一種電爐全鐵水冶煉工藝生產(chǎn)優(yōu)特鋼的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煉鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種電爐全鐵水冶煉工藝生產(chǎn)優(yōu)特 鋼的方法，適用于傳統(tǒng)電爐通過(guò)生產(chǎn)設(shè)備改造及技術(shù)升級(jí)，可進(jìn)行100%全鐵水冶煉，同時(shí) 優(yōu)化LF爐精煉工藝生產(chǎn)各類優(yōu)特鋼鋼種。
【背景技術(shù)】
[0002] 優(yōu)特鋼主要指碳結(jié)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼鋼及彈簧鋼、齒輪鋼、軸承鋼、非調(diào)鋼等為代表 的合金鋼，且普遍具有較低的硫磷含量要求，用途非常廣泛。
[0003] 在本發(fā)明之前，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的優(yōu)特鋼生產(chǎn)工藝主要分為兩種：廢鋼一電爐冶煉一LF 爐精煉一真空精煉一模鑄或連鑄一軋制；高爐鐵水一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF爐精煉一真空精煉一 模鑄或連鑄一軋制。即轉(zhuǎn)爐和電爐兩種生產(chǎn)工藝，采用傳統(tǒng)電爐工藝生產(chǎn)優(yōu)特鋼廢鋼價(jià)格 高、能耗高、周期長(zhǎng)、殘余元素高，生產(chǎn)成本難以承受，雖然電爐生產(chǎn)廠經(jīng)過(guò)技術(shù)提升，也加 入部分鐵水進(jìn)行冶煉生產(chǎn)，但鐵水加入比例有一定限制；采用轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)優(yōu)特鋼，終點(diǎn)碳 一般難于控制，出鋼爐渣及鋼水氧化性強(qiáng)，鋼材純凈度不理想。
[0004] 本發(fā)明通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)電爐的裝備技術(shù)改造，可以如轉(zhuǎn)爐一樣進(jìn)行全鐵水冶煉生產(chǎn)， 冶煉終點(diǎn)可以采用高拉碳出鋼，且可以采用電爐固有的偏心底出鋼方式防止氧化渣進(jìn)入鋼 包，兼具了電爐與轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)結(jié)合出鋼脫氧工藝及后續(xù)的精煉造渣工藝優(yōu)化，降低了 生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明采用康斯迪電爐全鐵水初煉一 LF+VD爐精煉工藝，可以 生產(chǎn)45#、40Cr、20-42CrMo、20CrMnTi、37Mn5、GCrl5、T10等等各類碳結(jié)、合金結(jié)構(gòu)鋼及合金 鋼的優(yōu)特鋼品種。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種電爐全鐵水冶煉工藝生產(chǎn)優(yōu)特鋼的方法，該方法同時(shí)兼 具電爐與轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)，既可以與轉(zhuǎn)爐一樣100%全鐵水氧氣吹煉降低生產(chǎn)成本，也可以利用 電爐特有的出鋼方式避免危害鋼水純凈度的氧化渣進(jìn)入下一步工序，同時(shí)還可進(jìn)一步優(yōu)化 出鋼脫氧方式和后續(xù)LF爐精煉造渣方式。
[0006] 本發(fā)明的工藝流程為康斯迪電爐全鐵水冶煉一偏心底出鋼一LF-VD精煉一澆鑄 -乳制一廣品入庫(kù)。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵主要有以下幾點(diǎn)：1、進(jìn)行康斯迪電爐設(shè)備改造，去除原有加熱 電極，爐壁加裝三支氧槍，以增大電爐供氧強(qiáng)度，采用轉(zhuǎn)爐模式100%全鐵水進(jìn)行冶煉；
[0008] 2、根據(jù)所煉鋼種要求在較大范圍內(nèi)調(diào)整終點(diǎn)碳含量，終點(diǎn)碳含量在0. 05-0. 70% 之間，終點(diǎn)成分高低簡(jiǎn)易可控，降低了鋼水原始氧化性；這與傳統(tǒng)電爐和轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中相比具 有優(yōu)勢(shì)。
