CN102477474B

CN102477474B - 一种真空感应炉冶炼钢水的加硫方法

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Publication number: CN102477474B
Application number: CN 201010557767
Authority: CN
Inventors: 赵鸿燕; 王贺利
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2010-11-20
Filing date: 2010-11-20
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2030-11-20
Also published as: CN102477474A

Abstract

本发明涉及一种真空感应炉冶炼钢水的加硫方法，包括下述的步骤：I中频感应炉熔化纯铁将纯铁装入中频感应炉内熔化后出钢，将钢液浇入将装有FeS的钢包内出钢浇注；II加工钢锭将中间合金钢锭切成块；III真空感应炉装料把纯铁和铁合金装入真空感应炉的坩埚内抽真空，送电加热炉料；IV熔化炉料熔化速度≤1/2炉最大容量/小时；V精炼装入坩埚内的原料全部熔化成钢水，压强不大于2.0Pa时，转入高真空精炼；VI充气停止抽真空向炉内充入氩气；VII合金化在氩气的保护气氛下，调整硫元素以外的其它元素的成分；VIII加入含硫的中间合金中间合金加入坩埚内熔炼。本真空感应炉冶炼钢水的加硫方法硫元素回收率高。

Description

一种真空感应炉冶炼钢水的加硫方法

技术领域

本发明涉及一种真空感应炉冶炼钢水的加硫方法。

背景技术

为了生产的需要，有的钢种中必须加入硫元素，硫的蒸气压较高，如果在真空状态下加入，会大量挥发，硫元素回收率较低而且不稳定。现有的真空感应炉冶炼钢水的加硫方法是在出钢前直接将FeS粉末或小颗粒加入熔池，由于FeS密度小，飘浮在钢液面上，难以进入钢液，回收率＜60％。

发明内容

为了克服现有真空感应炉冶炼钢水的增硫方法的上述不足，本发明提供一种硫元素回收率高的真空感应炉冶炼钢水的增硫方法。

本发明的技术方案是在中频感应炉内冶炼含硫中间合金，将炼钢用原料纯铁在中频感应炉内熔化后，在中频感应炉出钢时，将FeS加到钢包内，钢水冲入钢包内将FeS熔化，制成含硫0.3％的中间合金；真空感应炉冶炼高硫钢时，在精炼结束后，向炉内充入氩气，根据成品中硫含量要求，计算需要加入的中间合金的重量，通过料斗加入炉内，加大功率熔化后出钢。钢锭中硫元素分布均匀，硫回收率稳定达95％以上。

本真空感应炉冶炼钢水的增硫方法包括下述依次的步骤：

I中频感应炉熔化纯铁

将炼钢用原料纯铁装入中频感应炉内，熔化后出钢，将FeS粉末放入钢包内，钢液浇入钢包内将FeS熔化后，出钢浇注。制成含硫0.25％-0.35％的中间合金钢锭。

II加工钢锭

为了便于熔化，将中间合金钢锭切成粒度不大于30mm的钢块，一般为30×30×30mm³的方块。

III真空感应炉装料

把清洁干燥的炼钢用原料纯铁和铁合金(根据钢种成分选择相应铁合金如铬铁、钼铁、钒铁等)装入真空感应炉的坩埚内，关闭炉盖抽真空12-16分钟，当炉内压强不大于10Pa时，送电加热炉料。

IV熔化炉料

熔化速度≤1/2炉最大容量/小时。

V精炼

装入坩埚内的原料(炼钢用原料纯铁和铬铁、钼铁、钒铁等铁合金)全部熔化成钢水，炉内的压强不大于2.0Pa时，转入高真空精炼，精炼真空度0.4Pa-0.6Pa，一般为0.5Pa，精炼时间18-22分钟，一般20分钟。

