專利名稱：一種中頻爐煉鋼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中頻爐煉鋼方法。
背景技術(shù)：
目前，許多鑄造生產(chǎn)廠普遍采用中頻爐進(jìn)行煉鋼。隨著我國(guó)電爐煉鋼的迅速發(fā)展，優(yōu)質(zhì)廢鋼資源短缺、廢鋼品質(zhì)劣化的問(wèn)題越來(lái)越突出，特別是，中頻爐煉制的鋼水出現(xiàn)碳超標(biāo)的情況越來(lái)越多。由于中頻爐熔煉方式、容量及生產(chǎn)節(jié)奏等特點(diǎn)，轉(zhuǎn)爐、電弧爐常用的吹氧脫碳、真空脫碳、加礦石脫碳以及向爐內(nèi)噴吹脫碳粉劑等方法，并不適用于中頻爐在線煉鋼。中頻爐熔煉出現(xiàn)碳超標(biāo)，大多數(shù)生產(chǎn)廠采用加低碳廢鋼的方法來(lái)降低碳含量，然而，由于中頻爐容量過(guò)載量小，限制了低碳廢鋼的加入量，常常須將鋼水倒出一部分，然后加低碳廢鋼重新熔煉，從而導(dǎo)致操作費(fèi)時(shí)、費(fèi)料，生產(chǎn)成本升高；也有些生產(chǎn)廠通過(guò)加入氣割渣的方法來(lái)進(jìn)行脫碳，然而，由于氣割渣含F(xiàn)e量較高，脫碳量有限，且會(huì)沉入鋼水中，因此，當(dāng)脫碳量較大時(shí)，需要加入大量的氣割渣，從而容易出現(xiàn)鋼水劇烈沸騰、溢出燒傷事故，不利于·推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的中頻爐煉鋼過(guò)程中為防止碳超標(biāo)而采用的脫碳方法存在的上述缺陷，提供一種新的中頻爐煉鋼方法。本發(fā)明提供了一種中頻爐煉鋼方法，該方法包括在中頻爐煉鋼條件下，將廢鋼和冶金渣料加入中頻爐中加熱至熔融，得到熔清鋼液，然后根據(jù)該熔清鋼液中的碳含量，向所述中頻爐中加入氧化鐵皮，并將所述氧化鐵皮熔融。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“熔清鋼液”是指中頻爐中的廢鋼充分熔融并均勻混合后得到的鋼液。根據(jù)本發(fā)明的所述中頻爐煉鋼方法，由于加入中頻爐的熔清鋼液中的氧化鐵皮結(jié)構(gòu)疏松，密度較小，加入中頻爐中之后會(huì)堆積并覆蓋在熔清鋼液的表面上，而不會(huì)沉入熔清鋼液中；而且，在熔清鋼液沸騰時(shí)能夠與覆蓋在表層的鐵的氧化物接觸，并發(fā)生如下反應(yīng)(Fe2O3) + [Fe] — (FeO)(Fe3O4) + [Fe] — (FeO)(FeO) + [C] — CO+[Fe]從而能夠?qū)崿F(xiàn)脫除熔清鋼液中超標(biāo)的碳。另外，由于氧化鐵皮加入熔清鋼液中之后，覆蓋在熔清鋼液的表面上，能夠避免出現(xiàn)熔清鋼液劇烈沸騰、溢出燒傷事故。此外，在鋼材鍛造和熱軋等熱加工工序中會(huì)形成大量的氧化鐵皮，這些氧化鐵皮通常是作為廢物排出的，從而未能得到回收利用，因此，本發(fā)明還實(shí)現(xiàn)了氧化鐵皮的回收利用。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的所述中頻爐煉鋼方法包括在中頻爐煉鋼條件下，將廢鋼加入中頻爐中加熱至熔融，得到熔清鋼液，然后根據(jù)該熔清鋼液中的碳含量，向所述中頻爐中加入氧化鐵皮，并將所述氧化鐵皮熔融。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“氧化鐵皮”是指主要含有鐵的氧化物(如Fe203、Fe3O4和FeO)的片狀物。所述氧化鐵皮的來(lái)源沒(méi)有特別的限定，可以是常規(guī)的鐵制品的表面上由于氧化而生成的氧化鐵皮，也可以是鋼材鍛造和熱軋等熱加工工序中形成的氧化鐵皮。根據(jù)本發(fā)明的所述方法，以所述氧化鐵皮的總重量為基準(zhǔn)，所述氧化鐵皮可以含有5-20重量％的Fe203、30-70重量％的Fe3O4和20-60重量％的FeO。優(yōu)選情況下，以所述氧化鐵皮的總重量為基準(zhǔn)，所述氧化鐵皮含有8-15重量％的Fe2O3、40-60重量％的Fe3O4和30-50 重量％的 FeO。