[0009] 3、利用康斯迪電爐的偏心底出鋼方式，防止高氧化性渣進(jìn)入鋼包，同時(shí)由于電爐 下渣較少，需對(duì)精煉的渣量及爐渣成分進(jìn)行優(yōu)化控制。
[0010] 4、充分利用電爐原有的偏心底出鋼方式，降低了高氧化渣進(jìn)入鋼包的可能，出鋼 過(guò)程補(bǔ)加200-1000kg造渣料，優(yōu)化了后續(xù)精煉造渣工藝，利于鋼水純凈度的提高。
[0011] 采取的措施是通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)電爐進(jìn)行設(shè)備及技術(shù)改造，電爐采用100%全鐵水進(jìn)行 冶煉，控制合適的爐壁氧槍吹氧強(qiáng)度及底吹氬攪拌，在達(dá)到目標(biāo)溫度和磷含量等指標(biāo)要求 下，根據(jù)冶煉鋼種控制合理的出鋼碳含量。出鋼過(guò)程采用偏心底出鋼技術(shù)，防止?fàn)t中高氧化 性爐渣進(jìn)入鋼包。另一方面，優(yōu)化出鋼脫氧操作和LF爐造渣工藝，可以滿足大部分優(yōu)特鋼 的生產(chǎn)技術(shù)要求。
[0012] 本發(fā)明在各環(huán)節(jié)控制的工藝參數(shù)如下：
[0013] (1)電爐在裝入制度上，少裝或不裝廢鋼，鐵水裝入量為80%-100% ;
[0014] (2)去除電爐原有電極，采用爐壁氧槍吹氧冶煉鐵水，終點(diǎn)碳含量在0. 05-0. 70%， 磷含量P < 〇· 015% ;
[0015] (3)出鋼采用偏心底出鋼方式，防止氧化渣進(jìn)入鋼包；
[0016] (4)出鋼過(guò)程補(bǔ)加200_1000kg造渣料，同時(shí)采用鋁或硅錳合金脫氧；
[0017] (5)進(jìn)入LF爐精煉等后續(xù)環(huán)節(jié)生產(chǎn)各類優(yōu)特鋼品種。
[0018] 所述的全鐵水冶煉工藝是指：電爐少裝或不裝廢鋼，鐵水裝入量最大可達(dá)到 100% ；
[0019] 所述的終點(diǎn)碳高低可控是指在冶煉高碳鋼時(shí)，如軸承鋼生產(chǎn)采用高拉碳操作為減 少碳粉加入量及降低鋼材原始氧化性，終點(diǎn)碳含量控制在〇. 30-0. 80%;在冶煉如20CrMnTi 等較低碳鋼時(shí)，根據(jù)鋼種標(biāo)準(zhǔn)成分，降低出鋼碳含量在〇. 05-0. 15%。
[0020] 本發(fā)明一種電爐全鐵水冶煉工藝生產(chǎn)優(yōu)特鋼的方法，需進(jìn)行傳統(tǒng)電爐設(shè)備及技術(shù) 改造，取消原電極，爐壁加裝三支氧槍，以增大電爐供氧強(qiáng)度。
[0021] 本發(fā)明可以在電爐中進(jìn)行如轉(zhuǎn)爐一樣的全鐵水吹氧操作，同時(shí)利用電爐的設(shè)備特 點(diǎn)進(jìn)行偏心底出鋼，解決了轉(zhuǎn)爐爐渣高氧化性爐渣下渣的弊端。
[0022] 本發(fā)明根據(jù)冶煉鋼種要求成分，終點(diǎn)成分高低可控，既降低了生產(chǎn)成本，也降低了 鋼水原始氧化性，利于鋼材純凈度的提高。
[0023] 本發(fā)明由于終點(diǎn)碳含量和出鋼方式的變化，與原有的轉(zhuǎn)爐或傳統(tǒng)電爐相比，需對(duì) 鋼水脫氧及精煉造渣工藝上進(jìn)行優(yōu)化。
[0024] 采用該工藝可以冶煉 45#、40Cr、20-42CrMo、20CrMnTi、37Mn5、GCrl5、TlO 等各類 碳結(jié)、合金結(jié)構(gòu)鋼及合金鋼的優(yōu)特鋼品種，且為后續(xù)精煉及連鑄工藝生產(chǎn)成本低，鋼材純凈 度高的鋼水創(chuàng)造了條件。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 生產(chǎn)優(yōu)特鋼的流程為：康斯迪電爐全鐵水冶煉一偏心底出鋼一LF-VD精煉一澆鑄 -乳制一廣品入庫(kù)。
[0026] 例1 :高碳鋼軸承鋼GCrl5生產(chǎn)
[0027] 采用100%全鐵水裝入制度，鐵水S < 0. 050%，總裝入量75噸，爐壁氧槍吹氧操 作。終點(diǎn)碳含量〇. 56 %，磷含量0. 008 %，采用鋁合金終脫氧，電爐采用Si-Mn合金配Mn，不 足Si部分用硅鐵補(bǔ)齊，采用高碳鉻鐵配鉻。偏心底出鋼，出鋼加入300kg造渣料。
