁鋼時，為了避免鋁損耗，均不采用真空爐脫氣，從而影響高鋁鋼的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供提供一種利用扒渣和真空脫氣等方式解決鋼液質(zhì)量問題的 冶煉高鋁鋼的方法。本發(fā)明所提出的冶煉高鋁鋼的方法包括以下步驟電弧爐冶煉將鐵水和廢鋼裝入該電弧爐內(nèi)，兩者之間的質(zhì)量比為鐵水廢鋼=2 2. 5-3. 5，冶煉溫度在1680-1700°C，并保證鋼液中碳含量的重量百分比在0. 10-0. 15%之 間。由于鐵水的純度通常高于廢鋼，所以，電弧爐冶煉加入鐵水可減少鋼中氧化物有害元 素，能提高鋼水的純凈度；同時因鐵水本身就具有很高的溫度，在電弧爐冶煉時利用鐵水溫 度可以節(jié)能。爐外精煉將經(jīng)電弧爐冶煉后的鋼液送入鋼包精煉爐即LF爐中，其冶煉溫度 為1570-1650°C，冶煉60-90分鐘后去除鋼液中90_擬％的鋼渣，再向LF爐中加質(zhì)量是鋼水 質(zhì)量的1-1. 3%的鋁，再冶煉15-20分鐘將鋼液轉(zhuǎn)入真空爐內(nèi)。在爐外精煉時，將大部分鋼渣扒出后再加入鋁，可有效地避免鋁的損耗，能有效地調(diào)整鋼水成份，同時還能調(diào)整鋼液溫 度，鋼液溫度達(dá)到要求。真空爐冶煉將經(jīng)LF爐精煉的鋼水裝入真空爐內(nèi)后，抽取真空爐內(nèi) 的氣體，同時向其內(nèi)噴吹氬氣，使真空爐內(nèi)的真空度達(dá)到30-100 ，并保持15-20分鐘，然 后停止抽取真空爐內(nèi)的氣體，繼續(xù)向真空爐噴吹氬氣15-20分鐘，所得到的鋼水即為高鋁 鋼。真空爐冶煉可抽取真空爐內(nèi)的氣體，即去除鋼液中氫、氮、氧等氣體和三氧化二鋁等等 夾雜物，其中的真空度如大于lOOPa，達(dá)不到冶煉效果。所述爐外精煉步驟中，在加完鋁后，還包括向LF爐中加入質(zhì)量分別是鋼水質(zhì)量的 0.洲螢石和石灰0. 9%的步驟。加鋁錠沉淀后能實(shí)現(xiàn)脫氧脫硫，而螢石和石灰(生石灰)是 造渣劑，渣形成后再加鋁粉進(jìn)行擴(kuò)散脫氧脫硫。所述電弧爐冶煉步驟中，鐵水與廢鋼之間的質(zhì)量比為2 :3。利用本發(fā)明所提出的冶煉高鋁鋼的方法冶煉出的高鋁鋼，因其純度高，且控制了 合適的渣量，特別是經(jīng)過真空處理，可去除鋼液中的氣體和夾雜物，避免水口結(jié)瘤和鑄坯偏 析傾向。經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)，用本發(fā)明的方法冶煉出的高鋁鋼進(jìn)行連鑄時，在控制連鑄中間包溫度 15200C -1535°C，連鑄機(jī)拉坯速度控制0. 70-0. 90m/min時，連續(xù)澆鑄11爐也沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)晶 器水口結(jié)瘤的現(xiàn)象。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 首先將鐵水和廢鋼裝入電弧爐內(nèi)，鐵水和廢鋼之間的質(zhì)量比為-.2 :3，然后將電弧爐的 溫度升到1700°C，當(dāng)鋼液中碳含量的重量百分比在0. 15%時，將電弧爐內(nèi)的鋼液送入鋼包 精煉爐即LF爐中進(jìn)行爐外精煉，當(dāng)LF爐溫度達(dá)到1650°C時，在該溫度下再持續(xù)60分鐘后， 去除鋼液中90%的鋼渣，向LF爐中加質(zhì)量是鋼水質(zhì)量的1-1. 3%的鋁，冶煉15分鐘后，再向 LF爐中加入質(zhì)量分別是鋼水質(zhì)量的0. 2%螢石和石灰0. 9%，再冶煉15分鐘后將鋼液裝入真 空爐內(nèi)，在真空爐內(nèi)冶煉時，抽取真空爐內(nèi)的氣體，使真空爐內(nèi)的真空度達(dá)到lOOPa，同時向 其內(nèi)噴吹氬氣，并保持15分鐘，然后停止抽取真空爐內(nèi)的氣體，繼續(xù)向真空爐噴吹氬氣20 分鐘，所得到的鋼水即為高鋁鋼。