[发明专利]含有易氧化元素钢材的炼制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有易氧化元素钢材的炼制方法，属于铸造冶炼领域。

背景技术

传统锻钢毛坯的生产工艺流程为电炉(EAF)+炉外精炼(LF)+真空脱气(VD)+真空浇注(VC)+电渣重熔(ESR)，采用其中的一部分或全部流程。电炉(EAF)可选择电弧炉、中频炉或其他熔炼炉。

电弧炉是利用电极电弧产生的高温来熔炼矿石和金属，其可以有效去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适合优质合金钢的熔炼，电弧炉大型化、现代化、工艺技术日益完善，电弧炉钢占总钢量比例不断增长。电弧炉采用传统氧化法冶炼，具体配料工艺是在明确各类炉料分类标准的基础上以一种或两种炉料(比如废钢、生铁)为主料，再配以部分辅助炉料(如铬、硅、锰合金钢)的选择性配料方案。传统氧化法冶炼的配料工艺可充分利用贵重金属元素(如Ni、Mo)、缩短氧化时间，并能保证氧化期去气去夹杂，但该配料工艺受炉料结构和冶炼工艺的影响，炉料中返回高铬锭头、钢屑、注余占40％以上，不仅氧化时间长而且易氧化元素铬、硅、锰，尤其是铬在氧化脱磷过程中损失较大，出钢前几乎均为残余痕迹含量，不利于易氧化元素的回收，钢水化学成分合格率低。

中频炉广泛用于有色金属和黑色金属的熔炼。与其他铸造设备相比较,中频炉具有热效率高、成本低，熔炼时间短、合金元素烧损少、熔炼材质广、对环境污染小、能精确控制金属液的温度和成分等优点。因此中频炉配料的精准性在很大程度上影响着钢水的成分，因此特制定含有易氧化元素钢材的炼制方法。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种含有易氧化元素钢材的炼制方法，易氧化元素的氧化率低，可充分回收易氧化元素，进而提高钢水化学成分的合格率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种含有易氧化元素钢材的炼制方法，包括含有易氧化元素的金属炉料的配比及熔炼，所述含有易氧化元素的金属炉料是包括铬、硅、锰的一种或几种的金属炉料，配比好的金属炉料在中频炉内进行熔炼，熔炼温度为1600～1700℃。

本发明技术方案的进一步改进在于：

当所含易氧化元素为一种时，该易氧化元素的加入量为炼制钢材中该元素含量上限的100.3～100.7％；

当所含易氧化元素为两种以上时，含量最高的易氧化元素的加入量为炼制钢材中该元素上限的100.3～100.7％，其他易氧化元素的加入量为炼制钢材中相应元素上限的100～100.7％。

本发明技术方案的进一步改进在于：熔炼用的中频炉的炉衬为刚玉尖晶石干式料。

本发明技术方案的进一步改进在于：刚玉尖晶石干式料的粒度为0.1～1mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：金属炉料的尺寸为中频炉直径的80％以下。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：采用中频炉进行易氧化元素铬、硅、锰的冶炼，易氧化元素的氧化率低，可以最大限度地回收铬、硅、锰等合金元素，大幅提高钢铁料收得率，进而可精确控制钢水的成分。

当所含易氧化元素为一种时，该易氧化元素的加入量为炼制钢材中该元素含量上限的100.3～100.7％；或者当所含易氧化元素为两种以上时，含量最高的易氧化元素的加入量为炼制钢材中该元素上限的100.3～100.7％，其他易氧化元素的加入量为炼制钢材中相应元素上限的100～100.7％，此举可保证易氧化元素在和其他炉(如电弧)所炼制的钢水合水进入精炼炉后满足产品中化学元素的含量要求。

中频炉的炉衬为刚玉尖晶石干式料，刚玉尖晶石具有良好的耐化学侵蚀性能、高温热稳定性和高温强度，不会和炉料发生氧化反应，非常适宜出炉温度在1600～1700℃钢水的熔炼，炉衬寿命达到60炉以上，出钢温度平均达到1650℃以上，效果良好。

刚玉尖晶石干式料的粒度为0.1～1mm，炉衬名义光滑平坦，不裂纹掉块，而且在名义形成一层4～6mm的挂渣，有利于减少炉衬在投废钢过程中的机械损坏跟炉渣侵蚀，成型炉衬整体性好，易施工、易拆除。

金属炉料的尺寸为中频炉直径的80％以下，炉料体积小，便于提高熔炼速度，缩短熔炼时间，同时所需电能少，节省了总和成本，降低了总综合能耗，绿色环保。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1

选用的中频炉的直径为1000mm，待冶炼产品所含易氧化元素为Cr：1.00～1.80％，Si：0.80～1.50％，Mn：0.50～1.20％。