[发明专利]一种耐热钢熔体净化方法

说明书

技术领域

本发明属于熔体净化技术领域，涉及一种用于电力、建材、冶金、石化裂解等工业设备上的喷火嘴、篦板、篦条、裂解管等一系列耐热易损件制备过程中熔体净化方法。

背景技术

合金材料耐热钢熔炼凝固过程中，存在氮、氢、氧以及夹杂物，尤其耐热钢含镍高，这种现象更严重。存在熔体中的氮、氢、氧随着熔体温度降低，在随后的冷却及凝固过程中溶解度降低，达到饱和状态以气体形式存在；夹杂物来源分内夹杂物和外夹杂物。外夹杂物可以通过控制原材料质量、熔体钢包、流道槽所用耐火材料质量以及使用方法尽可能降低；内夹杂物如FeO、Fe₂O₃、MnO、SiO₂等，以及他们的复合物，这是氧和脱氧元发生化学反应形成的脱氧产物，大部分上浮进入钢渣，尚有小部分来不及上浮排出而残留在钢中。因此耐热钢洁净化工作主要是围绕脱氧和排除以及由此产生的脱氧产物去除。

国内外关于钢铁熔体洁净化发明开展了大量的研究工作，尤其在大型钢铁企业（如包钢、武钢、宝钢等）取得了良好效果。目前，国内外钢铁企业熔体洁净化常采用炉内熔体洁净化结合炉外精炼法，炉外精炼法有真空炉精炼法、AOD炉法、BOD炉法、KF炉法、RH炉法等。这些方法的使用对于脱氧、脱气、去除夹杂物等效果显著，但成本高、工序复杂、投资大。电磁洁净化是近年来在国内外受到普遍关注的除杂新方法，在铝加工行业也已获得了成功应用。电磁净化基于电磁分离原理，主要影响因素是磁场和电流，根据导电率不同的物质在磁场中受到的电磁作用力大小不同，利用金属熔体与非金属熔体(夹杂物)的电导率的差别，实现纯金属和非金属夹杂物的分离，钢铁科技工作者也在开展将电磁净化方法应用到钢铁熔炼中，但由于耐热钢熔体温度高(1550～1650℃)，比铝熔体(650-800℃)高，还面临许多如过滤器温度耐受度、磁场精确控制、熔体温度严格控制等问题，目前难以解决，而且成本也较高。

中国发明专利申请说明书CN102031384A公开了《一种对镁合金熔体进行净化的方法》，该发明专利采用片状或块状泡沫多孔陶瓷过滤镁合金熔体中固体夹渣物，实现净化镁合金，但不能除去溶于熔体中的氧、氩、氮等。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种耐热钢熔体净化方法，其是通过对炉渣脱氧和钢包内稀土结合吹氩相结合，实现耐热钢高效洁净化，生产工艺简单。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种耐热钢熔体净化方法，采用感应炉熔炼耐热钢，采用炉内沉淀脱氧、扩散脱氧和浇注钢包加稀土及结合钢包底部透气塞吹氩气，实现耐热钢熔体净化。

进一步，以上至少三次造渣，按钢水质量分数加入1%的Mn-Fe、Si-Fe预脱氧，先加Mn-Fe；加钢水质量分数0.15%的Al终脱氧，在出钢水温度1620℃-1650℃保持5min-10min。

进一步，上述扩散脱氧是将炉渣点破，将脱氧剂均匀地加在渣层上，脱氧剂包括Si-Fe粉、Si-Ca粉，脱氧剂粒度1mm-3mm。

进一步，上述Si-Fe粉加入量为钢水质量分数的0.3%；所述Si-Ca粉的加入量为钢水质量分数的0.2%。

进一步，在钢包脱氧时，浇注钢包烘烤，温度大于800℃，钢水注入前按钢水质量分数加入0.2%-0.3%的钇基稀土，粒度1mm-3mm，注入钢水，钢渣混出；钢包底部透气塞采用陶瓷材料制作，吹氩量为每吨钢水吹150升-250升，吹氩压力为1.0kg/㎡-2.0kg/㎡，吹氩时间为5min-10min。

进一步，耐热钢熔炼时造三次渣，炉底按钢水质量分数加入加1%石灰，加合金材料，送电，见钢水加造渣材料，炉料熔毕后，扒渣，再造渣，分别按钢水质量分数加入0.2%的Mn-Fe和Si-Fe，先加Mn-Fe再加Si-Fe，取炉前样分析，加入回炉料，根据炉前样分析结果，加合金调整成分，按钢水质量分数加入0.5%锰铁，待熔化均匀后，再按钢水质量分数加入0.5%硅铁，熔化均匀后，取炉后样，扒渣，造新渣，炉后样分析结果达到成分要求后，同时将炉渣点破，在炉渣中加0.2%硅-钙粉，保温5min-10min，根据钢水质量分数加0.15%的Al终脱氧。

上述硅-钙粉粒度为1min-3mm。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用沉淀脱氧、扩散脱氧和钢包中加稀土及吹氩方式熔炼耐热钢，耐热钢氧含量和夹杂物含量大幅降低，可明显提高耐热钢性能，值提高18.5%-30%，使用寿命提高20%。

具体实施方式