實(shí)施例2:首先將鐵水和廢鋼裝入電弧爐內(nèi)，鐵水和廢鋼之間的質(zhì)量比為2 3. 5，然后將電弧爐 的溫度升到1680°C，當(dāng)鋼液中碳含量的重量百分比在0. 10%時，將電弧爐內(nèi)的鋼液送入鋼 包精煉爐即LF爐中進(jìn)行爐外精煉，當(dāng)LF爐溫度達(dá)到1570°C時，在該溫度下再持續(xù)90分鐘 后，去除鋼液中擬％的鋼渣，向LF爐中加質(zhì)量是鋼水質(zhì)量的1-1. 3%的鋁，冶煉20分鐘后， 再向LF爐中加入質(zhì)量分別是鋼水質(zhì)量的0.洲螢石和石灰0. 9%，再冶煉20分鐘后將鋼液裝 入真空爐內(nèi)，在真空爐內(nèi)冶煉時，抽取真空爐內(nèi)的氣體，使真空爐內(nèi)的真空度達(dá)到30Pa，同 時向其內(nèi)噴吹氬氣，并保持20分鐘，然后停止抽取真空爐內(nèi)的氣體，繼續(xù)向真空爐噴吹氬 氣15分鐘，所得到的鋼水即為高鋁鋼。實(shí)施例3:首先將鐵水和廢鋼裝入電弧爐內(nèi)，鐵水和廢鋼之間的質(zhì)量比為2 2. 5，然后將電弧爐 的溫度升到1690°C，當(dāng)鋼液中碳含量的重量百分比在0. 12%時，將電弧爐內(nèi)的鋼液送入鋼 包精煉爐即LF爐中進(jìn)行爐外精煉，當(dāng)LF爐溫度達(dá)到1600°C時，在該溫度下再持續(xù)70分鐘 后，去除鋼液中91%的鋼渣，向LF爐中加質(zhì)量是鋼水質(zhì)量的1-1. 3%的鋁，冶煉17分鐘后，再向LF爐中加入質(zhì)量分別是鋼水質(zhì)量的0.觀螢石和石灰0. 9%，再冶煉18分鐘后將鋼液裝 入真空爐內(nèi)，在真空爐內(nèi)冶煉時，抽取真空爐內(nèi)的氣體，使真空爐內(nèi)的真空度達(dá)到65Pa，同 時向其內(nèi)噴吹氬氣，并保持17分鐘，然后停止抽取真空爐內(nèi)的氣體，繼續(xù)向真空爐噴吹氬 氣17分鐘，所得到的鋼水即為高鋁鋼。
權(quán)利要求
1.冶煉高鋁鋼的方法，其特征在于包括以下步驟電弧爐冶煉將鐵水和廢鋼裝入該電弧爐內(nèi)，兩者之間的質(zhì)量比為鐵水廢鋼=2 2. 5-3. 5，冶煉溫度在1680-1700°C，并保證鋼液中碳含量的重量百分比在0. 10-0. 15%之 間；爐外精煉將經(jīng)電弧爐冶煉后的鋼液送入鋼包精煉爐即LF爐中，其冶煉溫度為 1570-1650°C，冶煉60-90分鐘后去除鋼液中90_擬％的鋼渣，再向LF爐中加質(zhì)量是鋼水質(zhì) 量的1-1. 3%的鋁，再冶煉15-20分鐘將鋼液轉(zhuǎn)入真空爐內(nèi)；真空爐冶煉將經(jīng)LF爐精煉的鋼水裝入真空爐內(nèi)后，抽取真空爐內(nèi)的氣體，同時向其 內(nèi)噴吹氬氣，使真空爐內(nèi)的真空度達(dá)到30-100 ，并保持15-20分鐘，然后停止抽取真空爐 內(nèi)的氣體，繼續(xù)向真空爐噴吹氬氣15-20分鐘，所得到的鋼水即為高鋁鋼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述爐外精煉步驟中，在加完鋁后，還包 括向LF爐中加入質(zhì)量分別是鋼水質(zhì)量的0. 2%螢石和石灰0. 9%的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述電弧爐冶煉步驟中，鐵水與廢鋼之間 的質(zhì)量比為2 :3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冶煉高鋁鋼的方法，包括電弧爐冶煉和爐外精煉，以及真空爐冶煉步驟。利用該冶煉高鋁鋼的方法冶煉出的高鋁鋼，其純度高，特別是經(jīng)過真空處理，可去除鋼液中的氣體和夾雜物，避免水口結(jié)瘤和鑄坯偏析傾向。
文檔編號C21C5/52GK102051439SQ20101061393
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者吳迪, 孫東升, 常志宏, 張萬發(fā), 王海濱, 王繼偉, 王繼晨 申請人:本鋼板材股份有限公司