VI充气

精炼结束后，关闭真空泵，停止抽真空，并向炉内充入氩气，充氩气压强不小于5×10⁴Pa。

VII合金化

在氩气的保护气氛下，调整硫元素以外的其它元素的成分，使它们符合冶炼钢种的要求。

VIII加入含硫的中间合金

根据含硫钢种中的硫含量及钢水的重量，计算出硫所要加入的硫的重量，再根据含硫中间合金所含的硫的百分比，计算出所要加的中间合金的重量，再按照计算出的此重量，把切成块的中间合金由料篮加入坩埚内熔化冶炼，当钢水中的成分的重量百分比达到钢种要求。

熔炼结束后，采用带电浇注的方式，将钢液浇入锭模内。

本发明所用含硫中间合金的成分的重量百分比为：

C 0.017％-0.023％；Mn 0.065％-0.075％；S 0.25％-0.35％；P≤0.013％；

其余为Fe与不可避免的杂质。

含硫中间合金是含量有一定重量百分比的硫的成分，而且其它元素的含量对冶炼钢种的质量不会造成危害。

本发明通过中频感应炉冶炼含硫中间合金，作为由于真空感应炉冶炼高硫钢的含硫添加剂，在精炼末期充入氩气后加入坩埚内，避免了硫的挥发，克服了硫化铁密度小不容易进入钢液的缺点，提高了硫元素的回收率，而且硫元素在成品钢锭内分布均匀，钢中硫含量控制精确。炉内压强不大于10Pa时再送电加热，有利于充分去除炉内水分，避免元素氧化损失，并且可去除一部分气体和高蒸气压的微量有害元素。

为使炉料在熔化过程中充分发挥去气和正常熔化，不发生喷溅，保证炉内真空度，一般控制熔化速度不大于炉最大容量的二分之一。高真空精炼可以去除一部分气体，降低钢中含氧量，提高元素收得率。出钢浇注时为了避免温度下降和氧化膜混入注流中，通常采用带电浇注。为了降低坩埚耐火材料中的水分，高真空感应炉的坩埚最少冶炼过一炉，高真空感应炉所用氩气的纯度不低于99％，含水量不大于0.1％。

