[發明專利]高真空感應爐煉鋼增碳方法

有效

• 申請號: 200810079427.X
• 申請日: 2008-09-19
• 公開（公告）號: CN101372720A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 趙鴻燕
• 申請（專利權）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號: C21C5/00
• 分類號: C21C5/00;C21C7/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司
• 代理人: 劉寶賢

技術領域

本發明涉及一種高真空感應爐熔煉后期向爐內充入保護氣后添加增碳劑增碳的方法。

背景技術

碳元素在真空下和鋼液中溶解氧、鋼中氧化物夾雜物發生反應，由于坩堝耐火材料99％是氧化鎂，如果增碳劑隨爐裝入，冶煉過程中碳與坩堝耐火材料中的氧化鎂發生反應，促使耐火材料剝落，并使真空感應爐冶煉過程碳燒損嚴重，成品碳含量很難精確控制。目前真空感應爐增碳方法主要有兩種，一是出鋼前加入高碳鉻鐵、高碳錳鐵，這種方法只適用于鋼中含鉻高或含錳高的鋼種。二是將石墨增碳劑直接加在熔池上面，缺點是增碳劑容易飄在鋼液面上，不能完全進入鋼液，不僅碳含量不均勻，而且碳回收率低于20％。

發明內容

本發明目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種簡單可靠、碳回收率高的高真空感應爐煉鋼增碳方法。

本發明技術方案是在高真空感應爐冶煉需要增碳的鋼種時，創造有利于提高增碳劑回收率的工藝因素，在出鋼前充入氬氣，將增碳劑裝入純鐵內，將裝有增碳劑的純鐵通過搗料桿放入熔池中，控制合適的溫度，使純鐵塊緩慢熔化，由于增碳劑熔點低于純鐵熔點，所以在純鐵塊熔化的同時增碳劑被加熱熔化，不產生噴濺，達到精確、低成本的增碳目的，碳可全部回收。

本發明方法是：

(1)原料準備：取體積≤5％爐最大容量的原料純鐵，沿縱向中心鉆孔，根據計算出的增碳量將增碳劑放入通孔空腔內，兩端用純鐵片堵焊，用鐵絲懸掛于搗料桿端部；

(2)裝料：把清潔干燥的純鐵、鐵合金裝入爐內，硅鐵、金屬錳放入料斗；

(3)合爐抽真空：合爐抽真空約15分鐘，當爐內壓強＜10Pa時，送電加熱爐料；

(4)爐料熔化：熔化速度≤1/2爐最大容量/小時；

(5)充氣：爐料全部熔化后，真空度≤3Pa，停止抽真空，并向爐內充入氬氣，充氬氣壓力大于0.1個大氣壓；

(6)合金化：在氬氣保護氣氛下，調整碳成分之外的其它成分符合冶煉鋼種要求后，放下搗料桿，鐵絲熔斷后，裝著增碳劑的純鐵塊進入熔池，提起搗料桿，控制功率≤額定功率的80％，使純鐵塊緩慢熔化；

(7)出鋼澆注：采用直接澆注方式。

增碳劑是泛指含有一定重量百分比碳成分、且其它元素含量不對冶煉鋼種質量造成危害的材料。將增碳機劑焊入純鐵腔內，利用純鐵塊的重力作用，加入后沉入熔池內，使增碳劑來不及飄浮到鋼液面上就全部熔化，達到精確控制鋼中碳含量的目的。爐內壓強＜10P時再送電加熱，有利于充分去除爐內水分，避免元素氧化損失。爐料在熔化過程中由于真空的作用可以去除一部分氣體、高蒸氣壓的微量有害元素和硫S等。

為使爐料在熔化過程中充分去氣和熔化正常，不發生大噴濺，保證爐內高真空度，般控制熔化速度≤1/2爐最大容量，可使鋼在熔化過程由于真空的作用充分去除氣體。加入增碳劑前停止抽真空，是由于真空下加入的碳會發生碳氧反應，降低碳的回收率，所以要停止抽真空；充入氬氣的目的是防止停止抽真空后空氣進入，充氬氣壓力大于0.1個大氣壓即可。出鋼澆注時為了避免注溫下降和氧化膜混入注流中，通常采用帶電澆注。高真空感應爐坩堝不是第一爐冶煉，高真空感應爐所用氬氣的純度≥99％，含水量不大于0.1％。

本發明方法適用于碳含量≤0.1％的鋼種冶煉。本發明方法簡單可靠，通過將增碳劑焊入純鐵空腔內，爐料全部熔化后，在氬氣保護下，通過搗料桿放入鋼液內熔化，無噴濺，達到精確、低成本的增碳目的，碳含量能夠精確控制，碳回收率接近100％。

具體實施方式

實施例一：設備采用200kg高真空感應爐：極限真空度為6.67×10^-2Pa，電源功率為250KW，頻率為2500H_Z，裝爐量100kg。鋼種為取向硅鋼AC3。

本發明冶煉一爐取向硅鋼AC3鋼需要純鐵、合金及增碳劑重量見表1，取向硅鋼AC3成分的控制范圍和控制目標見表2。

表1冶煉一爐取向硅鋼AC3鋼需要純鐵、合金、增碳劑重量