專利名稱：：高真空感應(yīng)爐煉鋼增碳方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高真空感應(yīng)爐熔煉后期向爐內(nèi)充入保護(hù)氣后添加增碳劑增碳的方法。
背景技術(shù)：
：碳元素在真空下和鋼液中溶解氧、鋼中氧化物夾雜物發(fā)生反應(yīng)，由于坩堝耐火材料99%是氧化鎂，如果增碳劑隨爐裝入，冶煉過(guò)程中碳與坩堝耐火材料中的氧化鎂發(fā)生反應(yīng)，促使耐火材料剝落，并使真空感應(yīng)爐冶煉過(guò)程碳燒損嚴(yán)重，成品碳含量很難精確控制。目前真空感應(yīng)爐增碳方法主要有兩種，一是出鋼前加入高碳鉻鐵、高碳錳鐵，這種方法只適用于鋼中含鉻高或含錳高的鋼種。二是將石墨增碳劑直接加在熔池上面，缺點(diǎn)是增碳劑容易飄在鋼液面上，不能完全進(jìn)入鋼液，不僅碳含量不均勻，而且碳回收率低于20%。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡(jiǎn)單可靠、碳回收率高的高真空感應(yīng)爐煉鋼增碳方法。本發(fā)明技術(shù)方案是在高真空感應(yīng)爐冶煉需要增碳的鋼種時(shí)，創(chuàng)造有利于提高增碳劑回收率的工藝因素，在出鋼前充入氬氣，將增碳劑裝入純鐵內(nèi)，將裝有增碳劑的純鐵通過(guò)搗料桿放入熔池中，控制合適的溫度，使純鐵塊緩慢熔化，由于增碳劑熔點(diǎn)低于純鐵熔點(diǎn)，所以在純鐵塊熔化的同時(shí)增碳劑被加熱熔化，不產(chǎn)生噴濺，達(dá)到精確、低成本的增碳目的，碳可全部回收。本發(fā)明方法是(1)原料準(zhǔn)備取體積《5%爐最大容量的原料純鐵，沿縱向中心鉆孔，根據(jù)計(jì)算出的增碳量將增碳劑放入通孔空腔內(nèi)，兩端用純鐵片堵焊，用鐵絲懸掛于搗料桿端部；(2)裝料把清潔干燥的純鐵、鐵合金裝入爐內(nèi)，硅鐵、金屬錳放入料斗；(3)合爐抽真空合爐抽真空約15分鐘，當(dāng)爐內(nèi)壓強(qiáng)〈10Pa時(shí)，送電加熱爐料；(4)爐料熔化熔化速度《l/2爐最大容量/小時(shí)；(5)充氣爐料全部熔化后，真空度《3Pa，停止抽真空，并向爐內(nèi)充入氬氣，充氬氣壓力大于0.1個(gè)大氣壓；(6)合金化在氬氣保護(hù)氣氛下，調(diào)整碳成分之外的其它成分符合冶煉鋼種要求后，放下?lián)v料桿，鐵絲熔斷后，裝著增碳劑的純鐵塊進(jìn)入熔池，提起搗料桿，控制功率《額定功率的80%，使純鐵塊緩慢熔化；(7)出鋼澆注采用直接澆注方式。增碳劑是泛指含有一定重量百分比碳成分、且其它元素含量不對(duì)冶煉鋼種質(zhì)量造成危害的材料。將增碳機(jī)劑焊入純鐵腔內(nèi)，利用純鐵塊的重力作用，加入后沉入熔池內(nèi)，使增碳劑來(lái)不及飄浮到鋼液面上就全部熔化，達(dá)到精確控制鋼中碳含量的目的。爐內(nèi)壓強(qiáng)〈10P時(shí)再送電加熱，有利于充分去除爐內(nèi)水分，避免元素氧化損失。爐料在熔化過(guò)程中由于真空的作用可以去除一部分氣體、高蒸氣壓的微量有害元素和硫S等。為使?fàn)t料在熔化過(guò)程中充分去氣和熔化正常，不發(fā)生大噴濺，保證爐內(nèi)高真空度，一般控制熔化速度《1/2爐最大容量，可使鋼在熔化過(guò)程由于真空的作用充分去除氣體。加入增碳劑前停止抽真空，是由于真空下加入的碳會(huì)發(fā)生碳氧反應(yīng)，降低碳的回收率，所以要停止抽真空；充入氬氣的目的是防止停止抽真空后空氣進(jìn)入，充氬氣壓力大于0.1個(gè)大氣壓即可。