CN101376915B - 高铝无磁钢的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
一种高铝无磁钢的冶炼方法，它包括预处理铁水、复吹转炉冶炼、VD精炼与LF炉精炼，其主要步骤的特征是：I复吹转炉冶炼a将预处理铁水装入复吹转炉；b底吹全程供氩 c金属锰和铝铁分三批用料槽或高位料仓加入；d金属锰和铝铁加入方法分三步进行，然后提起氧枪，底吹氩气搅拌5～8min出钢；e出钢 出钢时，往钢包内加入铝或其它合金；II VD炉精炼工序 a进站前扒渣 b到站条件：温度≥1550℃，渣厚≤50mm，净空≥1250mm；c抽真空3min后开底吹氩气；结束时，先将钢包底吹氩气关闭，待钢面平静后破空；III LF炉工序a进站调渣，加铝粉，喂CaSi线；b 出站成分按成品目标控制。本高铝无磁钢的冶炼方法可明显降低冶炼工序成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种高铝无磁钢的冶炼方法。
背景技术
高铝含量无磁钢，锰含量大于20％，铝含量大于1.5％，具有极低的磁导率、良好的力学和易加工性能，可替代奥氏体不锈钢，用于制造变压器、磁选机及电机等电器设备中不导磁部件。
现有高铝无磁钢的冶炼方法是：电炉冶炼，中频炉熔化金属锰，电炉出钢后，将熔化的金属锰液兑入钢包内，经VD强搅混匀，在LF炉升温、微调成分，然后浇注。但是，此方法冶炼工序成本较高。
发明内容
为了克服现有高铝无磁钢冶炼方法的上述不足，本发明提供一种成本低的高铝无磁钢的冶炼方法。
本发明的构思是用复吹转炉冶炼，替代现用电炉和中频炉双联冶炼，不但能降低50％冶炼工序成本，而且钢质还纯净。
本高铝无磁钢冶炼方法的步骤包括预处理铁水、复吹转炉冶炼、VD精炼与LF炉精炼，其主要步骤的特征是：
I 复吹转炉冶炼
a将铁水中C、Si、P、S的重量配比和温度为下述的预处理铁水装入复吹转炉，装入量为目标钢水量的76％～77％。
C：3.80～4.10％ Si：≤0.01％ Mn：0.03～0.10％ P：0.002～0.015％S：0.010～0.035％ T：1230～1300℃。
b铁水兑入转炉，摇炉到零位，距金属液面2.0～3.0m吹氧脱碳、升温，冶炼全过程底吹选用氩气，在吹炼中每吨铁水加石灰45-70Kg、镁球20-30Kg、萤石3-10Kg，之后加入金属锰和铝铁。
c金属锰和铝铁分三批用料槽或高位料仓加入，每批金属锰加入量为总加入量的30～36％，三批铝铁加入量分别为铝铁总加入量的25～30％、25～30％和40～50％。
d金属锰和铝铁加入方法分三步进行：
第一步：吹氧至总氧耗的75～80％时提枪，用料槽或高位料仓将第一批金属锰和铝铁加入复吹转炉内，摇炉到零位，底吹氩气搅拌2～3min，降氧枪距金属液面2.0～3.0m吹氧，氧耗为总氧耗的6～8％；
第二步：提起氧枪后，用料槽或高位料仓加入第二批金属锰和铝铁，将炉摇到零位，底吹氩气搅拌2～3min，降氧枪距金属液面2.0～3.0m吹氧，氧耗为总氧耗的6％～8％；
第三步：提起氧枪后，用料槽或高位料仓加入第三金属锰和铝铁，将炉摇到零位，底吹氩气搅拌2～3min，降氧枪距金属液面2.0～3.0m吹氧，氧耗为总氧耗的8％～9％，然后提起氧枪，底吹氩气搅拌5～8min出钢。
e 出钢时，往钢包内加入铝或其它合金，如钒铁等，铝的收得率为90％～96％，其它合金的收得率为95％～100％。
II VD炉精炼工序
a 进站前扒渣。
B到站条件：温度≥1550℃，渣厚≤50mm，净空≥1250mm。
c抽真空3min后开底吹氩气，加石灰7～12Kg/t，萤石2～4Kg/t，在真空度20～30mbar条件下，底吹氩气流量开至400～600L/min搅拌15～25min；结束时，先将钢包底吹氩气关闭，待钢面平静后破空。
