專利名稱：一種實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐的煉鋼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體屬于一種堿性爐襯的感應(yīng)爐的煉鋼方法。
背景技術(shù)：
中頻感應(yīng)爐是不少企業(yè)用來(lái)對(duì)固體金屬進(jìn)行融化及成分調(diào)整的常用手段，大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)也往往通過(guò)小型中頻感應(yīng)爐進(jìn)行材料研制或工藝性基礎(chǔ)試驗(yàn)，這種方法受中頻感應(yīng)爐耐火材料壽命、冶煉條件限制，難以在同一裝置集中完成脫碳、脫氣、脫磷、脫硫等綜合精煉。在鋼水成分高于規(guī)格要求的場(chǎng)合，往往采用不同成分鋼水勾兌的辦法，或者與爐外處理相結(jié)合來(lái)實(shí)施多功能精煉。例如，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N200710034451. 7公開(kāi)的一種微碳鉻鐵合金的生產(chǎn)工藝，需要把高碳鉻鐵裝入中頻感應(yīng)爐熔化升溫，然后將金屬液兌入罐中，再移入真空精煉工位進(jìn)行氬氧混吹，以生產(chǎn)低微碳鉻鐵。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N01108113. 9公開(kāi)的一種變頻感應(yīng)爐冶煉中低碳錳鐵的方法，將固態(tài)碳素錳鐵放入第一感應(yīng)爐熔化，然后兌入第二感應(yīng)爐再進(jìn)行頂?shù)状?，最后通過(guò)添加還原劑和攪拌，使渣中錳還原至鐵中。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?CN201010268043. X]公開(kāi)的一種奧氏體不銹鋼的生產(chǎn)方法，需要采用電爐-AOD爐-LF爐串聯(lián)的方法來(lái)熔煉和調(diào)整金屬成分溫度，以得到奧氏體不銹鋼。上述專利文獻(xiàn)所公開(kāi)的內(nèi)容， 熔料和冶煉操作不是在同一反應(yīng)裝置內(nèi)完成的，需要結(jié)合爐外處理來(lái)完成多功能精煉。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N 01108112.0公開(kāi)了一種變頻感應(yīng)電爐全廢鋼冶煉不銹鋼的方法，通過(guò)向爐內(nèi)熔化的不銹鋼廢料添加渣料進(jìn)行頂?shù)状?，最后加入還原劑將渣中鉻還原至鋼中。JP專利申請(qǐng)?zhí)朖P19870008777公開(kāi)了一種經(jīng)濟(jì)制造含鉻鋼鐵的方法，把鉻礦石、 含碳材料、造渣劑加入精煉爐，通過(guò)頂供氧-底吹氬進(jìn)行脫碳和渣中鉻還原，以獲得含鉻鋼鐵。其兩項(xiàng)文獻(xiàn)所公開(kāi)的內(nèi)容屬于采用電弧爐或精煉爐制備含鉻不銹鋼鐵的生產(chǎn)方案，未包括使生鐵迅速冶煉成鋼必須的脫碳和脫磷脫硫任務(wù)。所檢索到的KR專利申請(qǐng)?zhí)朘R20040074725專利文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種提高電弧爐煉鋼金屬還原率的方法，在熔池側(cè)上方噴吹氧和氮?dú)馓岣呓饘龠€原率。專利申請(qǐng)?zhí)枮?CN201110032086. 2的專利文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種電爐煉鋼還原期的冶煉方法，其在加入!^e-Si 后，通過(guò)插入渣面下的噴槍吹氮攪拌提高還原效率。US專利申請(qǐng)?zhí)朥S19880276612公開(kāi)了一種鐵礦石還原方法，把預(yù)熱及預(yù)還原后的鐵礦石、含碳材料放入融化還原爐進(jìn)行頂?shù)状禂嚢柽€原鐵。所述的三項(xiàng)專利文獻(xiàn)均未涉及中頻感應(yīng)爐煉鋼的氧化精煉過(guò)程。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N200610040303. 