[发明专利]一种中频炉冶炼制备低磷低硫铸钢材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种使用中频炉冶炼制备低磷低硫铸钢材料的工艺方法。

背景技术

中频炉炼钢具有融化速率快、生产效率高，氧化烧损小、合金收得率高，电磁搅拌效果好、化学成分均匀，炉温便于调控等特点，因而广泛应用于铸钢企业。但是中频炉大多采用不氧化法炼钢，炼钢过程一般不能对钢水进行脱磷、脱硫处理。因此，中频炉冶炼的钢水质量一般较电弧炉差。中频炉的这一缺点，导致其使用废钢、废铁等原材料进行熔炼时无法生产出高性能的铸钢材料及铸钢件。

此外，合金铸钢材料的冶炼过程中通常需要加入硅铁、锰铁、硅锰合金、钨铁、硼铁、铬铁、镍铁、钼铁、铌铁、钒铁、钛铁。这些合金中一般含有0.03%～0.05%的磷元素、0.02%～0.04%的P元素，其中较低等级的硼铁、钒铁、钼铁、锰铁、硅锰合金中磷元素的含量可能超过0.3%，S元素的含量可能超过0.2%。炼钢过程中加入这些合金时会大大提高刚水中P元素和S元素的含量，从而进一步降低铸钢材料及铸钢件的性能。

因此，通过改进现有中频炉冶炼合金铸钢材料的工艺措施，探究中频炉炼钢过程中脱磷、脱硫的工艺方法，降低钢中磷、硫元素的含量，可以为水泥、煤炭、矿山、船舶、石油等领域提供更高性能和使用寿命的铸钢件，不仅可以产生良好的经济效益，同时也符合我国由制造大国向制造强国的发展战略。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本相对较低，具有较好的灵活性和可操作性的中频炉冶炼制备低磷低硫铸钢材料的工艺方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种中频炉冶炼制备低磷低硫铸钢材料的方法，其创新点在于，该方法的具体步骤如下：

   （1）对废钢、废铁、合金进行烘烤干燥处理，并除去废钢、废铁

表面的铁锈、油污；

   （2）将烘烤后的废钢、废铁装入中频炉中进行熔炼至钢水全部熔

清，待钢水温度升至一定温度时，根据废钢化学成分往钢水中预添加合金；

   （3）待合金全部熔清后，对钢水进行脱磷处理，先将炉温降温，

扒完渣后加入氧化铁皮，保温；再将炉温升温，加入碱性造渣材料，保温；待炉温降温至一定温度后，扒净炉渣；

   （4）将炉温升至一定温度，取样检测炉前钢水化学成分，取样后

并控制钢水的温度；

   （5）根据炉前钢水化学成分添加最终所需合金元素，待合金全部

熔清后，对钢水进行脱硫处理，先将钢水温度升至一定温度，加入碱性造渣材料，保温；再加入碳粉和硅铁粉，保温，扒净炉渣；

   （6）将钢水温度迅速升至所需温度出钢。

进一步地，步骤（1）中所述的烘烤干燥的温度应控制在200℃～500℃，时间应控制在20min～50min。

进一步地，步骤（2）中所述的钢水温度应控制在1560℃～ 1590℃，合金添加量为所需添加合金总量的50%～70%，合金添加依据为废钢化学成分检测结果。

进一步地，步骤（3）中所述的氧化铁皮的添加温度为1510℃～1530℃，加入量为钢水总质量的 0.5%～2.5%，保温时间为2min～5min。

进一步地，步骤（3）中所述的碱性造渣材料的添加温度为1540℃～1560℃，加入量为钢水总质量2%～5%，保温时间为3min～8min。

进一步地，步骤（3）中所述的扒净炉渣的炉温控制在1490℃～1520℃。

进一步地，步骤（4）中所述的取样检测炉前钢水化学成分的温度为1570℃～1590℃，取样后钢水的温度控制在1530℃～1560℃。

进一步地，步骤（5）中所述的碱性造渣材料的添加温度为1570℃～1650℃，加入量为钢水总质量的1.5%～5%，保温时间为2min～5min。

进一步地，步骤（5）中所述的碳粉和硅铁粉的加入温度为1570℃～1650℃，加入量为钢水总质量的0.5%～2%，保温时间2min～3min。

进一步地，步骤（6）中所述钢水的出钢温度为1650℃～ 1680℃。

本发明的优点在于：

（1）本发明所采用的合金添加方法，改善了中频炉的冶炼工艺，可以有效降低合金铸钢中P、S元素的含量；

（2）本发明采用碱性造渣材料对钢水进行脱磷、脱硫，可以进一步降低合金钢中P、S元素的含量，也可以降低碳钢中P、S元素的含量；

（3）本发明能够以相对较低的成本、较好的灵活性和较强的可操作性生产制备高性能铸钢材料。