一種利用返回料冶煉mc5軋輥的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用返回料冶煉MC5軋輥的工藝，該工藝的步驟如下：S01：選取返回料作為冶煉MC5軋輥的爐料；S02：將步驟S01中選取的返回料作為爐料投入中頻感應爐內熔化；S03：在LF精煉爐中對經步驟S02熔化后的返回料的鋼水進行脫氧、脫硫，并精確調整鋼液成分；S04：在VD真空爐中對經步驟S03處理后的鋼液進行真空抽氣，使夾雜物充分上浮，去除有害氣體；S05：利用步驟S04處理后的鋼液進行模鑄澆鑄制成MC5軋輥鋼錠。本發(fā)明提供了一種充分利用冶煉、鍛造和機加工過程產生的返回料來提高返回料中合金利用率生產MC5軋輥的冶金工藝。
【專利說明】一種利用返回料冶煉MC5軋輥的工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及特殊鋼冶金【技術領域】，尤其涉及一種利用MC5返回料冶煉MC5軋輥的工藝。
【背景技術】
[0002]在特殊鋼冶煉生產過程中、鍛材、軋材生產過程和機械加工過程中每年都會產生大量的返回合金鋼料頭、邊角料和鋼屑，如何利用這些材料于工業(yè)生產并盡可能的提高其利用率是特鋼生產企業(yè)需要解決的問題。
[0003]MC5是一種高碳，冶金生產中通常采用EBT電弧爐冶煉、LF精煉、VD真空精煉、模鑄、電渣重熔或相關冶煉工藝路線生產，該生產方式適用于利用廢鋼作為原材料的生產方式，如果采用返回合金鋼作為原材料利用上述工藝路線進行生產主要存在以下問題:(I)普通功率EAF初煉、精煉爐冶煉周期長、電耗高，嚴重影響電爐爐襯和鋼包內襯的使用壽命、鋼液夾雜物含量控制及模鑄生產組織；(2)若采用EAF電弧爐熔化含鉻返回合金鋼在吹氧熔煉過程中Cr等合金元素燒損量大，一般在20%以上，合金元素的回收率低，不適合經濟性的生產需要；(3)單獨采用中頻爐冶煉后續(xù)沒有LF爐和VD配合鋼液夾雜物含量和氣體含量控制方面存在不足；(4)精煉爐冶煉過程中配入大量的合金冶煉時間較長；(5)生產過程中不可控制因素多，致使爐與爐之間化學成分及生產成本不穩(wěn)定，波動較大。
[0004]尋找一種適合利用冶煉、鍛造、機械加工過程中產生的MC5返回料生產MC5軋輥的冶煉工藝路線是避免 以上問題的有效方法。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于通過采用中頻感應爐、LF精煉爐、VD真空爐及模鑄的冶金工藝路線來優(yōu)化MC5軋輥冶煉工藝。充分利用冶煉、鍛造和機加工過程產生的MC5返回料來提高返回料中合金利用率，彌補上述現有工藝技術中的不足。
[0006]本發(fā)明的技術方案是這樣實現的:一種利用返回料冶煉MC5軋輥的工藝，該工藝的步驟如下:
步驟SOl:選取包括澆鑄產生的MC5注余、鍛造、機加工返回的MC5料頭和機加工產生的MC5鋼屑、邊角料等返回料作為冶煉MC5軋輥的爐料；
步驟S02:將步驟SOl中選取的爐料投入中頻感應爐進行熔化，在熔化過程中，根據中頻感應爐內熔化情況不斷投入新料，及時加入造渣材料覆蓋鋼液面，爐料全熔后，在鋼液溫度1560°C~1580°C時，進行取樣、分析，溫度在1600~1630°C范圍內進行出鋼；
步驟S03:經步驟S02熔化后的MC5返回料鋼水在LF鋼包精煉爐進行脫氧、脫硫并精確調整鋼液成分；精煉鋼包到位，吹氬、喂鋁線，加入造渣材料送電化渣，渣化開后用碳粉、硅鐵粉進行脫氧，加熱20分鐘后取樣、測溫并調整化學成分，渣白后分批加入碳粉進一步脫氧，白渣保持時間不少于15分鐘；
