CN113832303A - 一种利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法 - Google Patents
一种利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法,包括以下步骤:a、EAF电炉冶炼:按质量份计,将石灰、碳球、哈氏合金废料、硅铁合金和萤石加入到EAF电炉冶炼,得A品;b、EAF电炉出钢:待A品中硅的质量百分比为0.3‑0.7%、碳的质量百分比为1.5‑2.5%后出钢,得B品;c、将B品进行真空脱气处理,使B品中的氢的质量百分比<2ppm,氮的质量百分比<100ppm,得C品;d、将C品加入AOD炉冶炼,冶炼温度1500‑1580℃,出钢,出钢时随钢流加入铝锭20‑80份,得D品;f、D品运行至LF炉进行精炼,得成品。
Description
技术领域
本发明属于哈氏合金冶炼领域,尤其涉及一种利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法。
背景技术
哈氏合金是镍基合金的一类,主要分为B、C、G三个系列,主要应用在不锈钢或者非金属材料无法使用的强腐蚀性介质场合。
比较典型的哈氏合金如Hasteeloy B-2、Hasteeloy C-276、Hasteeloy G-2,碳硅质量百分比含量已经低,碳的质量百分比为≤0.02%、硅的质量百分比为≤0.1%。而在超低碳超低硅的哈氏合金中,碳的质量百分比甚至要求为≤0.01%,硅的质量百分比甚至要求为≤0.08%。这就给哈氏合金的冶炼会带来极大的难度。
由于哈氏合金对氢、氧、氮气体含量要求均极高,常规的冶炼方法只能用真空感应炉冶炼法,对原料的要求极高,一般采用纯镍、纯钼、纯铬等纯净度高的原料加入真空炉进行冶炼,冶炼成本极高。而哈氏合金通常被加工成板卷、棒线,在加工成零部件过程中会产生大量的废料,哈氏合金零部件使用周期结束后也会产生大量的废料,这些废料中含有油污、粉尘、水分等杂质,难以回收重新冶炼成新的哈氏合金。
因此,需要一种新的方法使回收的哈氏合金废料能够重新冶炼成新的哈氏合金,以减低冶炼成本。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法。本发明具有原料成本低和冶炼成本低的优点。
本发明的技术方案:一种利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法,包括以下步骤:
a、EAF电炉冶炼:按质量份计,将1200-1600份石灰、400-900份碳球、26000-29000份哈氏合金废料、300-400份硅铁合金和500-650份萤石加入到EAF电炉冶炼,得A品;所述哈氏合金废料与所要冶炼制得的哈氏合金为相同钢种,
b、EAF电炉出钢:待A品中硅的质量百分比为0.3-0.7%、碳的质量百分比为1.5-2.5%后出钢,出钢温度1600-1680℃,得B品;
c、将B品吊包至VD真空炉进行真空脱气处理,吊包温度1540-1580℃,真空度<65pa,真空脱气时间20-40min,使B品中的氢的质量百分比<2ppm,氮的质量百分比<100ppm,得C品;
d、将C品加入AOD炉冶炼,出钢温度1500-1580℃,出钢时随钢流加入铝锭20-80份,得D品;
f、D品运行至LF炉进行精炼,先加入镍镁合金20-60份,再依次进行成分调整、温度调整和稀土微合金化后得成品,成分调整至所要冶炼的哈氏合金成品的标准要求范围内、温度调整至1460-1500℃、添加80-120份稀土铈合金,精炼时间45-95min,得成品。
前述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法中,所述步骤d中,C品在AOD炉中进行预处理,得C1品,
C1品进行脱碳处理,得C2品,
C2品进行预还原,得C3品,
C3品进行脱碳处理,得C4品,
C4品进行还原、脱硫及合金调整,得C5品,
C5品出钢,出钢时随钢流加入铝锭20-80份,得D品。
前述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法中,所述步骤d中,所述C品在AOD炉中进行预处理,是指先在C品中添加石灰500-1500份;然后进行吹氧脱硅处理,使C品中的硅的质量百分比<0.01%;然后进行流渣和扒渣处理,扒渣钢钢水裸露直径>1m以上;然后添加石灰1000-2500份;然后进行吹氧气和氩气进行脱碳处理,得C1品。