出鋼澆注時(shí)為了避免注溫下降和氧化膜混入注流中，通常采用帶電澆注。高真空感應(yīng)爐坩堝不是第一爐冶煉，高真空感應(yīng)爐所用氬氣的純度>99%，含水量不大于0.1%。本發(fā)明方法適用于碳含量《0.1%的鋼種冶煉。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單可靠，通過(guò)將增碳劑焊入純鐵空腔內(nèi)，爐料全部熔化后，在氬氣保護(hù)下，通過(guò)搗料桿放入鋼液內(nèi)熔化，無(wú)噴濺，達(dá)到精確、低成本的增碳目的，碳含量能夠精確控制，碳回收率接近100%。具體實(shí)施例方式實(shí)施例一設(shè)備采用200kg高真空感應(yīng)爐極限真空度為6.67X1(T2Pa，電源功率為250KW，頻率為2500Hz，裝爐量100kg。鋼種為取向硅鋼AC3。本發(fā)明冶煉一爐取向硅鋼AC3鋼需要純鐵、合金及增碳劑重量見表l，取向硅鋼AC3成分的控制范圍和控制目標(biāo)見表2。表l冶煉一爐取向硅鋼AC3鋼需要純鐵、合金、增碳劑重量<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>具體步驟如下(1)原料準(zhǔn)備取80mmX80mmXI20mm的原料純鐵，沿純鐵縱向中心鉆025mm的孔，將增碳劑放入純鐵中心孔內(nèi)，兩端堵焊，用鐵絲懸掛于搗料桿端部。增碳劑的化學(xué)成分為C:91.5%,S:0.3%，灰分7.5%，其他鐵、硅等微量成分0.7%。(2)裝料將純鐵、金屬鉻裝入爐內(nèi)，硅鐵、金屬錳、銅絲、放入料倉(cāng)。(3)合爐抽真空爐內(nèi)真空度9Pa，送電，功率40KW;逐步送入高功率120KW。(4)熔化速度《50公斤/小時(shí)，爐最大容量100公斤。(5)充氣裝入爐內(nèi)的固體原料全部熔化成鋼水，真空度達(dá)到2.0Pa，停止抽真空，向爐內(nèi)充入氬氣0.2個(gè)大氣壓。(6)合金化加入硅鐵，銅。放下?lián)v料桿，鐵絲熔斷，純鐵塊掉進(jìn)熔池。純鐵塊全部熔化，加入金屬錳。(7)出鋼澆注。成品鋼的化學(xué)成分見表3。表3取向硅鋼AC3成品鋼化學(xué)成分(％)cSiMnSCrCu0.0343.080.200.0060.050.45碳回收率達(dá)到100%。實(shí)施例二設(shè)備采用200kg高真空感應(yīng)爐極限真空度為6.67X10—2Pa，電源功率為250KW，頻率為2500Hz，裝爐量100kg。鋼種為取向硅鋼AM6。本發(fā)明冶煉一爐取向硅鋼AM6鋼需要純鐵、合金、增碳劑重量見表4，取向硅鋼AM6成分的控制范圍和控制目標(biāo)見表5。表4冶煉一爐取向硅鋼AM6鋼需要純鐵、合金、增碳劑重量原料種類增碳劑硅鐵銅FeS純鐵加入量(kg)0.0570.0364.280.0850.05595表5取向硅鋼AM6成分控制范圍及控制目標(biāo)(％)c%Si%Mn%Cu%S控制范圍0.045/0.0553.0/3.20.05/0.070.07/0.090.015/0.025控制目標(biāo)0.0523.240.0620.0850.023具體步驟如下(1)取80mmX80mmX120mm的原料純鐵，沿純鐵縱向中心鉆025mm的孔，將增碳劑放入純鐵中心孔內(nèi)，兩端堵焊，用鐵絲懸掛于搗料桿端部。增碳劑的化學(xué)成分為C:80.0%,S:0.02%，鐵成分19.0%，硅等微量成分0.98%。(2)將純鐵、金屬鉻裝入爐內(nèi)，硅鐵、金屬錳、銅絲、放入料倉(cāng)。