根據(jù)本發(fā)明的所述方法，由于氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)疏松且密度較小，因此，各種常規(guī)尺寸的氧化鐵皮加入中頻爐的所述熔清鋼液中之后，均會(huì)堆積并覆蓋在鋼水的表面上，從而能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。優(yōu)選情況下，為了避免氧化鐵皮在投料的過(guò)程中由于顆粒過(guò)小而導(dǎo)致氧化鐵皮飄散，同時(shí)促使所述氧化鐵皮均勻分散于所述熔清鋼液的表面上，所述氧化鐵皮為片狀顆粒，且該片狀顆粒的表面尺寸為1-20毫米，厚度為O. 01-1毫米。所述片狀顆粒的表面尺寸是指片狀顆粒的相對(duì)較平整的表面上的兩個(gè)不同點(diǎn)之間的最大直線距離。根據(jù)本發(fā)明的所述方法，所述氧化鐵皮加入所述熔清鋼液中會(huì)覆蓋在熔清鋼液的表面上，隨著熔清鋼液的沸騰，熔清鋼液會(huì)與覆蓋在表面上的鐵的氧化物發(fā)生反應(yīng)，從而脫除所述熔清鋼液中超標(biāo)的碳。因此，所述氧化鐵皮的加入能夠起到脫碳的作用。對(duì)于所述氧化鐵皮的加入量，本發(fā)明中沒(méi)有特別的限定。具體的所述氧化鐵皮的加入量可以根據(jù)生產(chǎn)的鋼種、熔清鋼液中的碳含量的不同而不同。優(yōu)選情況下，所述氧化鐵皮的加入量W符合下述公式W = AC /Φ其中，AC為所述熔清鋼液中碳含量的超標(biāo)重量，Φ為O. 05-0. I。根據(jù)上述公式計(jì)算得到的氧化鐵皮的加入量W與AC的單位一致。其中AC=(所述熔清鋼液中碳含量(重量％ )_標(biāo)準(zhǔn)鋼種的碳含量(重量％ )) X所述熔清鋼液的重量所述標(biāo)準(zhǔn)鋼種的碳含量可以根據(jù)所要生產(chǎn)的鋼種的不同而不同。根據(jù)本發(fā)明的所述方法，所述中頻爐煉鋼的具體操作方法可以根據(jù)常規(guī)的中頻爐煉鋼方法實(shí)施。因此，在本發(fā)明中，所述中頻爐煉鋼條件沒(méi)有特別的限定，可以按照常規(guī)的中頻爐煉鋼方法進(jìn)行操作。優(yōu)選情況下，所述中頻爐煉鋼條件包括溫度為所述廢鋼的熔融溫度以上30-50。。。在本發(fā)明中，所述廢鋼是指鋼鐵廠生產(chǎn)過(guò)程中不成為產(chǎn)品的鋼鐵廢料(如切邊、切頭等)以及使用后報(bào)廢的設(shè)備、構(gòu)件中的鋼鐵材料等。所述廢鋼可以是含碳量單一的廢鋼，也即在同一批次產(chǎn)生的廢鋼；也可以是不同含碳量的廢鋼混合料(即含有低碳廢鋼、中碳廢鋼和高碳廢鋼中的至少兩種的混合料)，該混合料中甚至可以混有廢鐵。前者稱為優(yōu)質(zhì)廢鋼，后者稱為劣質(zhì)廢鋼。根據(jù)本發(fā)明提供的所述方法，所述廢鋼可以為中頻爐煉鋼過(guò)程中常規(guī)使用的各種廢鋼。特別是，本發(fā)明的方法適合采用較劣質(zhì)的廢鋼進(jìn)行冶煉。根據(jù)本發(fā)明提供的所述方法，在將中頻爐中的鋼液中的碳含量調(diào)節(jié)至符合要求之后，根據(jù)鋼種的要求，還可以按照中頻爐煉鋼的常規(guī)操作方法向中頻爐中加入各種合金，進(jìn)行合金化處理。根據(jù)本發(fā)明提供的所述方法，在中頻爐中的鋼水的各種成分均符合要求之后，可以調(diào)整所述鋼水的溫度，進(jìn)行出鋼澆鑄。