步驟S04:對經步驟S03處理后的鋼液在VD真空精煉爐中進行真空脫氣去除有害氣體，脫氣后再限定氣體氫、氧的含量，取玻璃管樣分析氮含量；弱攪拌，使夾雜物充分上浮，出鋼前吹氬弱攪拌時間不小于10分鐘，出鋼溫度為1570~1580°C ；
步驟S05:利用步驟S04處理后的鋼液進行模鑄澆鑄成MC5軋輥鋼錠，鎮(zhèn)靜時間不小于6分鐘，澆鑄溫度1420~1460°C，采取氬氣保護澆鑄。
[0007]所述步驟SOl中對平時冶金、鍛造、機械加工產生的MC5注余、料頭、鋼屑和邊角料進行認真歸類儲存(鋼屑和邊角料最好打包后儲存)，裝爐時對大塊返回料利用鐵絲捆綁采取天車或旋臂吊吊入。
[0008]所述步驟S02中頻感應爐內進行鐵合金熔化的方法如下:返回料投入中頻感應爐內即可對中頻感應爐供電，加入石灰和螢石，返回料在熔化過程中，要不停投入新料，并及時加入造渣材料覆蓋鋼液面，要用木棒撬或敲打原料，防止冶煉架橋產生高溫；爐料全熔后，在鋼液溫度1560°C~1580°C時，進行取樣分析，分析后，溫度在1600~1630°C范圍內進行出鋼。
[0009]所述步驟S03中LF精煉過程如下:精煉鋼包到位，吹氬、喂鋁線1.5~2.5m/t，加入造渣材料送電化渣，渣化開后用碳粉、硅鐵粉3~5 kg /t進行脫氧，加熱20分鐘后取樣、測溫，調整化學成分 C [%]為 0.84 土 0.01、Mn [%]為 0.35 土 0.03、Si [%]為 0.65 土
0.03、P [%]不大于 0.012、S [%]不大于 0.003、Cr [%]為 5.00 ± 0.03、Mo [%]為 0.30土 0.02、V [%]為0.15 土 0.02，加入適量石灰，精煉渣改制劑，保持渣有較高的堿度和流動性，渣白后分批 加入硅鐵粉和少量碳粉進一步脫氧，總用量2~4kg/t，白渣保持時間不少于15分鐘。
[0010]所述步驟S04中鋼液在溫度不小于1590°C時進入真空罐脫氣，在不大于0.5乇下保持時間至少12分鐘；脫氣后限定氫、氧的含量，控制[H] ( 1.2ppm, [O] ( IOppm ;取玻璃管樣分析氮含量，[N] ( IOOppm;出鋼前吹氬弱攪拌時間不小于10分鐘，出鋼溫度為1570 ~1580°〇。
[0011]所述步驟S05中模鑄澆鑄過程如下:鎮(zhèn)靜時間不小于6分鐘，澆鑄溫度1420~1460°C，檢測記錄實際澆注溫度，在整個澆注過程中全程氬氣保護，并實時監(jiān)測氬氣保護區(qū)域的氧含量，并反饋給模鑄控制系統(tǒng)，模鑄控制系統(tǒng)根據反饋信息調整吹氬量，保證氬氣保護的可靠性和有效性，確保澆注鋼錠外來氣體對鋼質量的影響；保護渣使用中高碳鋼用保護渣。
[0012]本發(fā)明的技術方案產生的積極效果如下:(I)采用中頻感應爐代替EBT電弧爐熔化MC5返回料，可提高合金元素回收率在95%以上；(2)采用LF精煉爐和VD真空精煉爐脫氧、脫硫、去除氣體，微調合金有效提高鋼液潔凈度和降低鋼液氣體含量；(3)減輕LF精煉爐冶煉壓力，提高鋼包爐內襯使用壽命。
[0013]冶煉設備優(yōu)化分工，各工序緊密銜接，冶煉時間都控制在規(guī)定時間以內，提高了生產效率，降低了冶煉電耗，有利于連鑄的生產組織。
【具體實施方式】
[0014]一種利用返回料冶煉MC5軋輥的工藝，該工藝的步驟如下:
步驟SOl:選取包括澆鑄產生的MC5注余、鍛造、機加工返回的MC5料頭和機加工產生的MC5鋼屑、邊角料等返回料作為冶煉MC5軋輥的爐料；所述步驟SO I中對平時冶金、鍛造、機械加工產生的MC5注余、料頭、鋼屑和邊角料進行認真歸類儲存(鋼屑和邊角料最好打包后儲存)，裝爐時對大塊返回料利用鐵絲捆綁采取天車或旋臂吊吊入。