[0028] 表1、實(shí)物質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果
[0029]
[0030] 例2 :齒輪鋼20CrMnTi生產(chǎn)
[0031] 采用100%全鐵水裝入制度，鐵水S彡0.050%，總裝入量75噸，爐壁氧槍吹氧操 作。終點(diǎn)碳含量〇. 08 %，磷含量0. 007 %，采用鋁合金終脫氧，電爐采用Si-Mn合金配Mn，不 足Si部分用硅鐵補(bǔ)齊，采用中碳或低碳鉻鐵配鉻。偏心底出鋼，出鋼加入200kg造渣料。
[0032] 表2 20CrMnTi實(shí)物化學(xué)成分
[0033]
[0034] 表3 20CrMnTi實(shí)物金相結(jié)果
[0035]
[0036] 技術(shù)效果
[0037] (1)通過(guò)采用電爐全鐵水冶煉工藝，鐵水裝入量可達(dá)100%，終點(diǎn)碳含量高低可 控，降低了電耗及廢鋼、碳粉等原輔料用量，節(jié)約生產(chǎn)成本200元/噸鋼以上，生產(chǎn)的鋼材殘 余元素低，純凈度高。
[0038] (2)通過(guò)電爐的終點(diǎn)控制及偏心底出鋼技術(shù)，優(yōu)化鋼水脫氧及造渣工藝，鋼材純凈 度較高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電爐全鐵水冶煉工藝生產(chǎn)優(yōu)特鋼的方法，工藝流程為康斯迪電爐全鐵水冶煉一 偏心底出鋼一LF-VD精煉一澆鑄一軋制一產(chǎn)品入庫(kù)；在工藝中控制的技術(shù)參數(shù)如下： (1) 電爐在裝入制度上，少裝或不裝廢鋼，鐵水裝入量為80%-100% ; (2) 去除電爐原有電極，采用爐壁氧槍吹氧冶煉鐵水，終點(diǎn)碳含量在0. 05-0. 70 %，磷 含量P彡0? 015% ; (3) 出鋼采用偏心底出鋼方式，防止氧化渣進(jìn)入鋼包； (4) 出鋼過(guò)程補(bǔ)加200-1000kg造渣料，同時(shí)采用鋁或硅錳合金脫氧； (5) 進(jìn)入LF爐精煉。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐全鐵水冶煉工藝生產(chǎn)優(yōu)特鋼的方法，其特征在于，需對(duì) 康斯迪電爐設(shè)備改造，去除原有加熱電極，爐壁加裝三支氧槍，以增大電爐供氧強(qiáng)度，采用 轉(zhuǎn)爐模式進(jìn)行100%全鐵水進(jìn)行冶煉。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐全鐵水冶煉工藝生產(chǎn)優(yōu)特鋼的方法，其特征在于，終點(diǎn) 碳含量在〇. 05-0. 70%之間。
【專利摘要】一種電爐全鐵水冶煉工藝生產(chǎn)優(yōu)特鋼的方法，屬于煉鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。生產(chǎn)工藝流程為康斯迪電爐全鐵水冶煉→偏心底出鋼→LF-VD精煉→澆鑄→軋制→產(chǎn)品入庫(kù)。通過(guò)對(duì)康斯迪電爐設(shè)備及技術(shù)改造，去除原有加熱電極，爐壁加裝三支氧槍，以增大電爐供氧強(qiáng)度，采用轉(zhuǎn)爐模式100％全鐵水進(jìn)行冶煉；根據(jù)冶煉鋼種要求成分，終點(diǎn)成分高低可控，降低了鋼水原始氧化性，且利用康斯迪電爐的偏心底出鋼方式，防止高氧化性渣進(jìn)入鋼包，這樣兼顧了轉(zhuǎn)爐和電爐的優(yōu)點(diǎn)，可以低成本生產(chǎn)45#、40Cr、20-42CrMo、20CrMnTi、37Mn5、GCr15、T10等各類碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼及合金鋼的優(yōu)特鋼品種。
【IPC分類】C21C5/52
【公開(kāi)號(hào)】CN104928435
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510417273
【發(fā)明人】張慧峰, 關(guān)春立, 孫齊松, 畢洪志, 柳洋波, 崔京玉, 鄧素懷, 齊曉峰, 張立志, 秦緒華
【申請(qǐng)人】首鋼總公司
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月15日