III LF炉工序
a 进站调渣(加铝粉0.35-0.65Kg/t)、升温，温度升至1485℃～1505℃，喂CaSi线2～3m/t(Si收得率按95～100％计算)；底吹氩气流量为60～100L/min弱搅，弱搅拌时间≥15min，弱搅时不得使钢水裸露；出站前镇静5～10min。
b出站成分按成品目标控制。
c出站温度控制在1475℃～1495℃。
本方法是以铁水作主原料用复吹转炉冶炼冶炼高铝无磁钢，替代现用电炉和中频炉双联冶炼，不但可明显降低冶炼成本，一般可降低50％的冶炼工序成本，而且钢质纯净，钢中有害元素Pb、Sn、As、Sb和Bi均在0.01％以下，其它残余元素也很低。用本高铝无磁钢制作的变压器隔磁板，磁场强度16×103安/米的磁导率≤1.05×4л×10-7亨/米。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。
本实施例是在90吨复吹转炉上进行的，该转炉底部装有5个环缝式底枪，转炉最大底供气流量为53m3/min；所用钢包底部安有2个底吹供气装置，单底供气流量最大为600L/min。本实施例处理的钢种是20Mn23AlV，钢种成品成分见表-1。
表-1
| 元素 | C％ | Si％ | Mn％ | P％ | S％ | Al％ | V％ |
| 标准 | 0.14-0.20 | ≤0.50 | 21.50-25.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 | 1.50-2.50 | 0.04-0.10 |
本钢种生产工艺路线：预处理铁水→复吹转炉→VD→LF→连铸，复吹转炉是生产本钢种过程中一个不可缺少的环节，本实施例仅对复吹转炉冶炼过程进行说明，其它操作按常规方法操作。本实施例复吹转炉操作步骤如下：
I复吹转炉冶炼
将62.7t预处理铁水倒入复吹转炉内，预处理铁水的C、Si、Mn、P、S的重量配比和温度分别为：
C：4.05％ Si：0.01％ Mn：0.05％ P：0.009％ S：0.023％ T：1260℃渣量1.3t，其余为Fe及不可避免的杂质。
氧枪降到9.58m，距金属液面3.0m吹氧，氧气流量为10800m3/h，吹氧脱碳、升温，冶炼全过程底吹选用氩气，吹炼过程加石灰3.0t、镁球1.5t、萤石0.2t，之后加入金属锰和铝铁。
金属锰和铝铁加入方法分三步进行：
第一步：吹氧至2700m3提起氧枪摇炉，测温为1720℃，用料槽将7.8t金属锰(锰含量：96.9％)和0.5t铝铁(铝含量：37.7％)一起加入复吹转炉内，摇炉至零位，用53m3/min底供氩气流量搅拌3min，然后降氧枪到9.58m吹氧253m3，提起氧枪摇炉，测温1645℃；
第二步：再用料槽将7.0t金属锰和0.5t铝铁一起加入复吹转炉内，摇炉至零位，用53m3/min底供氩气流量搅拌3min，然后降氧枪到9.58m吹氧260m3，同时往炉内加入硅铁0.2t，提起氧枪摇炉，测温1631℃；
第三步：再用料槽将7.0t金属锰和0.8t铝铁一起加入炉内，摇炉至零位，用53m3/min底供氩气流量搅拌3min，然后降氧枪到9.58m吹氧292m3，同时往复吹转炉内加入硅铁0.1t，提枪摇炉，测温1606℃，摇炉至零位，用53m3/min底供氩气流量搅拌8min后出钢。
出钢前往钢包内加铝粒2.0t(铝含量：99％)，钒铁0.095t(钒含量：53.2％)，出钢时间2.5min，出炉后温度为1583℃，钢水量82t，氧耗为3505m3，冶炼周期为57min，渣厚100mm。
II VD精炼