[0015]步驟S02:將步驟SOl中選取的爐料投入中頻感應爐進行熔化，在熔化過程中，根據中頻感應爐內熔化情況不斷投入新料，及時加入造渣材料覆蓋鋼液面，爐料全熔后，在鋼液溫度1560°C~1580°C時，進行取樣、分析，溫度在1600~1630°C范圍內進行出鋼；
所述步驟S02中頻感應爐內進行鐵合金熔化的方法如下:爐料投入中頻感應爐內即可對中頻感應爐供電，加入石灰和螢石，返回料在熔化過程中，要不停投入新料，并及時加入造渣材料覆蓋鋼液面，要用木棒撬或敲打原料，防止冶煉架橋產生高溫；爐料全熔后，在鋼液溫度1560°C~1580°C時，進行取樣分析，分析后，溫度在1600~1630°C范圍內進行出鋼。
[0016]步驟S03:經步驟S02熔化后的MC5返回料鋼水在LF鋼包精煉爐進行脫氧、脫硫并精確調整鋼液成分；精煉鋼包到位，吹氬、喂鋁線，加入造渣材料送電化渣，渣化開后用碳粉、硅鐵粉進行脫氧，加熱20分鐘后取樣、測溫并調整化學成分，渣白后分批加入碳粉進一步脫氧，白渣保持時間不少于15分鐘；
所述步驟S03中LF精煉過程如下:精煉鋼包到位，吹氬、喂鋁線1.5~2.5m/t，加入造渣材料送電化渣，渣化開后用碳粉、硅鐵粉3~5 kg /t進行脫氧，加熱20分鐘后取樣、測溫，調整化學成分 C [%]為 0.84 土 0.01、Μη [%]為 0.35 土 0.03、Si [%]為 0.65 土 0.03、P[%]不大于 0.012,S [%]不大于 0.003,Cr [%]為 5.00 ± 0.03,Mo [%]為 0.30 ± 0.02、V [%]為0.15 土 0.02，加入 適量石灰，精煉渣改制劑，保持渣有較高的堿度和流動性，渣白后分批加入硅鐵粉和少量碳粉進一步脫氧，總用量2~4kg/t，白渣保持時間不少于15分鐘。
[0017]步驟S04:對經步驟S03處理后的鋼液在VD真空精煉爐中進行真空脫氣去除有害氣體，脫氣后再限定氣體氫、氧的含量，取玻璃管樣分析氮含量；弱攪拌，使夾雜物充分上浮，出鋼前吹氬弱攪拌時間不小于10分鐘，出鋼溫度為1570~1580°C ；
所述步驟S04中鋼液在溫度不小于1590°C時進入真空罐脫氣，在不大于0.5乇下保持時間至少12分鐘；脫氣后限定氫、氧的含量，控制[H] ( 1.2ppm, [O] ( IOppm ;取玻璃管樣分析氮含量，[N] ( lOOppm。出鋼前吹氬弱攪拌時間不小于10分鐘，出鋼溫度為1570~1580 O。
[0018]步驟S05:利用步驟S04處理后的鋼液進行模鑄澆鑄成MC5軋輥鋼錠，鎮(zhèn)靜時間不小于6分鐘，澆鑄溫度1420~1460°C，采取氬氣保護澆鑄。
[0019]所述步驟S05中模鑄澆鑄過程如下:鎮(zhèn)靜時間不小于6分鐘，澆鑄溫度1420~1460°C，檢測記錄實際澆注溫度，在整個澆注過程中全程氬氣保護，并實時監(jiān)測氬氣保護區(qū)域的氧含量，并反饋給模鑄控制系統(tǒng)，模鑄控制系統(tǒng)根據反饋信息調整吹氬量，保證氬氣保護的可靠性和有效性，確保澆注鋼錠外來氣體對鋼質量的影響；保護渣使用中高碳鋼用保護渣。
【權利要求】
1.一種利用返回料冶煉MC5軋輥的工藝，其特征在于:該工藝的步驟如下: 步驟SOl:選取包括澆鑄產生的MC5注余、鍛造、機加工返回的MC5料頭和機加工產生的MC5鋼屑、邊角料等返回料作為冶煉MC5軋輥的爐料； 步驟S02:將步驟SOl中選取的爐料投入中頻感應爐進行熔化，在熔化過程中，根據中頻感應爐內熔化情況不斷投入新料，及時加入造渣材料覆蓋鋼液面，爐料全熔后，在鋼液溫度1560°C~1580°C時，進行取樣、分析，溫度在1600~1630°C范圍內進行出鋼； 