本发明的方法适用于冶炼硫含量0.01％-0.05％的钢种，方法简单可靠。

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。

实施例一

设备采用200kg高真空感应炉：极限真空度为6.67×10^-2Pa，电源功率为250KW，频率为2500HZ，装炉量139kg。

钢种：OCr17标样

本发明冶炼一炉OCr17钢需要炼钢用原料纯铁、铁合金及含硫中间合金重量见表1，OCr17成分的控制目标(重量百分比)见表2。

表1

原料种类	原料纯铁	电解锰	金属铬	镍豆	中间合金	特硅
							加入量(kg)	100	0.40	20.5	0.25	17.5	0.30

表2

	C％	Si％	Mn％	Cr％	Ni	P	S
								控制目标	0.020	0.25	0.36	16.8	0.20	0.01	0.040

本实施例的步骤如下：

I中频感应炉熔化纯铁

将炼钢用原料纯铁装入中频感应炉内，熔化后出钢，将FeS粉末放入钢包内，钢液浇入钢包内将FeS熔化后，出钢浇注。制成含硫0.3％的中间合金钢锭。

II加工钢锭

将中间合金钢锭切成30×30×30mm³的方块。

III真空感应炉装料

把清洁干燥的炼钢用原料纯铁和金属铬与镍豆装入真空感应炉的坩埚内，关闭炉盖抽真空13分钟，当炉内压强不大6Pa时，送电加热炉料。

IV熔化炉料

熔化速度≤1/2炉最大容量/小时。

V精炼

装入坩埚内的炼钢用原料纯铁和金属铬、镍豆全部熔化成钢水，炉内的压强不大于2.0Pa时，转入高真空精炼，精炼真空度0.4Pa，精炼时间20分钟。

VI充气

精炼结束后，关闭真空泵，停止抽真空，并向炉内充入氩气，充氩气压强6×10⁴Pa。

VII合金化

在氩气的保护气氛下，加入电解锰0.4kg，特硅0.3kg，使它们符合冶炼钢种的要求。

VIII加入含硫的中间合金

将17.5kg切成块的中间合金由料篮加入坩埚内熔化冶炼，加大功率熔炼12分钟，当钢水中的成分的重量百分比达到表3的要求即可出钢。

熔炼结束后，采用带电浇注的方式，将钢液浇入锭模内，钢锭的成分(重量百分比)见表3。

表3

C％	Si％	Mn％	Cr％	Ni％	P％	S％
							0.02	0.24	0.35	16.8	0.22	0.010	0.039

本实施例硫的回收率为97.5％。

本实施例的中间合金的成分的重量百分比为：

C 0.02％；Mn 0.070％；S 0.30％；P 0.010％；Fe 99.6％。

实施例二

设备采用200kg高真空感应炉：极限真空度为6.67×10^-2Pa，电源功率为250KW，频率为2500HZ，装炉量101kg。

钢种：取向硅钢AMl

本发明冶炼一炉AMl钢需要炼钢用原料纯铁、铁合金及含硫中间合金重量见表4，AMl成分的控制目标(重量百分比)见表5。

表4

原料种类	纯铁	电解锰	中间合金	特硅
					加入量(kg)	90	0.02	7.0	3.94

表5

	C％	Si％	Mn％	P％	S％
						控制范围	0.03/0.08	3.0/3.2	0.04/0.09	≤0.010	0.022/0.028
控制目标	0.05	3.1	0.06	≤0.010	0.026

本实施例的步骤如下：

I中频感应炉熔化纯铁

将炼钢用原料纯铁装入中频感应炉内，熔化后出钢，将FeS粉末放入钢包内，钢液浇入钢包内将FeS熔化后，出钢浇注。制成含硫0.35％的中间合金钢锭。

II加工钢锭

将中间合金钢锭切成30×30×30mm³的方块。

III真空感应炉装料

把清洁干燥的炼钢用原料纯铁装入真空感应炉的坩埚内，关闭炉盖抽真空15分钟，当炉内压强不大6Pa时，送电加热炉料。

IV熔化炉料

熔化速度≤1/2炉最大容量/小时。

V精炼

装入坩埚内的原料纯铁全部熔化成钢水，炉内的压强不大于2.0Pa时，转入高真空精炼，精炼真空度0.5Pa，精炼时间20分钟。

VI充气

精炼结束后，关闭真空泵，停止抽真空，并向炉内充入氩气，充氩气压强5×10⁴Pa。

VII合金化

在氩气的保护气氛下，加入电解锰0.02kg，特硅3.94kg，使它们符合冶炼钢种的要求。

VIII加入含硫的中间合金

将7.0kg切成块的中间合金由料篮加入坩埚内熔化冶炼，加大功率熔炼12分钟，当钢水中的成分的重量百分比达到表6的要求即可出钢。

熔炼结束后，采用直接浇注的方式，将钢液浇入锭模内，钢锭的成分见表6。

表6

C％	Si％	Mn％	P％	S％
					0.05	3.12	0.06	0.010	0.025

本实施例硫的回收率为96.1％。

本实施例的中间合金的成分的重量百分比为：

C 0.02％；Mn 0.070％；S 0.35％；P 0.010％；

其余这Fe与不可避免的杂质。

实施例三

设备采用200kg高真空感应炉：极限真空度为6.67×10^-2Pa，电源功率为250KW，频率为2500HZ，装炉量100.7kg。

钢种：含硫钢1E1813

本发明冶炼一炉含硫钢1E1813需要原料纯铁、炼钢生铁、铁合金及中间合金重量见表7，1E1813成分的控制目标(重量百分比)见表8。

表7

原料种类	纯铁	电解锰	生铁	中间合金	特硅
						加入量(kg)	100	1.15	6.0	5.3	0.25

表8

	C％	Si％	Mn％	P	S
						成分标准	0.23/0.28	0.15/0.35	1.0/1.3	≤0.03	0.015/0.030
控制目标	0.025	0.25	1.20	≤0.02	0.023

