CN102051439B - 冶炼高铝钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冶炼高铝钢的方法，包括电弧炉冶炼和炉外精炼，以及真空炉冶炼步骤。利用该冶炼高铝钢的方法冶炼出的高铝钢，其纯度高，特别是经过真空处理，可去除钢液中的气体和夹杂物，避免水口结瘤和铸坯偏析倾向。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶炼高铝钢的方法。
背景技术
高铝钢是一种具有很高的表面硬度和耐磨性能的钢种,被广泛地应用于制作可承受冲击负荷和往复磨损条件下工作的部件上。由于高铝钢中铝的质量含量通常在1%左右，使钢水因铝含量高而粘稠，且又易被氧化，导致该种钢的表面容易出现缺陷、低倍夹杂、点状偏析等重大质量问题，特别是在冶炼过程中，由于铝极易被氧化，所以，冶炼高铝钢的难度相对较大。
在现有技术中，一种技术方案是直接采用电弧炉来冶炼高铝钢，且在冶炼时，将废钢装入电弧炉内，然后通电加热冶炼。虽然该种冶炼高铝钢的程序简单，但由于废钢中大多含有的氧化铁等氧化物及铜、鉮、铅、锡等有害元素，且这些有害元素的含量很难确定，同时有害气体富集，导致该种钢的纯净度较低，如采用模铸的方式生产钢坯，易使钢坯因此而产生的点状偏析和表面质量问题；而采用连铸的方式生产钢坯，虽然可减少点状偏析和改善钢坯表面质量问题，但由于钢液中的铝高而粘稠，极易堵塞结晶器的水口及使保护渣变性，故使连续浇铸的炉数通常少于4炉，造成漏钢和生产成本的提高。
为解决上述问题，现有技术中另一种解决方案是在采用电弧炉的基础上增加炉外精炼的工序，即将电弧炉内的钢水装入LF炉内进行精炼。虽然炉外精炼可以调整钢水成份及其温度，加铝可实现脱氧脱硫，但其不能去除钢液中的气体和夹杂物，进而造成点状偏析，钢质量差等不足，且使钢坯的生产成本提高。
真空炉虽然在诸多冶金行业都有配置，而真空炉是通过向炉内喷吹氩气使钢液流动的方式来实现脱气的，但由于钢液中的铝质量比钢液轻许多，所以，在钢液流动的过程中全导致铝上浮，而上浮的铝与钢渣相接触后会导致铝损耗。基于这一点，现有技术在冶炼高铝钢时，为了避免铝损耗，均不采用真空炉脱气，从而影响高铝钢的质量。
发明内容
本发明的任务是提供提供一种利用扒渣和真空脱气等方式解决钢液质量问题的冶炼高铝钢的方法。
本发明所提出的冶炼高铝钢的方法包括以下步骤：
电弧炉冶炼：将铁水和废钢装入该电弧炉内，两者之间的质量比为：铁水：废钢＝2：2.5-3.5，冶炼温度在1680-1700℃，并保证钢液中碳含量的重量百分比在0.10-0.15%之间。由于铁水的纯度通常高于废钢，所以，电弧炉冶炼加入铁水可减少钢中氧化物有害元素，能提高钢水的纯净度；同时因铁水本身就具有很高的温度，在电弧炉冶炼时利用铁水温度可以节能。炉外精炼：将经电弧炉冶炼后的钢液送入钢包精炼炉即LF炉中，其冶炼温度为1570-1650℃，冶炼60-90分钟后去除钢液中90-92%的钢渣，再向LF炉中加质量是钢水质量的1-1.3%的铝，再冶炼15-20分钟将钢液转入真空炉内。在炉外精炼时，将大部分钢渣扒出后再加入铝，可有效地避免铝的损耗，能有效地调整钢水成份，同时还能调整钢液温度，钢液温度达到要求。真空炉冶炼：将经LF炉精炼的钢水装入真空炉内后，抽取真空炉内的气体，同时向其内喷吹氩气，使真空炉内的真空度达到30-100Pa，并保持15-20分钟，然后停止抽取真空炉内的气体，继续向真空炉喷吹氩气15-20分钟，所得到的钢水即为高铝钢。真空炉冶炼可抽取真空炉内的气体，即去除钢液中氢、氮、氧等气体和三氧化二铝等等夹杂物，其中的真空度如大于100Pa，达不到冶炼效果。
所述炉外精炼步骤中，在加完铝后，还包括向LF炉中加入质量分别是钢水质量的0.2%萤石和石灰0.9%的步骤。加铝锭沉淀后能实现脱氧脱硫，而萤石和石灰(生石灰)是造渣剂，渣形成后再加铝粉进行扩散脱氧脱硫。
所述电弧炉冶炼步骤中，铁水与废钢之间的质量比为：2：3。
