[发明专利]一种氧化物还原冶炼工模具钢的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属合金的加工方法，具体地说本发明涉及一种氧化皮还原冶炼工模具钢的加工方法。属于冶金技术领域。

背景技术

在工模具钢厂生产钢材产品的过程中，由于锻造和轧钢前高温加热会使金属发生氧化，形成大量的固体氧化废物，而这些氧化物大都作为废料堆积，污染环境，少量用着脱磷剂、发热剂成分，其作用与普通氧化铁皮一样；而生产工模具钢产生的氧化废物中含有大量的贵重合金元素，作为普通用途造成贵重合金较大浪费。

发明内容

本发明的目的是：针对以上现实情况，提出一种氧化物还原冶炼工模具钢的加工方法，将氧化物废物还原冶炼成毛钢锭后再生产工模具钢，从而提高了高合金元素的利用率，同时减少了合金资源的消耗。

基于以上目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的：一种氧化物还原冶炼工模具钢的加工方法，包括以下步骤：

A)、备料---按设计配方对氧化皮和所需的原辅材料进行准备；

B)、预处理---将工模具钢锻造、轧制高温加热生产过程中产生的氧化皮及所需要的原辅材料进行烘干，分选，去除杂质；

C)、冶炼---用交流电弧炉冶炼，将步骤A)制得的氧化皮和其它原辅材料一并加入炉中，使之熔化还原，最后浇注成毛钢锭；

D)、生产成品钢---将C)步骤获得的毛钢锭再经电弧炉、精炼炉冶炼成成品工模具钢。

由于本发明采用了以上技术方案，本发明具有以下优点：利用工模具钢在锻造、轧制高温加热生产过程中的氧化皮，还原冶炼工模具钢，对废物进行了充分利用，而且节省了大量的贵金属合金资源，环境负荷锐减。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

一种氧化物还原冶炼工模具钢的加工方法，包括以下步骤：

A)、备料：按配方要求对原辅材料的准备，原辅材料包括：氧化皮、碳粉、硅粉、石灰、萤石、硅铁粉，各材料的配比为，以氧化皮为1，碳粉4％，硅粉5％，石灰1％，萤石0.3％、硅铁粉0.3％以及普通玻璃0.3％；

B)、预处理：将氧化皮分选，去除杂质，在100～200℃进行烘干，主要是烘干水分，气化掉其中的污染物，而耐热类的油类(如皂化油)则用600℃以上温度使其的燃尽，处理后再与碳粉、硅粉按上述比例配料混合并搅拌均匀，以备冶炼之用；

C)、冶炼：用交流电弧炉，将步骤A)制得的氧化皮和其它原辅材料一并加入炉中，使之熔化，最后浇注成毛钢锭，其具体步骤为：

C1)加料：分多次加入，第一次向炉内加入混合料，使料层接近炉口为止，由于氧化皮及其辅材的混合物在固体状态下不导电，因此料加完后在炉料上铺一层铁皮以利于三相导电；

C2)通电---将电极棒下降到铁皮表面后通电，先小功率烘烤，再提升电流使穿井形成，然后大功率供电使混合料发生熔化和还原反应，在部分熔化后，加二次料适量，同时通电熔化，重复以上操作，直至达到装炉量为止；

C3)脱氧：当料会随反应生成的气体喷出时，即向炉内加入萤石，重复多次使料不再喷出，然后加入石灰调整渣的粘稠度，3-5分钟一次，2-3次，料全熔后，再使用硅铁粉进行脱氧，最后加入碎玻璃(普通玻璃)进行造渣；

C4)出钢：脱氧造渣过程中保持通电，出钢前20分钟不再向炉内加料，出钢前先取样，以便于做化学成分分析，出钢时将炉内上层渣料出尽后再将炉内钢水倒入钢模中，冷却1.5小时后脱模即可得毛钢锭。

D)、生产成品钢：将毛钢锭配入大冶炼炉中，根据成分情况和目标要求配加部分铁合金进行调整，通过精炼生产出符合要求的工模具钢。

经济效益分析：

工模具钢在锻造和轧钢过程中，都需经过高温加热，由于其工件大，加热温度高，通常都在大气中进行，因此氧化特别严重，每吨钢氧化损耗通常在5～8％的范围内。以氧化损耗6％计算，年生产10万吨工模具钢，则氧化损耗为6000吨，平均合金价格以1万元，而氧化皮还原冶炼的费用为4000元/吨左右，则充分利用氧化皮还原冶炼工模具钢的年利润为3600万元/年。由此可见经济效益可观，而且节约了大量的贵金属合金资源。

实施例二

同实施例一的一种氧化物还原冶炼工模具钢的加工方法，各材料的重量百分比为，以氧化皮为1，碳粉10％，硅粉12％，石灰18％，萤石0.9％、硅铁粉0.6％以及普通玻璃0.7％。

实施例三