以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。在以下實(shí)施例中，熔清鋼液和鋼水中的碳元素、硫元素、磷元素、錳元素和硅元素的含量各自分別可以根據(jù)GB/T 223. 1-1981的方法、GB/T223. 2-1981的方法、GB/T223. 3-1988 的方法、GB/T 223. 4-1988 的方法和 GB/T223. 5-1997 的方法測(cè)得。實(shí)施例I·
本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的所述中頻爐煉鋼方法。本實(shí)施例用于煉制ZUB HOCrMo型鋼種，其標(biāo)準(zhǔn)碳含量為I. 3-1. 5重量％。將100重量份的鋼鐵廢料(由重量比為I : I的中碳廢鋼和高碳廢鋼組成)加入中頻爐(購(gòu)自昆明南天整流設(shè)備有限公司，型號(hào)為KGPS 500-1)中，通電將中頻爐中的爐料加熱熔融。待爐料熔清后，得到熔清鋼液，并取樣分析得知，該熔清鋼液的主要成分為
I.720重量％的(、0. 087重量％的5丨、0. 199重量％的]^、0. 029重量％的5和O. 034重量％的P。升溫至1450°C，在攪拌下，向所述中頻爐中加入3重量份的片狀氧化鐵皮(由約10重量％的Fe2O3、約50重量％的Fe3O4和約40重量％的FeO組成，片狀顆粒的表面尺寸為約1-20毫米，厚度為約O. 01-1毫米)，待氧化鐵皮全部熔融之后，繼續(xù)熔煉10分鐘，之后取樣分析得知鋼液的主要成分為=1. 470重量％的C、0. 036重量％的Si、0. 126重量％的胞、O. 029重量％的S和O. 033重量％的P。然后，在攪拌下，向所述中頻爐中加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵和鑰鐵進(jìn)行合金化，待這些合金全部熔融之后，取樣分析。待合金成分合格之后，調(diào)整溫度進(jìn)行出鋼澆鑄，即得成分符合要求的ZUBHOCrMo型鋼種。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的所述中頻爐煉鋼方法。本實(shí)施例用于煉制ZG35CrMnSi型鋼種，其標(biāo)準(zhǔn)碳含量為O. 30-0. 40重量％。將100重量份的鋼鐵廢料(由重量比為I : I的低碳廢鋼和中碳廢鋼組成)加入中頻爐(購(gòu)自昆明南天整流設(shè)備有限公司，型號(hào)為KGPS 200-1)中，通電將中頻爐中的爐料加熱熔融。待爐料熔清后，得到熔清鋼液，并取樣分析得知，該熔清鋼液的主要成分為O. 680重量％的(、0. 292重量％的5丨、0. 497重量％的]^、0. 014重量％的S和O. 020重量％的P。升溫至1520°C，在攪拌下，向所述中頻爐中加入5. 5重量份的片狀氧化鐵皮(由約8重量％的Fe2O3、約60重量％的Fe3O4和約32重量％的FeO組成，片狀顆粒的表面尺寸為約1-20毫米，厚度為約O. 01-1毫米)，待氧化鐵皮全部熔融之后，繼續(xù)熔煉8分鐘，之后取樣分析得知鋼液的主要成分為=0. 330重量％的C、0. 197重量％的Si、0. 380重量％的胞、O. 014重量％的S和O. 021重量％的P。