(3)合爐抽真空，爐內(nèi)真空度9Pa，送電，功率40KW;逐步送入高功率120KW。(4)熔化速度《50公斤/小時(shí)，爐最大容量100公斤。(5)裝入爐內(nèi)的固體原料全部熔化成鋼水，真空度達(dá)到2.3Pa。停止抽真空，向爐內(nèi)充入氬氣0.2個(gè)大氣壓。(6)加入硅鐵，銅。放下?lián)v料桿，鐵絲熔斷，純鐵塊掉進(jìn)熔池。純鐵塊全部熔化，加入金屬錳。(7)按工藝要求進(jìn)行出鋼澆注。成品鋼的化學(xué)成分見表6。碳回收率可達(dá)到100%。表6取向硅鋼AM6成品鋼化學(xué)成分(％)cSiMnCuS0.0533.150.060.0820.020權(quán)利要求1.一種高真空感應(yīng)爐煉鋼增碳方法，其特征是(1)原料準(zhǔn)備取體積≤5％爐最大容量的原料純鐵，沿縱向中心鉆孔，根據(jù)計(jì)算出的增碳量將增碳劑放入通孔空腔內(nèi)，兩端用純鐵片堵焊，用鐵絲懸掛于搗料桿端部；(2)裝料把清潔干燥的純鐵、鐵合金裝入爐內(nèi)，硅鐵、金屬錳放入料斗；(3)合爐抽真空合爐抽真空約15分鐘，當(dāng)爐內(nèi)壓強(qiáng)<10Pa時(shí)，送電加熱爐料；(4)爐料熔化熔化速度≤1/2爐最大容量/小時(shí)；(5)充氣爐料全部熔化后，真空度≤3Pa，停止抽真空，并向爐內(nèi)充入氬氣，充氬氣壓力大于0.1個(gè)大氣壓；(6)合金化在氬氣保護(hù)氣氛下，調(diào)整碳成分之外的其它成分符合冶煉鋼種要求后，放下?lián)v料桿，鐵絲熔斷后，裝著增碳劑的純鐵塊進(jìn)入熔池，提起搗料桿，控制功率≤額定功率的80％，使純鐵塊緩慢熔化；(7)出鋼澆注采用直接澆注方式。2、如權(quán)利要求1所述的高真空感應(yīng)爐煉鋼增碳方法，其特征是高真空感應(yīng)爐坩堝不是第一爐冶煉。3、如權(quán)利要求1所述的高真空感應(yīng)爐煉鋼增碳方法，其特征是高真空感應(yīng)爐所用氬氣的純度》99%。4、如權(quán)利要求1所述的高真空感應(yīng)爐煉鋼增碳方法，其特征是增碳劑指含有一定重量百分比碳成分、且其它元素含量不對(duì)冶煉鋼種質(zhì)量造成危害的材料。5、如權(quán)利要求1所述的高真空感應(yīng)爐煉鋼增碳方法，其特征是出鋼澆注采用帶電澆注。全文摘要一種高真空感應(yīng)爐煉鋼增碳方法，適用于碳含量≤0.1％的鋼種冶煉，目的是簡(jiǎn)單可靠、碳回收率高；本發(fā)明取體積≤5％爐最大容量的原料純鐵，沿縱向中心鉆孔，根據(jù)計(jì)算出的增碳量將增碳劑放入通孔空腔內(nèi)，兩端堵焊，用鐵絲懸掛于搗料桿端部；把純鐵、鐵合金裝入爐內(nèi)，硅鐵、金屬錳放入料斗；合爐抽真空，當(dāng)爐內(nèi)壓強(qiáng)＜10Pa時(shí)，送電加熱爐料；熔化速度≤1/2爐最大容量/小時(shí)；爐料熔化后，真空度≤3Pa，停止抽真空，并向爐內(nèi)充入氬氣，在氬氣保護(hù)氣氛下，調(diào)整碳成分之外的其它成分符合冶煉鋼種要求后，放下?lián)v料桿，鐵絲熔斷后，裝著增碳劑的純鐵塊進(jìn)入熔池，控制功率≤額定功率的80％，使純鐵塊緩慢熔化；出鋼澆注。文檔編號(hào)C21C7/00GK101372720SQ20081007942公開日2009年2月25日申請(qǐng)日期2008年9月19日優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日發(fā)明者趙鴻燕申請(qǐng)人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司