前述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法中,所述步骤d中,所述C1品进行脱碳处理,是指对C1品进行吹氧气和氩气,使C1品中碳的质量百分比为≤0.005%,得C2品。
前述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法中,所述步骤d中,C2品进行预还原,是指在C2品中添加300-600份铝锭,使C2品中的铝的质量百分比≥0.005%。
前述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法中,所述步骤d中,所述C3品进行脱碳处理,是指先对C3品进行吹氧气,使C3品中的碳的质量百分比为≤0.003%、硅的质量百分比<0.005%;然后加入50-150份铝锭,再次进行预还原处理,进行流渣处理,流渣量约600-1200份,炉内渣量约600-1800份。
前述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法中,所述步骤d中,所述C4品进行还原、脱硫及合金调整,是指在C4品中添加铝锭100-300份、石灰100-300份、萤石50-100份,使C4品中的碳的质量百分比为≤0.003%、硅的质量百分比为<0.02%、铝的质量百分比为>0.03%、合金调整至所要冶炼的哈氏合金成品的技术标准要求范围内。
与现有技术相比,本发明通过电炉→VD→AOD→LF冶炼过程对硅、碳、氢、氮气体控制及控铝、夹杂物变性控制技术。可将回收的哈氏合金废料成功冶炼成新的哈氏合金,降低了冶炼成本,并且所得哈氏合金中的碳的质量百分比≤0.01%、硅的质量百分比≤0.08%,为超低碳超低硅哈氏合金。
本发明采用铝、镍镁合金进一步脱除钢水中的氧含量提高钢水纯净度和降低钢水中全氧含量,而采用稀土对夹杂物进行变性可以提高产品的热加工塑性。
因此,本发明具有能使回收的哈氏合金废料能够重新冶炼成新的哈氏合金的优点,冶炼成本低,并且冶炼所得哈氏合金全氧含量低、热加工塑性好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种利用哈氏合金合金废料制造超低碳超低硅C-276哈氏合金方法,包括以下步骤:
a、EAF电炉冶炼:将1500Kg石灰、800Kg碳球、28000Kg的C-276哈氏合金废料、350Kg硅铁合金和600Kg萤石加入到EAF电炉冶炼,得A品;
b、EAF电炉出钢:待A品中硅的质量百分比为0.3-0.7%、碳的质量百分比为1.5-2.5%后出钢,出钢温度1670℃,得B品;对B品进行检测,B品中包含有:C:1.81%、Si:0.42%、Cr:16.23%、P:0.009%、Mo:16.32%、V:0.15%、W:3.85%、Co:1.31%、Mn:0.55%、Ni:52.53%、Fe:6.81%;
c、将B品吊包至VD真空炉进行真空脱气处理,吊包温度为1570℃,真空度<65pa,真空脱气时间28min,得C品;经检测,C品中的氢的质量百分比1.2ppm,氮的质量百分比85ppm,C品中包含有:C:1.8%、Si:0.35%、Cr:16.55%、P:0.009%、Mo:16.26%、V:0.15%、W:3.85%、Co:1.3%、Mn:0.55%、Ni:52.55%、Fe:6.62%;
d、将C品加入AOD炉冶炼,冶炼过程中进行依次进行:①钢水预处理→②脱碳→③预还原→④脱碳→⑤还原、脱硫及合金调整→⑥出钢;
①钢水预处理:先在C品中添加石灰750Kg;然后进行吹氧脱硅处理,使C品中的硅的质量百分比0.005%;然后进行流渣和扒渣处理,扒渣钢钢水裸露直径1.5m以上;然后添加石灰1800Kg;然后进行吹氧气和氩气进行脱碳处理,得C1品;
②脱碳:全程对C1品进行吹氧气和氩气,使C1品中碳的质量百分比为0.003%,得C2品;
③预还原:在C2品中添加550Kg铝锭进行预还原,预还原后的C2品中,碳的质量百分比0.003%、硅的质量百分比为0.007%、Al的质量百分比0.015%,得C3品;
④脱碳:先对C3品进行吹氧气脱碳,脱碳处理后,C3品中的碳的质量百分比为0.0015%、硅的质量百分比0.003%;然后加入100Kg铝锭,再次进行预还原处理,5min后进行流渣处理,流渣量1200Kg,AOD内炉渣约1300Kg,流渣处理后残留约100Kg,得C4品;
⑤还原、脱硫及合金调整:在C4品中添加铝锭120Kg、石灰120Kg、萤石80Kg,进行还原、脱硫及合金调整,合金调整至所要冶炼的哈氏合金成品的技术标准要求范围内,得C5品;经检验,C5品中包含有:C:0.002%、Si:0.015%、Al:0.06%、Cr:15.95%、P:0.007%、S:0.001%、Mo:16.45%、V:0.18%、W:4.12%、Co:1.25%、Mn:0.45%、Ni:55.75%,Fe:5.75%,其余为不可避免的杂质元素;