然后，在攪拌下，向所述中頻爐中加入硅鐵、錳鐵和鉻鐵進(jìn)行合金化，待這些合金全部熔融之后，取樣分析。待合金成分合格之后，調(diào)整溫度進(jìn)行出鋼澆鑄，即得成分符合要求的ZG35CrMnSi型鋼種。實(shí)施例3本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的所述中頻爐煉鋼方法。本實(shí)施例用于煉制ZG270-500型鋼種，其標(biāo)準(zhǔn)碳含量為< O. 4重量％。將100重量份的鋼鐵廢料(由重量比為3 2的低碳廢鋼和中碳廢鋼組成)加入中頻爐(購(gòu)自昆明南天整流設(shè)備有限公司，型號(hào)為KGPS 100-1)中，通電將中頻爐中的爐料加熱至熔融。待爐料熔清后，得到熔清鋼液，并取樣分析得知，該熔清鋼液的主要成分為O. 540重量％的C、0. 257重量％的Si、0. 431重量％的Μη、0. 017重量％的S和O. 023重量％的P。 升溫至1530°C，在攪拌下，向所述中頻爐中加入3重量份的片狀氧化鐵皮(由約15重量％的Fe2O3、約40重量％的Fe3O4和約45重量％的FeO組成，片狀顆粒的表面尺寸為約1-20毫米，厚度為約O. 01-1毫米)，待氧化鐵皮全部熔融之后，繼續(xù)熔煉5分鐘，之后取樣分析得知鋼液的主要成分為=0. 330重量％的C、0. 190重量％的Si、0. 380重量％的胞、
O.017重量％的S和O. 021重量％的P。然后，在攪拌下，向所述中頻爐中加入硅鐵和錳鐵進(jìn)行合金化，待這些合金全部熔融之后，取樣分析。待合金成分合格之后，調(diào)整溫度進(jìn)行出鋼澆鑄，即得成分符合要求的ZG270-500 型鋼種。由上述實(shí)施例1-3可知，根據(jù)本發(fā)明的方法可以有效脫除熔清鋼液中超標(biāo)的碳，從而能夠獲得符合要求的鋼種。
權(quán)利要求
1.一種中頻爐煉鋼方法，該方法包括在中頻爐煉鋼條件下，將廢鋼加入中頻爐中加熱至熔融，得到熔清鋼液，然后根據(jù)該熔清鋼液中的碳含量，向所述中頻爐中加入氧化鐵皮，并將所述氧化鐵皮熔融。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，以所述氧化鐵皮的總重量為基準(zhǔn)，所述氧化鐵皮含有5-20重量％的Fe2O3、30-70重量％的Fe3O4和20-60重量％的FeO。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，以所述氧化鐵皮的總重量為基準(zhǔn)，所述氧化鐵皮含有8-15重量％的Fe203、40-60重量％的Fe3O4和30-50重量％的FeO。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述氧化鐵皮為片狀顆粒，且該片狀顆粒的表面尺寸為1-20毫米，厚度為O. 01-1毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述氧化鐵皮的加入量W符合下述公式 W = AC/Φ 其中，AC為所述熔清鋼液中碳含量的超標(biāo)重量，Φ為O. 05-0. I。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述中頻爐煉鋼條件包括溫度為所述廢鋼的熔融溫度以上30-50°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中頻爐煉鋼方法，該方法包括在中頻爐煉鋼條件下，將廢鋼加入中頻爐中加熱至熔融，得到熔清鋼液，然后根據(jù)該熔清鋼液中的碳含量，向所述中頻爐中加入氧化鐵皮，并將所述氧化鐵皮熔融。根據(jù)本發(fā)明的方法可以有效脫除熔清鋼液中超標(biāo)的碳，從而能夠獲得符合要求的鋼種。
文檔編號(hào)C21C5/52GK102888489SQ201110205108
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者鐘兵, 劉敏, 馮衛(wèi)明, 陳躍明, 羅廷彬 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司