一種含硫鋼電渣重熔工藝的制作方法
【專利摘要】一種含硫鋼電渣重熔工藝，屬于電渣冶金技術(shù)領(lǐng)域。電渣重熔時(shí)選用CaF2?SiO2?CaO的三元渣系，渣料在重熔前采用烘烤爐充分干燥降低渣中水分，電渣生產(chǎn)過(guò)程中在干燥氬氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行。起弧采用石墨電極冷起弧，化渣時(shí)先加螢石粉，待螢石粉加完后，交替緩慢加入硅石粉及石灰塊，防止渣料把爐膛全蓋死?；^(guò)程中及重熔過(guò)程中加入一定量的硫化鐵對(duì)熔渣進(jìn)行脫氧。電渣重熔充填比設(shè)計(jì)為0.65~0.75，電渣重熔熔化率（Kg/h）＝（0.8~0.95）×結(jié)晶器直徑（mm）。利用本發(fā)明工藝生產(chǎn)的含硫鋼電渣錠表面質(zhì)量良好，鋼中硫含量回收穩(wěn)定、成分分布均勻且符合技術(shù)協(xié)議要求。
【專利說(shuō)明】
一種含硫鋼電渣重熔工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電渣冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含硫鋼電渣重熔工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 含硫鋼因具有良好的易切削功能而被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)和汽車工業(yè)等領(lǐng)域，此 種鋼絕大部分要求有較窄的淬透性帶，成分內(nèi)控范圍較窄且均勻性要求嚴(yán)格。近年來(lái)隨著 汽車工業(yè)的發(fā)展，此類鋼材不僅在產(chǎn)量大幅增加，而且在品種質(zhì)量上的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。 電渣冶金技術(shù)作為一種金屬或合金精煉提純及凝固控制的復(fù)合技術(shù)，不可避免地應(yīng)用于此 類鋼的生產(chǎn)上。電渣重熔含硫鋼實(shí)踐中長(zhǎng)期存在硫含量回收率不穩(wěn)定，硫成分控制波動(dòng)較 大甚至出現(xiàn)成分燒損超出技術(shù)協(xié)議要求范圍等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的硫含量回收率不穩(wěn)定、硫成分控制 波動(dòng)較大甚至出現(xiàn)成分燒損超出技術(shù)協(xié)議要求范圍等問(wèn)題提出一種含硫鋼硫含量回收穩(wěn) 定、化學(xué)成分分布均勻且符合技術(shù)協(xié)議要求的含硫鋼電渣重熔工藝。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種含硫鋼電渣重熔工藝，其特征在于:選用熔 點(diǎn)在1100~1300°C之間的CaF2-Si0 2-Ca0三元渣系，其中螢石粉、硅石粉及石灰塊重量百分比 分別為45~55 % : 25~30 % : 20~25 %。
[0005] 化渣過(guò)程中按渣量的0.5%分階段加入硫鐵礦對(duì)熔渣進(jìn)行預(yù)脫氧，分3~6次加入，每 隔7~12分鐘加1次。
[0006] 電渣重熔熔化率(kg/h) =NX結(jié)晶器直徑(mm)，N=0 · 8~0 · 95。
[0007] 重熔過(guò)程中根據(jù)電極坯母材含硫量計(jì)算再加入硫鐵礦進(jìn)行脫氧保硫，將鋼中理論 含硫量補(bǔ)加至協(xié)議要求上限。每千克鋼重熔時(shí)需加入硫鐵礦的量為2884.6(b_x)，其中b為 協(xié)議要求硫含量的上限值，X為電極坯母材的原始含硫量。
[0008] 重熔過(guò)程中采用自動(dòng)加料機(jī)連續(xù)加入硫鐵礦，保證了電渣錠化學(xué)成分的均勻性。
