[发明专利]精炼电炉生产低氮中低微碳铬铁的方法

说明书

本发明公开了精炼电炉生产低氮中低微碳铬铁的方法，包括如下步骤：步骤1)原料选择，步骤2)电炉熔炼，步骤3)浇铸和步骤4)破碎。本发明通过在精炼期内分批注向电炉内加入碳酸氢钠，用以产生CO₂保护气体，减少合金与空气接触，避免了空气中的氮气进入铁水中增加含氮量。本发明还缩短了电炉流槽的长度和高度，避免了出铁过程中铁水与空气长时间接触导致氮气进入铁水，造成铁水中氮含量的升高；而且，本发明将铁水和炉渣一并流入铁水包后，再一并浇入锭模内，铁水在流入铁水包和浇入锭模内的过程中，以及铁水在锭模内冷却凝固过程中，均有炉渣保护，进一步避免了铁水与空气接触导致氮气进入铁水，造成铁水中氮含量的升高。

技术领域：

本发明涉及精炼电炉生产低氮中低微碳铬铁的方法，属于冶炼技术领域。

背景技术：

中低微碳铬铁的冶炼方法主要有：高碳铬铁精炼法、电硅热法、热兑法和真空法，目前传统的生产方法还是电硅热法，即在电炉中造碱性炉渣的条件下，用硅铬合金中的硅还原铬矿中铬和铁的氧化物，从中制得中低微碳铬铁。

但是，由于空气中约含有78％的氮气，现有中低微碳铬铁生产过程未对氮含量进行控制，生产过程中合金吸收空气中的氮气，导致中低微碳铬铁中氮含量在0.10％左右。而在钢铁冶金和铸造等行业，中低微碳铬铁作为重要原料应用广泛，随着经济的发展，钢铁企业对中低微碳铬铁合金成分的要求越来越苛刻，在军工材料的生产中，对中低微碳铬铁合金中的氮含量有特殊要求。

中低微碳铬铁当前生产技术中氮含量相对较高，在炼钢过程中随着氮含量的增加，可使钢材塑性特别是韧性显著降低，可焊性变差、冷脆性加剧；同时增加时效倾向及冷脆性和热脆性，损坏钢的焊接性能及冷弯性能，因此需要从钢材生产的原料方面考虑，控制中低微碳铬铁的氮含量。

发明内容：

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供以铬矿、白灰、硅铬合金为原料利用精炼电炉，通过控制工艺和控制炉渣等方式生产低氮中低微碳铬铁的方法。

本发明由如下技术方案实施：精炼电炉生产低氮中低微碳铬铁的方法，包括如下步骤：

1)原料选择：以铬矿、硅铬合金和白灰为原料，以重量比计，原料铬矿中Cr₂O₃含量40％～50％；硅铬合金中Cr含量27％～33％、Si含量37％～50％；白灰中CaO含量85％～93％；

2)电炉熔炼：将原料按照铬矿：白灰：硅铬合金＝75:(60～70):(27～35)的比例投入精炼电炉内部，升温到1650-1900℃，保温熔炼15-25min，而后按照每5-10min一批次向精炼电炉中加入碳酸氢钠，每次的加入量为铬矿入炉量的0.5％-3％，共计投入3-6次，完成精炼；

3)浇铸：电炉熔炼后的铁水与炉渣一并浇入铁水包内，并控制铁水和炉渣在流槽内的停留时间小于1min，而后将铁水包内的所有铁水和炉渣在4min内浇入锭模，控制炉渣在铁水包中的厚度不小于250mm。

4)破碎：浇铸完成后的冷却的铁水除去上部的炉渣，经破碎和精整后入库，得到合格的低氮中低微碳铬铁。

进一步的，步骤2)电炉熔炼中，原料按照铬矿：白灰：硅铬合金＝75:65:33的比例投入精炼电炉内。

进一步的，步骤2)电炉熔炼中，按照每8min一批次向精炼电炉中加入碳酸氢钠。

进一步的，步骤2)电炉熔炼中，碳酸氢钠每次的加入量为铬矿入炉量的2.5％。

进一步的，步骤3)浇铸中，流槽长度小于800mm，流槽出口与铁水包之间的距离小于800mm。

本专利中百分比均为质量百分比。

本发明的优点：