扒渣后，用天车将钢包放到VD罐车内，开罐车到VD处理位。到站钢水温度1556℃、渣厚30mm、净空1350mm、钢水的成分重量配比为：
C0.17％ Si0.12％ Mn23.48％ P0.012％ S0.005％
Al2.25％ V0.06％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.1抽真空3min后开底吹氩气，加石灰0.75t、萤石0.2t；在真空度20-30mbar下，钢包两个底吹氩，流量都开至500L/min，搅拌20min。
2.2破真空前，关闭钢包底吹氩气，钢水面平静后破真空，钢水温度1457℃，处理周期43min，出站钢水的成分重量配比为：
C0.17％ Si0.22％ Mn23.47％ P0.012％ S0.001％
Al2.06％ V0.06％，其余为Fe及不可避免的杂质。
III LF炉精炼工序
钢水进站调渣加铝粉30Kg，升温至1490℃，喂CaSi线230m(Φ13mm，Si:57％)，之后底吹氩气，流量为100L/min弱搅，弱搅拌16min，镇静8min，出站温度为1483℃，出站钢水的成分重量配比为：
C0.17％ Si0.29％ Mn23.48％ P0.012％
S0.001％ Al1.95％ V0.06％ 其余为Fe及不可避免的杂质。
Claims (1)
1.一种高铝无磁钢的冶炼方法，它包括预处理铁水、复吹转炉冶炼、VD精炼与LF炉精炼，其主要步骤的特征是：
I 复吹转炉冶炼
a将铁水中C、Si、P、S的重量配比和温度为下述的预处理铁水装入复吹转炉，装入量为目标钢水量的76％～77％；
C：3.80～4.10％Si：≤0.01％Mn：0.03～0.10％P：0.002～0.015％
S：0.010～0.035％T：1230～1300℃。
b底吹全程供氩
c金属锰和铝铁分3批用料槽或高位料仓加入，每批金属锰加入量为总加入量的30～36％，3批铝铁加入量分别为铝铁总加入量的25～30％、25～30％和40～50％；
d金属锰和铝铁加入方法分三步进行
第一步
吹氧至总氧耗的75～80％时提枪，用料槽或高位料仓将第1批金属锰和铝铁加入复吹转炉内，摇炉到零位，底吹氩气搅拌2～3min，降氧枪距金属液面2.0～3.0m吹氧，氧耗为总氧耗的6～8％；
第二步
提起氧枪后用料槽或高位料仓加入第2批金属锰和铝铁，将炉摇到零位，底吹氩气搅拌2～3min，降氧枪距金属液面2.0～3.0m吹氧，氧耗为总氧耗的6～8％；
第三步
提起氧枪后用料槽或高位料仓加入第3批金属锰和铝铁，将炉摇到零位，底吹氩气搅拌2～3min，降氧枪距金属液面2.0～3.0m吹氧，氧耗为总氧耗的8～9％，然后提起氧枪，底吹氩气搅拌5～8min出钢；
e出钢
出钢时，往钢包内加入铝或其它合金，铝的收得率为90％～96％，其它合金收得率为95％～100％；
II VD炉精炼工序
a进站前扒渣
b到站条件：温度≥1550℃，渣厚≤50mm，净空≥1250mm；
c抽真空3min后开底吹氩气，加石灰7～12Kg/t，萤石2～4Kg/t，在真空度20～30mbar条件下，底吹氩气流量开至400～600L/min搅拌15～25min；结束时，先将钢包底吹氩气关闭，待钢面平静后破空；
III LF炉工序
a进站调渣，加铝粉0.35-0.65Kg/t、升温，温度升至1485～1505℃，喂CaSi线2～3m/t；底吹氩气流量为60～100L/min弱搅，弱搅拌时间≥15min，弱搅时不得使钢水裸露；出站前镇静5～10min；
b出站成分按成品目标控制；
c出站温度为1475～1495℃。
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