1公開(kāi)了一種用感應(yīng)爐直接煉鋼的方法，先將鐵礦粉、氧化鐵皮、磁選加工的鐵渣置于感應(yīng)爐內(nèi)熔煉成鐵水后扒渣，再通入石灰粉和氧氣進(jìn)行吹煉，最后鑄成鋼錠或鋼坯。文獻(xiàn)Pozzi，Marcello. Operating results of the EAF optimization system at Riva Verona. Metall Plant Technol Int.-60-69 公開(kāi)的是一禾中 EAF爐煉鋼專家系統(tǒng)，主要涉及碳/氧、甲烷轉(zhuǎn)換，煙氣、電力調(diào)整，甲烷及注碳功能，未見(jiàn)其方法和技術(shù)參數(shù)涉及感應(yīng)條件下采用頂?shù)状悼焖倜撎疾⑷コ琢虻姆桨?。因此，進(jìn)一步發(fā)掘現(xiàn)有中頻感應(yīng)爐的精煉功能和效率，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢赃M(jìn)行多功能精煉的方法，對(duì)冶金工作者開(kāi)展試驗(yàn)研究，提高感應(yīng)爐煉鋼的技術(shù)水平和品種質(zhì)量具有重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有中頻感應(yīng)爐冶金功能的不足提供一種基于中頻感應(yīng)爐的頂?shù)状禑掍摲椒?，可以在同一感?yīng)爐內(nèi)對(duì)熔融金屬脫碳、脫氣和去除磷、硫等雜質(zhì)元素， 使鐵水迅速冶煉成鋼，出鋼磷含量可降至0. 010 0. 0045fft. %的實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐的煉鋼方法。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)措施一種實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐的煉鋼方法，其步驟1)通電，使?fàn)t內(nèi)的固體金屬料完全融化；2)采用水冷氧槍從爐頂向爐內(nèi)噴吹氧氣，吹煉過(guò)程氧槍槍位固定不變，供氧強(qiáng)度為3. 1 3. 3Nm3/min,同時(shí)從爐底供氣元件吹入氬氣或氮?dú)鈹嚢瑁鈴?qiáng)度為每噸鋼 0. 05 0. 15Nm3/min ；3)造渣采用石灰和白云石，加入量為石灰50 52kg/噸鋼，白云石16 18kg/ 噸鋼；4)在頂吹氧時(shí)間到15 16min時(shí)，改變底吹氣體流量，按每噸鋼0. 08 0. 18Nm3/ min吹入氬氣攪拌；5)當(dāng)鋼水中碳的質(zhì)量百分比< 0. 時(shí)，結(jié)束頂部供氧，爐渣二元堿度CaO/SiA 控制在2. 7 3. 0，底部按每噸鋼0. 10 0. 20Nm3/min繼續(xù)吹入氬氣攪拌，處理時(shí)間為4 8分鐘；6)在爐內(nèi)除渣，然后，根據(jù)所煉鋼種進(jìn)行鋁脫氧及合金化，最后出鋼。其特征在于感應(yīng)爐煉鋼過(guò)程供電輸出功率為20 45千瓦。其特征在于所述的氧槍槍位固定在氧槍噴頭距鋼水靜止深度時(shí)的40 45處％。一種實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐的煉鋼方法，其步驟1)通電，使?fàn)t內(nèi)的固體金屬料完全融化；2)采用水冷氧槍從爐頂向爐內(nèi)噴吹氧氣，吹煉過(guò)程氧槍槍位為逐步變低操作，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3. 3 3. 5Nm3/min ；3)造渣采用石灰、白云石和螢石，加入量為石灰53 54kg/噸鋼，白云石18 20kg/噸鋼，螢石< 4. 5kg/噸鋼；4)當(dāng)鋼水中碳的質(zhì)量百分比< 0. 時(shí)，結(jié)束頂部供氧，爐渣二元堿度CaO/SiA 控制在2. 8 3. 2，底部按每噸鋼0. 15 0. 25Nm3/min吹入氬氣攪拌，處理時(shí)間為6 10 分鐘；5)在爐內(nèi)除S，然后，根據(jù)所煉鋼種進(jìn)行鋁脫氧及合金化，最后出鋼。其特征在于感應(yīng)爐煉鋼過(guò)程供電輸出功率20 45千瓦。其特征在于所述的氧槍槍位逐步變低操作按照以下方式進(jìn)行0 5min內(nèi)氧槍槍位在鋼水靜止深度時(shí)的50%，5 15min內(nèi)氧槍槍位在鋼水靜止深度時(shí)的60%，15min 吹氧結(jié)束時(shí)氧槍槍位在鋼水靜止深度時(shí)的70%。采用本發(fā)明的有益效果是