利用本发明所提出的冶炼高铝钢的方法冶炼出的高铝钢，因其纯度高，且控制了合适的渣量，特别是经过真空处理，可去除钢液中的气体和夹杂物，避免水口结瘤和铸坯偏析倾向。经现场试验，用本发明的方法冶炼出的高铝钢进行连铸时，在控制连铸中间包温度1520℃-1535℃，连铸机拉坯速度控制0.70-0.90m/min时，连续浇铸11炉也没有发现结晶器水口结瘤的现象。
具体实施方式：
实施例1:
首先将铁水和废钢装入电弧炉内，铁水和废钢之间的质量比为：2：3，然后将电弧炉的温度升到1700℃，当钢液中碳含量的重量百分比在0.15%时，将电弧炉内的钢液送入钢包精炼炉即LF炉中进行炉外精炼，当LF炉温度达到1650℃时，在该温度下再持续60分钟后，去除钢液中90%的钢渣，向LF炉中加质量是钢水质量的1-1.3%的铝，冶炼15分钟后，再向LF炉中加入质量分别是钢水质量的0.2%萤石和石灰0.9%，再冶炼15分钟后将钢液装入真空炉内，在真空炉内冶炼时，抽取真空炉内的气体，使真空炉内的真空度达到100Pa，同时向其内喷吹氩气，并保持15分钟，然后停止抽取真空炉内的气体，继续向真空炉喷吹氩气20分钟，所得到的钢水即为高铝钢。
实施例2:
首先将铁水和废钢装入电弧炉内，铁水和废钢之间的质量比为：2：3.5，然后将电弧炉的温度升到1680℃，当钢液中碳含量的重量百分比在0.10%时，将电弧炉内的钢液送入钢包精炼炉即LF炉中进行炉外精炼，当LF炉温度达到1570℃时，在该温度下再持续90分钟后，去除钢液中92%的钢渣，向LF炉中加质量是钢水质量的1-1.3%的铝，冶炼20分钟后，再向LF炉中加入质量分别是钢水质量的0.2%萤石和石灰0.9%，再冶炼20分钟后将钢液装入真空炉内，在真空炉内冶炼时，抽取真空炉内的气体，使真空炉内的真空度达到30Pa，同时向其内喷吹氩气，并保持20分钟，然后停止抽取真空炉内的气体，继续向真空炉喷吹氩气15分钟，所得到的钢水即为高铝钢。
实施例3:
首先将铁水和废钢装入电弧炉内，铁水和废钢之间的质量比为：2：2.5，然后将电弧炉的温度升到1690℃，当钢液中碳含量的重量百分比在0.12%时，将电弧炉内的钢液送入钢包精炼炉即LF炉中进行炉外精炼，当LF炉温度达到1600℃时，在该温度下再持续70分钟后，去除钢液中91%的钢渣，向LF炉中加质量是钢水质量的1-1.3%的铝，冶炼17分钟后，再向LF炉中加入质量分别是钢水质量的0.2%萤石和石灰0.9%，再冶炼18分钟后将钢液装入真空炉内，在真空炉内冶炼时，抽取真空炉内的气体，使真空炉内的真空度达到65Pa，同时向其内喷吹氩气，并保持17分钟，然后停止抽取真空炉内的气体，继续向真空炉喷吹氩气17分钟，所得到的钢水即为高铝钢。
Claims (3)
1.冶炼高铝钢的方法，其特征在于包括以下步骤：
电弧炉冶炼：将铁水和废钢装入该电弧炉内，两者之间的质量比为：铁水：废钢＝2：2.5-3.5，冶炼温度在1680-1700℃，并保证钢液中碳含量的重量百分比在0.10-0.15%之间；
炉外精炼：将经电弧炉冶炼后的钢液送入钢包精炼炉即LF炉中，其冶炼温度为1570-1650℃，冶炼60-90分钟后去除钢液中90-92%的钢渣，再向LF炉中加质量是钢水质量的1-1.3%的铝，再冶炼15-20分钟将钢液转入真空炉内；
真空炉冶炼：将经LF炉精炼的钢水装入真空炉内后，抽取真空炉内的气体，同时向其内喷吹氩气，使真空炉内的真空度达到30-100Pa，并保持15-20分钟，然后停止抽取真空炉内的气体，继续向真空炉喷吹氩气15-20分钟，所得到的钢水即为高铝钢。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述炉外精炼步骤中，在加完铝后，还包括向LF炉中加入质量分别是钢水质量的0.2%萤石和石灰0.9%的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电弧炉冶炼步骤中，铁水与废钢之间的质量比为：2：3。
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