⑥出钢:C5品出钢,出钢温度1510℃,出钢时随钢流加入30Kg铝锭,得D品;经检验D品中包含有:C:0.003%、Si:0.025%、Al:0.08%、Cr:15.85%、P:0.008%、S:0.001%、Mo:16.35%、V:0.19%、W:3.95%、Co:1.22%、Mn:0.43%、Ni:56.67%,Fe:5.21%,其余为不可避免的杂质元素;
f、D品运行至LF炉进行精炼,先加入镍镁合金35Kg,再依次进行成分调整、温度调整和稀土微合金化后得成品,成分调整至所要冶炼的哈氏合金成品的技术标准要求范围内、温度调整至1465℃、添加100Kg稀土铈合金,精炼时间65min,得成品。经检验,成品中包含有:C:0.0045%、Si:0.028%、Al:0.07%、Cr:15.92%、P:0.008%、S:0.001%、Mo:16.38%、V:0.18%、W:3.85%、Co:1.21%、Mn:0.42%、Ni:56.97%,Fe:4.94%,Ce:0.0048%,其余为不可避免的杂质元素。
实施例2。一种利用哈氏合金合金废料制造超低碳超低硅C-4哈氏合金方法,包括以下步骤:
a、EAF电炉冶炼:将1300Kg石灰、500Kg碳球、27500Kg的C-4哈氏合金废料、380Kg硅铁合金和550Kg萤石加入到EAF电炉冶炼,得A品;
b、EAF电炉出钢:待A品中硅的质量百分比为0.3-0.7%、碳的质量百分比为1.5-2.5%后出钢,出钢温度为1650℃,得B品;对B品进行检测,B品中包含有:C:1.78%、Si:0.35%、Cr:16.75%、P:0.007%、Mo:15.35%、Co:1.05%、Mn:0.43%、Ni:62.53%,Fe:1.73%;
c、将B品吊包至VD真空炉进行真空脱气处理,吊包温度为1550℃,真空度<65pa,真空脱气时间29min,得C品;经检测,使C品中的氢的质量百分比1.1ppm,氮的质量百分比76ppm,C品中包含有:C:1.65%、Si:0.33%、Cr:16.78%、P:0.007%、Mo:15.31%、Co:1.03%、Mn:0.42%、Ni:62.15%、Fe:2.31%,;
d、将C品加入AOD炉冶炼,冶炼过程中进行依次进行:①钢水预处理→②脱碳→③预还原→④脱碳→⑤还原、脱硫及合金调整→⑥出钢;
①钢水预处理:将C品兑入AOD炉后添加石灰780Kg;然后进行吹氧,使C品中的硅的质量百分比0.003%;然后进行流渣和扒渣处理,扒渣钢钢水裸露直径1.2m以上;然后添加石灰1600Kg;然后进行吹氧气和氩气进行脱碳处理,得C1品;
②脱碳:全程对C1品进行吹氧气和氩气,使C1品中碳的质量百分比为0.0025%,得C2品;
③预还原:在C2品中添加550Kg铝锭进行预还原,预还原后的C2品中,碳的质量百分比0.003%、硅的质量百分比为0.008%、Al的质量百分比0.015%,得C3品;
④脱碳:先对C3品进行吹氧气脱碳,脱碳处理后,C3品中的碳的质量百分比为0.0017%、硅的质量百分比0.005%;然后加入100Kg铝锭,再次进行预还原处理,6min后,进行流渣处理,流渣量1100Kg,AOD内炉渣约1200Kg,流渣处理后残留约100Kg,得C4品;
⑤还原、脱硫及合金调整:在C4品中添加铝锭110Kg、石灰110Kg、萤石70Kg,进行还原、脱硫及合金调整,得C5品;经检验,C5品中各成分含量为:C:0.0015%、Si:0.013%、Al:0.055%;Cr:16.21%、P:0.0065%、Mo:15.35%、Co:1.02%、Mn:0.45%、Ni:64.22%、Fe:2.66%,其余为不可避免的杂质元素;
⑥出钢:C5品出钢,出钢温度1510℃,出钢时随钢流加入30Kg铝锭,得D品;经检验D品中包含:C:0.0023%、Si:0.018%、Al:0.085%、Cr:16.25%、P:0.0073%、S:0.001%、Mo:15.25%、Co:1.01%、Mn:0.42%、Ni:64.12%,Fe:2.56%,其余为不可避免的杂质元素;
f、D品运行至LF炉进行精炼,先加入镍镁合金40Kg,再依次进行成分、温度调整和稀土微合金化后得成品,成分调整至所要冶炼的哈氏合金成品的技术标准要求范围内、温度调整至1445℃、添加80Kg稀土铈合金,精炼时间46min,得成品。经检验,成品中包含有:C:0.0042%、Si:0.032%、Al:0.065%、Cr:16.18%、P:0.0075%、S:0.001%、Mo:15.35%、Co:1.02%、Ti:0.18%;Mn:0.39%、Ni:64.53%,Fe:2.21%,Ce:0.0038%,其余为不可避免的杂质元素。