(1)提供了一種具有感應(yīng)加熱和頂?shù)状堤攸c(diǎn)的多功能冶煉方法，處理時(shí)間短、操作靈活有效。(2)對(duì)感應(yīng)爐內(nèi)熔融金屬進(jìn)行脫碳、脫氣、去除磷、硫雜質(zhì)元素，可以使鐵水迅速冶煉成鋼，對(duì)擴(kuò)展感應(yīng)爐的冶金功能、控制品種成分和產(chǎn)品質(zhì)量好處很大。(3)本發(fā)明為煉鋼優(yōu)先脫磷提供了良好條件，出鋼磷含量降至0.010 0. 0045fft. %，可以消除螢石等固體助溶劑對(duì)環(huán)境的污染及爐襯的侵蝕。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述實(shí)驗(yàn)條件為中頻感應(yīng)爐。實(shí)施例1在中頻感應(yīng)爐內(nèi)裝入固體金屬料61Kg，冶煉低碳低磷鋼，冶煉過(guò)程供電輸出功率 30 45千瓦。其試驗(yàn)煉鋼步驟1)通電，使?fàn)t內(nèi)的固體金屬料完全融化；2)采用水冷氧槍從爐頂向爐內(nèi)噴吹氧氣，吹煉過(guò)程氧槍槍位在氧槍噴頭距鋼水靜止深度時(shí)的40處％固定，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3. INmVmin,同時(shí)從爐底供氣元件吹入氮?dú)鈹嚢?，供氣?qiáng)度為每噸鋼0. 05 0. IONmVmin ；3)造渣采用石灰和白云石，加入量為石灰50kg/噸鋼，白云石Wkg/噸鋼；4)在頂吹氧時(shí)間到15min時(shí)，改變底吹氣體流量，按每噸鋼0. 08Nm3/min吹入氬氣攪拌；5)當(dāng)鋼水中碳的質(zhì)量百分比為0.06%時(shí)，結(jié)束頂部供氧，爐渣二元堿度CaO/SiA 控制在2. 7，底部按每噸鋼0. IONmVmin繼續(xù)吹入氬氣攪拌，處理時(shí)間為4分鐘；6)在爐內(nèi)除渣，然后，根據(jù)所煉鋼種進(jìn)行鋁脫氧及合金化，最后出鋼。本實(shí)施例的鋼水成分，碳含量為0.(Mwt. %，磷含量為0.0045wt. %，硫含量為 0. 023wt. %，氮含量為 0. 0013wt. %。實(shí)施例2在中頻感應(yīng)爐內(nèi)裝入固體金屬料60Kg，冶煉低碳鋼，冶煉過(guò)程供電輸出功率20 40千瓦。其試驗(yàn)煉鋼步驟1)通電，使?fàn)t內(nèi)的固體金屬料完全融化；2)采用水冷氧槍從爐頂向爐內(nèi)噴吹氧氣，吹煉過(guò)程氧槍槍位固定在氧槍噴頭距鋼水靜止深度時(shí)的45處％固定，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3. 3m7min，同時(shí)從爐底供氣元件吹入氬氣攪拌，供氣強(qiáng)度為每噸鋼0. 08 0. 15Nm3/min ；3)造渣采用石灰和白云石，加入量為石灰52kg/噸鋼，白云石18kg/噸鋼；4)在頂吹氧時(shí)間到16min時(shí)，改變底吹氣體流量，按每噸鋼0. 18Nm3/min繼續(xù)吹入氬氣攪拌；5)當(dāng)鋼水中碳的質(zhì)量百分比為0.085%時(shí)，結(jié)束頂部供氧，爐渣二元堿度CaO/SiA 控制在3. 0，底部按每噸鋼0. 20Nm3/min繼續(xù)吹入氬氣攪拌，處理時(shí)間為8分鐘；6)在爐內(nèi)除渣，然后，根據(jù)所煉鋼種進(jìn)行鋁脫氧及合金化，最后出鋼。本實(shí)施例的鋼水成分，碳含量為0.06wt. %，磷含量為O.Olwt. %，硫含量為0. 020wt. %，氮含量為 0. 0020wt. %。實(shí)施例3在中頻感應(yīng)爐內(nèi)裝入固體金屬料60Kg，冶煉低碳低磷鋼，冶煉過(guò)程供電輸出功率 30 45千瓦。