本实施例的步骤如下：

I中频感应炉熔化纯铁

将炼钢用原料纯铁装入中频感应炉内，熔化后出钢，将FeS粉末放入钢包内，钢液浇入钢包内将FeS熔化后，出钢浇注。制成含硫0.25％的中间合金钢锭。

II加工钢锭

将中间合金钢锭切成30×30×30mm³的方块。

III真空感应炉装料

把清洁干燥的炼钢用原料纯铁装入真空感应炉的坩埚内，关闭炉盖抽真空13分钟，当炉内压强不大6Pa时，送电加热炉料。

IV熔化炉料

熔化速度≤1/2炉最大容量/小时。

V精炼

装入坩埚内的原料纯铁全部熔化成钢水，炉内的压强不大于2.0Pa时，转入高真空精炼，精炼真空度0.3Pa，精炼时间20分钟。

VI充气

VII合金化

在氩气的保护气氛下，加入生铁6.0kg、电解锰1.15kg，特硅0.25kg，使它们符合冶炼钢种的要求。

VIII加入含硫的中间合金

将5.3kg切成块的中间合金由料篮加入坩埚内熔化冶炼，加大功率熔炼12分钟，当钢水中的成分的重量百分比达到表9的要求即可出钢。

熔炼结束后，采用带电浇注的方式，将钢液浇入锭模内，钢锭的成分见表9。

表9

C％	Si％	Mn％	P％	S％
					0.024	0.26	1.18	0.016	0.022

本实施例硫的回收率为95.7％。

本实施例的中间合金的成分的重量百分比为：

C 0.02％；Mn 0.070％；S 0.25％；P 0.010％；

其余这Fe与不可避免的杂质。

上述表2、表3、表5、表6、表8与表9中的元素之外，其余是Fe与不可避免的杂质。

Claims

1. 一种真空感应炉冶炼钢水的加硫方法，它适用于冶炼硫含量0.01%—0.05%的钢种，包括下述依次的步骤：

Ⅰ 中频感应炉熔化纯铁

将炼钢用原料纯铁装入中频感应炉内，熔化后出钢，将FeS粉末放入钢包内，钢液浇入钢包内将FeS熔化后，出钢浇注；制成含硫0.25%—0.35%的中间合金钢锭；含硫中间合金的成分的重量百分比为：

C 0.017%—0.023% ；Mn 0.065%—0.075% ； S 0.25%—0.35%；

P≤0.013%；其余为 Fe 与不可避免的杂质；

Ⅱ 加工钢锭

将中间合金钢锭切成粒度不大于30mm的钢块；

Ⅲ 真空感应炉装料

把清洁干燥的炼钢用原料纯铁和铁合金装入真空感应炉的坩埚内，关闭炉盖抽真空12—16分钟，当炉内压强不大于10Pa时，送电加热炉料；

Ⅳ 熔化炉料

熔化速度≤1/2炉最大容量/小时；

Ⅴ 精炼

装入坩埚内的原料全部熔化成钢水，炉内的压强不大于2.0Pa时，转入高真空精炼，精炼真空度0.4Pa—0.6Pa，精炼时间18—22分钟；

Ⅵ 充气

精炼结束后，关闭真空泵，停止抽真空，并向炉内充入氩气，充氩气压强不小于5×10⁴Pa；

Ⅶ 合金化

在氩气的保护气氛下，调整硫元素以外的其它元素的成分，使它们符合冶炼钢种的要求；

Ⅷ 加入含硫的中间合金

根据含硫钢种中的硫含量及钢水的重量，计算出冶炼钢种所要加入的硫的重量，再根据含硫中间合金所含的硫的百分比，计算出所要加的中间合金的重量，再按照计算出的此重量，把切成块的中间合金由料篮加入坩埚内熔化冶炼，当钢水中的成分的重量百分比达到钢种要求时，将钢液浇入锭模内。