步驟S03:經步驟S02熔化后的MC5返回料鋼水在LF鋼包精煉爐進行脫氧、脫硫并精確調整鋼液成分；精煉鋼包到位，吹氬、喂鋁線，加入造渣材料送電化渣，渣化開后用碳粉、硅鐵粉進行脫氧，加熱20分鐘后取樣、測溫并調整化學成分，渣白后分批加入碳粉進一步脫氧，白渣保持時間不少于15分鐘； 步驟S04:對經步驟S03處理后的鋼液在VD真空精煉爐中進行真空脫氣去除有害氣體，脫氣后再限定氣體氫、氧的含量，取玻璃管樣分析氮含量；弱攪拌，使夾雜物充分上浮，出鋼前吹氬弱攪拌時間不小于10分鐘，出鋼溫度為1570~1580°C ； 步驟S05:利用步驟S04處理后的鋼液進行模鑄澆鑄成MC5軋輥鋼錠，鎮(zhèn)靜時間不小于6分鐘，澆鑄溫度1420~1460°C，采取氬氣保護澆鑄。
2.如權利要求1所述的一種利用返回料冶煉MC5軋輥的工藝，其特征在于: 所述步驟SOI中對平時冶金、鍛造、機械加工產生的MC5注余、料頭、鋼屑和邊角料進行認真歸類儲存(鋼屑和邊角料最好打包后儲存)，裝爐時對大塊返回料利用鐵絲捆綁采取天車或旋臂吊吊入。
3.如權利要求1所述的一種利用返回料冶煉MC5軋輥的工藝，其特征在于: 所述步驟S02中頻感應爐內進行鐵合金熔化的方法如下:返回料投入中頻感應爐內即可對中頻感應爐供電，加入石灰和螢石，返回料在熔化過程中，要不停投入新料，并及時加入造渣材料覆蓋鋼液面，要用木棒撬或敲打原料，防止冶煉架橋產生高溫；爐料全熔后，在鋼液溫度1560°C~1580°C時，進行取樣分析，分析后，溫度在1600~1630°C范圍內進行出鋼。
4.如權利要求1所述的一種利用返回料冶煉MC5軋輥的工藝，其特征在于:所述步驟S03中LF精煉過程如下:精煉鋼包到位，吹氬、喂鋁線1.5~2.5m/t，加入造渣材料送電化渣，渣化開后用碳粉、硅鐵粉3~5 kg /t進行脫氧，加熱20分鐘后取樣、測溫，調整化學成分 C [%]為 0.84 土 0.01、Mn [%]為 0.35 土 0.03、Si [%]為 0.65 土 0.03、P [%]不大于 0.012、S [%]不大于 0.003、Cr [%]為 5.00 土 0.03、Mo [%]為 0.30 土 0.02、V [%]為0.15 土 0.02，加入適量石灰，精煉渣改制劑，保持渣有較高的堿度和流動性，渣白后分批加入硅鐵粉和少量碳粉進一步脫氧，總用量2~4kg/t，白渣保持時間不少于15分鐘。
5.如權利要求1所述的一種利用返回料冶煉MC5軋輥的工藝，其特征在于:所述步驟S04中鋼液在溫度不小于1590°C時進入真空罐脫氣，在不大于0.5乇下保持時間至少12分鐘；脫氣后限定氫、氧的含量，控制[H] ≤ 1.2ppm, [O] ≤ IOppm ;取玻璃管樣分析氮含量，[N] ≤ 100ppm ;出鋼前吹氬弱攪拌時間不小于10分鐘，出鋼溫度為1570~1580°C。
6.如權利要求1所述的一種利用返回料冶煉MC5軋輥的工藝，其特征在于:所述步驟S05中模鑄澆鑄過程如下:鎮(zhèn)靜時間不小于6分鐘，澆鑄溫度1420~1460°C，檢測記錄實際澆注溫度，在整個澆注過程中全程氬氣保護，并實時監(jiān)測氬氣保護區(qū)域的氧含量，并反饋給模鑄控制系統(tǒng)，模鑄控制系統(tǒng)根據反饋信息調整吹氬量，保證氬氣保護的可靠性和有效性，確保澆注鋼 錠外來氣體對鋼質量的影響；保護渣使用中高碳鋼用保護渣。
【文檔編號】C21C7/064GK103966385SQ201410201204
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權日:2014年5月14日
【發(fā)明者】祁躍峰, 李開明, 李榮昌 申請人:中原特鋼股份有限公司