[0009] 電渣重熔充填比設(shè)計(jì)為0.65~0.75，較大的填充比可以保證較高的渣池邊緣溫度， 有利于改善電渣錠表面質(zhì)量，但充填比過(guò)大會(huì)造成電極坯與結(jié)晶器之間間隙過(guò)小，從而給 生產(chǎn)帶來(lái)一定的不便。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的積極效果如下：選用熔點(diǎn)在11 〇〇~1300 °C之間的CaF2-Si02-Ca0三元渣系，于電渣重熔含硫鋼，錠子表面光潔，成型良好;這種渣系渣子堿度< 1， 渣顯酸性，采用Si〇2替代AI2O3,用Si〇44-、Si309 6-、Six0y2-替代Al3〇75-和Al〇3 3-，減少了傳輸電 流的〇2、可以較常規(guī)渣系有效降低渣系熔渣中的[02?活度，從而降低電渣重熔過(guò)程中硫含 量的燒損。
[0011] 化渣過(guò)程加入一定量的硫鐵礦，可以使渣中的含硫量達(dá)到一種近飽和狀態(tài)，從而 加強(qiáng)電渣重熔初期錠尾端硫含量的燒損控制?；^(guò)程加入硫鐵礦的量是根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐得 來(lái)的，渣中加入硫鐵礦過(guò)多會(huì)造成電渣錠錠尾端硫元素出格，加入過(guò)少則會(huì)削弱電渣重熔 初期錠尾端硫含量的燒損控制作用?；鼤r(shí)間一般情況為40~60分鐘，傳統(tǒng)的化渣期加入脫 氧劑的方法為一次性加入，本發(fā)明中分階段加入硫鐵礦是為了讓硫鐵礦易于熔化不至于結(jié) 塊造成電渣錠錠尾端表面缺陷，加入脫氧劑的次數(shù)也可以是更多次數(shù)，當(dāng)然間隔時(shí)間就要 相應(yīng)縮短了，操作起來(lái)也會(huì)較為麻煩。
[0012]重熔時(shí)加入一定量的硫鐵礦，可以補(bǔ)充過(guò)程中硫元素的燒損量，且對(duì)渣子進(jìn)行脫 氧，降低熔渣中的[02?活度。加入硫鐵礦的方式采用自動(dòng)加料機(jī)連續(xù)加入解決了傳統(tǒng)人工 脫氧劑加入量控制不精確、不能連續(xù)加入的問(wèn)題，為控制鋼中硫成分波動(dòng)穩(wěn)定提供了保證。
[0013] 電渣重恪過(guò)程中，控制重恪恪化率(Kg/小時(shí)）=(0.8~0.95 ) X結(jié)晶器直徑(mm)，可 保證含硫鋼電渣錠表面光滑，避免電渣錠表面形成眾多麻坑，出現(xiàn)鋼渣不分現(xiàn)象。選取較快 熔化率電渣重熔，由于電渣錠的結(jié)晶速度快，使元素和夾雜在液相中的擴(kuò)散受到抑制，可減 少合金成分及夾雜物的偏析集聚，硫化物顆粒細(xì)小且分布均勻，夾雜物級(jí)別得到有效控制， 有利于廣品后續(xù)的加工。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 一種含硫鋼電渣重熔工藝，電渣重熔H11S鋼，化學(xué)成分生產(chǎn)參數(shù)見表1，生產(chǎn)參數(shù) 見表2。此鋼熔點(diǎn)約為1470°C，電渣重熔選用渣系為三元渣:CaF 2: Si02:Ca0=45:30:25(重量 比），渣系熔點(diǎn)1190°C。渣料使用前其中螢石在600 °C下烘烤4小時(shí)后，在200°C保溫，隨用隨 取;硅石粉和石灰塊在680 °C下烘烤4小時(shí)后，在200 °C保溫，隨用隨取。起弧采用石墨電極冷 起弧，加渣料時(shí)先加螢石粉，待螢石粉加完形成渣池后，交替緩慢加入硅石粉及石灰塊，防 止渣料把爐膛全蓋死。化渣過(guò)程中每隔10分鐘加1次硫化鐵，每次加入300g，共加4次。