其試驗(yàn)煉鋼步驟1)通電，使?fàn)t內(nèi)的固體金屬料完全融化；2)采用水冷氧槍從爐頂向爐內(nèi)噴吹氧氣，吹煉過(guò)程氧槍槍位變低操作按照以下方式進(jìn)行0. 5min在鋼水靜止深度時(shí)的50%，5. 5min在鋼水靜止深度時(shí)的60%，吹氧結(jié)束時(shí)在鋼水靜止深度時(shí)的70% ；供氧強(qiáng)度為每噸鋼3. 3Nm3/min ；3)造渣采用石灰、白云石和螢石，加入量為石灰53kg/噸鋼，白云石18kg/噸鋼， 螢石4. 5kg/噸鋼；4)當(dāng)鋼水中碳的質(zhì)量百分比為0.06%時(shí)，結(jié)束頂部供氧，爐渣二元堿度CaO/SiA 控制在2. 8，底部按每噸鋼0. 15Nm3/min吹入氬氣攪拌，處理時(shí)間為6分鐘；5)在爐內(nèi)除渣，然后，根據(jù)所煉鋼種進(jìn)行鋁脫氧及合金化，最后出鋼。本實(shí)施例的鋼水成分，碳含量為0.(Mwt. %，磷含量為0.006wt. %，硫含量為 0. 025wt. %，氮含量為 0. 0028wt. %。實(shí)施例4在中頻感應(yīng)爐內(nèi)裝入固體金屬料61Kg，冶煉低碳低磷鋼，冶煉過(guò)程供電輸出功率 20 40千瓦。其試驗(yàn)煉鋼步驟1)通電，使?fàn)t內(nèi)的固體金屬料完全融化；2)采用水冷氧槍從爐頂向爐內(nèi)噴吹氧氣，吹煉過(guò)程氧槍槍位變低按照以下方式進(jìn)行4. 5min在鋼水靜止深度時(shí)的50%，15min在鋼水靜止深度時(shí)的60%，到吹氧結(jié)束時(shí)在鋼水靜止深度時(shí)的70% ；供氧強(qiáng)度為每噸鋼3. 5Nm3/min ；3)造渣采用石灰、白云石和螢石，加入量為石灰Mkg/噸鋼，白云石20kg/噸鋼， 螢石2kg/噸鋼；4)當(dāng)鋼水中碳的質(zhì)量百分比為0. 074%時(shí)，結(jié)束頂部供氧，爐渣二元堿度CaO/SiA 控制在3. 0，底部按每噸鋼0. 20Nm3/min吹入氬氣攪拌，處理時(shí)間為8分鐘；5)在爐內(nèi)除渣，然后，根據(jù)所煉鋼種進(jìn)行鋁脫氧及合金化，最后出鋼。本實(shí)施例的鋼水成分，碳含量為0.05wt. %，磷含量為0.009wt. %，硫含量為 0. 024wt. %，氮含量為 0. 0026wt. %。實(shí)施例5在中頻感應(yīng)爐內(nèi)裝入固體金屬料62Kg，冶煉鋼種為低碳鋼，供電輸出功率為25 45千瓦。其試驗(yàn)煉鋼步驟1)通電，使?fàn)t內(nèi)的固體金屬料完全融化；2)采用水冷氧槍從爐頂向爐內(nèi)噴吹氧氣，吹煉過(guò)程氧槍槍位變低按照以下方式進(jìn)行Jmin在鋼水靜止深度時(shí)的50%，9min在鋼水靜止深度時(shí)的60%，15分鐘在鋼水靜止深度時(shí)的70% ；供氧強(qiáng)度為每噸鋼3. 4Nm3/min ；3)造渣采用石灰和白云石，加入量為石灰Mkg/噸鋼，白云石18kg/噸鋼，螢石 Okg/噸鋼；4)當(dāng)鋼水中碳的質(zhì)量百分比為0. 0 %時(shí)，結(jié)束頂部供氧，爐渣二元堿度CaO/SiA控制在3. 2，底部按每噸鋼0. 25Nm3/min吹入氬氣攪拌，處理時(shí)間為10分鐘；5)在爐內(nèi)除渣，然后，根據(jù)所煉鋼種進(jìn)行鋁脫氧及合金化，最后出鋼。本實(shí)施例的鋼水成分，碳含量為0.02wt. %，磷含量為O.Olwt. %，硫含量為 0. 020wt. %，氮含量為 0. 0022wt. %。上述實(shí)施例僅為例舉，并非全部。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐的煉鋼方法，其步驟1)通電，使?fàn)t內(nèi)的固體金屬料完全融化；2)采用水冷氧槍從爐頂向爐內(nèi)噴吹氧氣，吹煉過(guò)程氧槍槍位固定不變，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3. 1 3. 3Nm3/min,同時(shí)從爐底供氣元件吹入氬氣或氮?dú)鈹嚢?，供氣?qiáng)度為每噸鋼 0. 05 0. 15Nm3/min ；3)造渣采用石灰和白云石，加入量為石灰50 52kg/噸鋼，白云石16 Wkg/噸鋼；4)在頂吹氧時(shí)間到15 16min時(shí)，改變底吹氣體流量，按每噸鋼0.08 0. 18Nm3/min 吹入氬氣攪拌；5)當(dāng)鋼水中碳的質(zhì)量百分比<0. 時(shí)，結(jié)束頂部供氧，爐渣二元堿度CaCVSiO2控制在2. 7 3. 0，底部按每噸鋼0. 10 0. 20Nm3/min繼續(xù)吹入氬氣攪拌，處理時(shí)間為4 8分鐘；6)在爐內(nèi)除渣，然后，根據(jù)所煉鋼種進(jìn)行鋁脫氧及合金化，最后出鋼。
