一種含鉬氧化物在高鐵水比電爐煉鋼合金化的冶煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域的一種冶煉工藝，具體的說是一種含鉬氧化物在高鐵水比電爐煉鋼合金化的冶煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)冶煉工藝中，鉬元素是以鉬鐵的形式加入精煉爐中的，這樣的合金化工作簡便快捷，但是鉬鐵的成本較高，增加了冶煉成本，而且，鉬鐵的生產(chǎn)往往出現(xiàn)高污染情況，不利于生態(tài)的保護(hù)，這種情況下，必須尋找鉬鐵的替代品，以便節(jié)省生產(chǎn)成本，減輕環(huán)境負(fù)荷，提高產(chǎn)品競爭力。
[0003]通常采用鉬鐵作為冶煉含鉬合金鋼的添加劑，但鉬鐵價格較高，冶金工作者開發(fā)了采用廉價的初級原料氧化鉬作為鉬的合金添加劑，鉬鐵較氧化鉬在同等品味的收的率基礎(chǔ)上，價格差距3000-5000元/噸。由于氧化鉬在鋼液中的熔化速度比鉬鐵快、合金化后鋼液溫降較小，加之氧化鉬在價格、能源、環(huán)保方面的優(yōu)勢，近年來采用氧化鉬直接合金化煉鋼的工藝發(fā)展迅速；利用氧化鉬代替鉬鐵直接合金化，在國外應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛，日本冶煉含鉬合金鋼時，氧化鉬的平均消耗量占鉬爐料總消耗量的81.1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，且不斷增加。中國開展氧化鉬代替鉬鐵煉鋼的試驗(yàn)工作始于20世紀(jì)80年代，但由于推廣不足，國內(nèi)采用氧化鉬直接合金化的鋼廠不多，與國外相比還有很大差距。
[0004]鉬的氧化物主要有MoO、Mo02、Mo03，其氧位依次遞增，穩(wěn)定性依次降低，在煉鋼溫度下，鉬的氧化物極易被其它元素還原，常用的還原劑，C、S1、Al與Mo03的還原反應(yīng)值遠(yuǎn)小于零，隨著反應(yīng)溫度的不同，反應(yīng)物質(zhì)的狀態(tài)會不同，反應(yīng)產(chǎn)物的狀態(tài)也不同，反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自由能小于0，即可反應(yīng)，而實(shí)際上反應(yīng)是否發(fā)生不僅取決于標(biāo)準(zhǔn)自由能，還取決于反應(yīng)物與生成物的活度；由各氧化物生成反應(yīng)的吉布斯自由能與溫度關(guān)系可知，最不穩(wěn)定的是鉬的氧化物Mo03和Mo02，在煉鋼條件下，鉬的氧化物極容易被鋼液中其他元素還原，甚至鐵都能還原Mo03o
[0005]防止Mo03粉高溫?fù)]發(fā)研究。Mo03熔點(diǎn)795°C、沸點(diǎn)為1155°C。Mo03在熔化前就已開始升華，當(dāng)溫度達(dá)900?1100°C時，蒸發(fā)己相當(dāng)快；三氧化鉬熔點(diǎn)為795°C，700°C左右開始升華，到沸點(diǎn)1150°C升華劇烈，煉鋼過程中容易隨粉塵排出從而嚴(yán)重影響鉬的收得率。但是氧化鉬在高溫下很容易揮發(fā)，因此需要選擇合適的種類和比例的還原劑和抑制劑，制成自還原壓塊來保障鉬的吸收率。一般采取三氧化鉬和石灰混加的方式煉鋼。三氧化鉬和氧化鈣均勻混合后，最終還原率明顯高于塊狀氧化鉬，添加CaO后，Mo03的揮發(fā)量明顯減少，主要原因是Mo03在到達(dá)揮發(fā)溫度之前就能和CaO反應(yīng)生成穩(wěn)定的鉬酸鈣；有研究氧化鉬在電爐煉鋼中的應(yīng)用，分別在熔化期、氧化期及還原期加入氧化鉬，對比鉬的最終收得率，發(fā)現(xiàn)3種加入方式中鉬的最終收得率均大于等于90%。隨爐料加入和還原期加入收得率較高，氧化期加入也能維持一定回收率，但由于氧化期Mo03的活性較低，且現(xiàn)行爐料狀況和淌渣操作存在的情況下，小部分未反應(yīng)的氧化鉬隨爐渣流失，再加上還原條件不充分，造成鉬的收得率偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:
(1)如何在不影響加料、冶煉節(jié)奏以及未增加成本的前提下，將含鉬氧化物在高鐵水比電爐煉鋼直接合金化，從而完全替代鉬鐵；
(2)如何在使用鉬氧化物替代鉬鐵的工藝下，使鉬的收得率在96-99%，與鉬鐵的收得率相當(dāng)，生產(chǎn)的產(chǎn)品滿足質(zhì)量要求，有效的降低了生產(chǎn)成本；
本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種含鉬氧化物在高鐵水比電爐煉鋼合金化的冶煉工藝，采用交流電弧爐，廢鋼比例在30-35%，鐵水比例在65-70% ;冶煉工藝包括以下步驟:
(一)配料:將氧化鉬塊放在料籃的最底層，上面鋪上活性石灰，最上層裝入廢鋼，氧化鉬、活性石灰和廢鋼的重量比分別為:氧化鉬2.5-7% ;活性石灰7.5 — 9.5% ;廢鋼83-89% ;
(二)加料:從爐底至上層的料的順序?yàn)?氧化鉬、石灰、廢鋼，加料同時快速自動加入鐵水，加鐵水時間為5-7分鐘；
(三)供氧:將供氧時間較正常操作供氧延遲2-3min，正常操作供氧為加料后立即開始供氧，控制流渣，不能出現(xiàn)流渣的情況，用以防止初期渣中的鉬還未完全熔到鋼水中；
(四)冶煉:按現(xiàn)有技術(shù)正常冶煉至出鋼。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步的限定的技術(shù)方案為:
前述的含鉬氧化物在高鐵水比電爐煉鋼合金化的冶煉工藝，采用交流電弧爐，廢鋼比例在30%，鐵水比例在70% ;冶煉工藝包括以下步驟:
(一)配料:將氧化鉬塊放在料籃的最底層，上面鋪上活性石灰，最上層裝入廢鋼，氧化鉬、活性石灰和廢鋼的重量比分別為:氧化鉬2.5% ;活性石灰9.5% ;廢鋼88% ;
(二)加料:從爐底至上層的料的順序?yàn)?氧化鉬、石灰、廢鋼，加料同時快速自動加入鐵水，加鐵水時間為5分鐘；
(三)供氧:將供氧時間較正常操作供氧延遲2min，正常操作供氧為加料后立即開始供氧，控制流渣，不能出現(xiàn)流渣的情況，用以防止初期渣中的鉬還未完全熔到鋼水中；
(四)冶煉:按現(xiàn)有技術(shù)正常冶煉至出鋼。
[0008]前述的含鉬氧化物在高鐵水比電爐煉鋼合金化的冶煉工藝，采用交流電弧爐，廢鋼比例在35%，鐵水比例在65% ;冶煉工藝包括以下步驟:
(一)配料:將氧化鉬塊放在料籃的最底層，上面鋪上活性石灰，最上層裝入廢鋼，氧化鉬、活性石灰和廢鋼的重量比分別為:氧化鉬7% ;活性石灰7.5% ;廢鋼85.5% ;
(二)加料:從爐底至上層的料的順序?yàn)?氧化鉬、石灰、廢鋼，加料同時快速自動加入鐵水，加鐵水時間為6分鐘；
(三)供氧:將供氧時間較正常操作供氧延遲3min，正常操作供氧為加料后立即開始供氧，控制流渣，不能出現(xiàn)流渣的情況，用以防止初期渣中的鉬還未完全熔到鋼水中；
(四)冶煉:按現(xiàn)有技術(shù)正常冶煉至出鋼。
[0009]前述的含鉬氧化物在高鐵水比電爐煉鋼合金化的冶煉工藝，采用交流電弧爐，廢鋼比例在33%，鐵水比例在67% ;冶煉工藝包括以下步驟:
(一)配料:將氧化鉬塊放在料籃的最底層，上面鋪上活性石灰，最上層裝入廢鋼，氧化鉬、活性石灰和廢鋼的重量比分別為:氧化鉬6.5% ;活性石灰9.5% ;廢鋼84% ;
(二)加料:從爐底至上層的料的順序?yàn)?氧化鉬、石灰、廢鋼，加料同時快速自動加入鐵水，加鐵水時間為7分鐘；
(三)供氧:將供氧時間較正常操作供氧延遲3min，正常操作供氧為加料后立即開始供氧，控制流渣，不能出現(xiàn)流渣的情況，用以防止初期渣中的鉬還未完全熔到鋼水中；
(四)冶煉:按現(xiàn)有技術(shù)正常冶煉至出鋼。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:在不影響加料，冶煉節(jié)奏的前提下，未增加成本的基礎(chǔ)上，將含鉬氧化物在高鐵水比電爐煉鋼直接合金化，完全替代