[0015] 重熔過(guò)程中根據(jù)電極坯母材含硫量采用自動(dòng)加料機(jī)連續(xù)加入適當(dāng)量的硫鐵礦進(jìn) 行脫氧保硫，將鋼中理論含硫量補(bǔ)加至協(xié)議所要求硫含量范圍上限值。我們假設(shè)協(xié)議所要 求硫含量范圍Sa~b，且13>a，電極坯母材中的原始含硫量為X，硫鐵礦中FeS 2的純度為65%， 電渣重熔每千克鋼重熔時(shí)所需加入硫鐵礦的量為M(g)。
[0016] 則有 1000X(b_x)=MX65%X64/120,其中 64/120 為 2S 與 FeS2 的原子量比 故得出，M=2884.6X(b-x)。
[0017] 重熔目標(biāo)熔化率為650kg/h，理論計(jì)算每小時(shí)加入的硫鐵礦重量為650 X 2343.75 X (b-x)=650 X 2884.6 X (0.15%-0.13%)=375g，即自耗電極進(jìn)入結(jié)晶器后采用自動(dòng)加料機(jī) 連續(xù)加入硫鐵礦375克/h進(jìn)行脫氧保硫。
[0018] 另外重熔過(guò)程全程吹干燥氬氣保護(hù)，氬氣流量控制在50~30m3/h。
[0019] 電渣重熔充填比設(shè)計(jì)為0.65~0.75，較大的填充比可以保證較高的渣池邊緣溫度， 有利于改善電渣錠表面質(zhì)量，但充填比過(guò)大會(huì)造成電極坯與結(jié)晶器之間間隙過(guò)小，從而給 生產(chǎn)帶來(lái)一定的不便。
[0020] 重熔過(guò)程中采用自動(dòng)加料機(jī)連續(xù)加入硫化鐵進(jìn)行脫氧保硫，保證了電渣錠化學(xué)成 分的均勻性。
[0021] 電渣重熔結(jié)束后在電渣錠表面冒口、中部、錠尾三個(gè)位置分別鉆樣，檢測(cè)鋼中硫含 量情況見表3，從表3可以看到電渣錠中硫含量成分分布均勾且符合技術(shù)協(xié)議要求。
[0022] 表1 H11S鋼化學(xué)成分
表2 HI IS鋼生產(chǎn)參數(shù)
表3電渣錠硫含量
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含硫鋼電渣重熔工藝，其特征在于:選用熔點(diǎn)在1100~1300°c之間的CaF2-SiO 2-CaO三元渣系，其中螢石粉、硅石粉及石灰塊重量百分比分別為45~55% : 25~30% : 20~25%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種含硫鋼電渣重熔工藝，其特征在于:化渣過(guò)程中按渣量 的0.5%分階段加入硫鐵礦對(duì)熔渣進(jìn)行預(yù)脫氧，分3~6次加入，每隔7~12分鐘加1次。3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種含硫鋼電渣重熔工藝，其特征在于：電渣重熔熔化率= NX結(jié)晶器直徑，N=O .8~0.95。4. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種含硫鋼電渣重熔工藝，其特征在于:重熔過(guò)程中根據(jù)電 極坯母材含硫量計(jì)算再加入硫鐵礦進(jìn)行脫氧保硫，將鋼中理論含硫量補(bǔ)加至協(xié)議要求上 限;每千克鋼重熔時(shí)需加入硫鐵礦的量為2884.6*k，k=b-x，其中b為協(xié)議要求硫含量的上限 值，X為電極坯母材的原始含硫量。5. 根據(jù)權(quán)利要求4中所述的一種含硫鋼電渣重熔工藝，其特征在于:重熔過(guò)程中采用自 動(dòng)加料機(jī)連續(xù)加入硫鐵礦，保證了電渣錠化學(xué)成分的均勻性。
【文檔編號(hào)】C22C33/04GK105950880SQ201610358943
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】王文洋, 王曉飛, 黃開元, 翟文進(jìn)
【申請(qǐng)人】中原特鋼股份有限公司