2.如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐的煉鋼方法，其特征在于感應(yīng)爐煉鋼過(guò)程供電輸出功率為20 45千瓦。
3.如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐的煉鋼方法，其特征在于所述的氧槍槍位固定在氧槍噴頭距鋼水靜止深度時(shí)的40 45處％。
4.一種實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐的煉鋼方法，其步驟1)通電，使?fàn)t內(nèi)的固體金屬料完全融化；2)采用水冷氧槍從爐頂向爐內(nèi)噴吹氧氣，吹煉過(guò)程氧槍槍位為逐步變低操作，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3. 3 3. 5Nm3/min ；3)造渣采用石灰、白云石和螢石，加入量為石灰53 Mkg/噸鋼，白云石18 20kg/ 噸鋼，螢石<4. 5kg/噸鋼；4)當(dāng)鋼水中碳的質(zhì)量百分比<0. 時(shí)，結(jié)束頂部供氧，爐渣二元堿度CaCVSiO2控制在2. 8 3. 2，底部按每噸鋼0. 15 0. 25Nm3/min吹入氬氣攪拌，處理時(shí)間為6 10分鐘；5)在爐內(nèi)除渣，然后，根據(jù)所煉鋼種進(jìn)行鋁脫氧及合金化，最后出鋼。
5.如權(quán)利要求4所述的一種實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐的煉鋼方法，其特征在于感應(yīng)爐煉鋼過(guò)程供電輸出功率為20 45千瓦。
6.如權(quán)利要求4所述的一種實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐的煉鋼方法，其特征在于所述的氧槍槍位逐步變低操作按照以下方式進(jìn)行0 5min內(nèi)氧槍槍位在鋼水靜止深度時(shí)的50%，5 15min內(nèi)氧槍槍位在鋼水靜止深度時(shí)的60%，15min 吹氧結(jié)束時(shí)氧槍槍位在鋼水靜止深度時(shí)的70%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐的煉鋼方法。其步驟通電并使?fàn)t內(nèi)固體金屬料完全融化；采用定位或逐步變低水冷氧槍位方式從爐頂向爐內(nèi)吹氧氣；造渣；在頂吹氧到15～16min時(shí)改變底吹氣體流量；當(dāng)鋼水中碳的質(zhì)量百分比＜0.1％時(shí)，結(jié)束頂部供氧；爐內(nèi)除渣，然后根據(jù)所煉鋼種進(jìn)行鋁脫氧及合金化及出鋼。本發(fā)明的特點(diǎn)處理時(shí)間短、操作靈活有效；對(duì)感應(yīng)爐內(nèi)熔融金屬并進(jìn)行脫碳、氣及除磷、硫雜質(zhì)，可使鐵水迅速冶煉成鋼，對(duì)擴(kuò)展感應(yīng)爐的冶金功能、控制品種成分和產(chǎn)品質(zhì)量好處很大；為煉鋼優(yōu)先脫磷提供了良好條件，出鋼磷含量降至0.010～0.0045Wt.％，可以消除螢石等固體助溶劑對(duì)環(huán)境的污染及爐襯的侵蝕。
文檔編號(hào)C21C5/52GK102321783SQ20111027743
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者區(qū)鐵, 孔勇江, 孫偉, 曹同友, 朱萬(wàn)軍, 楊成威, 楊治爭(zhēng), 田義勝, 陳俊孚 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司