Claims (7)
1.一种利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法,其特征在于:包括以下步骤:
a、EAF电炉冶炼:按质量份计,将1200-1600份石灰、400-900份碳球、26000-29000份哈氏合金废料、300-400份硅铁合金和500-650份萤石加入到EAF电炉冶炼,得A品;
b、EAF电炉出钢:待A品中硅的质量百分比为0.3-0.7%、碳的质量百分比为1.5-2.5%后出钢,出钢温度1600-1680℃,得B品;
c、将B品吊包至VD真空炉进行真空脱气处理,吊包温度1540-1580℃,真空度<65pa,真空脱气时间20-40min,使B品中的氢的质量百分比<2ppm,氮的质量百分比<100ppm,得C品;
d、将C品加入AOD炉冶炼,出钢温度1500-1580℃,出钢时随钢流加入铝锭20-80份,得D品;
f、D品运行至LF炉进行精炼,先加入镍镁合金20-60份,再依次进行成分调整、温度调整和稀土微合金化后得成品,成分调整至所要冶炼的哈氏合金成品的技术标准要求范围内、温度调整至1460-1500℃、添加80-120份稀土铈合金,精炼时间45-95min,得成品。
2.根据权利要求1所述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法,其特征在于:所述步骤d中,C品在AOD炉中进行预处理,得C1品,
C1品进行脱碳处理,得C2品,
C2品进行预还原,得C3品,
C3品进行脱碳处理,得C4品,
C4品进行还原、脱硫及合金调整,得C5品,
C5品出钢,出钢时随钢流加入铝锭20-80份,得D品。
3.根据权利要求2所述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法,其特征在于:所述步骤d中,所述C品在AOD炉中进行预处理,是指先在C品中添加石灰500-1500份;然后进行吹氧脱硅处理,使C品中的硅的质量百分比<0.01%;然后进行流渣和扒渣处理,扒渣钢钢水裸露直径>1m以上;然后添加石灰1000-2500份;然后进行吹氧气和氩气进行脱碳处理,得C1品。
4.根据权利要求2所述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法,其特征在于:所述步骤d中,所述C1品进行脱碳处理,是指对C1品进行吹氧气和氩气,使C1品中碳的质量百分比为≤0.005%,得C2品。
5.根据权利要求2所述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法,其特征在于:所述步骤d中,C2品进行预还原,是指在C2品中添加300-600份铝锭,使C2品中的铝的质量百分比≥0.005%。
6.根据权利要求1所述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法,其特征在于:所述步骤d中,所述C3品进行脱碳处理,是指先对C3品进行吹氧气,使C3品中的碳的质量百分比为≤0.003%、硅的质量百分比<0.005%;然后加入50-150份铝锭,再次进行预还原处理,进行流渣处理,流渣量约600-1200份,炉内渣量约600-1800份。
7.根据权利要求1所述的利用哈氏合金废料冶炼超低碳超低硅哈氏合金的方法,其特征在于:所述步骤d中,所述C4品进行还原、脱硫及合金调整,是指在C4品中添加铝锭100-300份、石灰100-300份、萤石50-100份,使C4品中的碳的质量百分比为≤0.003%、硅的质量百分比为<0.02%、铝的质量百分比为>0.03%、合金调整至所要冶炼的哈氏合金成品的技术标准要求范围内。
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CN (1) | CN113832303B (zh) |
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2021
- 2021-09-10 CN CN202111059689.1A patent/CN113832303B/zh active Active
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