[發明專利]一種氬氧精煉低磷鉻鐵合金的方法

無效

• 申請號: 201210314608.2
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102808065A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 王淮;吳化;張德江;尤文;王佳立
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: C21C7/072
• 分類號: C21C7/072
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王薇

技術領域

本發明涉及一種氬氧精煉低磷鉻鐵合金的方法，特別是涉及氬氧精煉鉻鐵合金脫磷及降碳保鉻的方法。

背景技術

低碳鉻鐵合金是冶煉特種鋼和超低碳合金結構鋼的重要原料，它的碳含量越低、鉻含量越高和磷含量越低，其使用價值和經濟價值就越高，因此，獲得低磷低碳鉻鐵合金是冶金工業追求的重要目標。

近年采用氬氧精煉技術對高碳鉻鐵合金熔體進行精煉獲得低碳或超低碳鉻鐵合金的方法，是取代高耗能低效率的“三步法”和“波倫法(Perrin)”的高效節能的精煉方法。氬氧精煉鉻鐵合金技術方案已有較多專利申請及文獻報道。

為適應低碳鉻鐵合金用戶對磷含量越來越苛刻的要求，鉻鐵合金在氬氧精煉過程中除要避免鉻損失和快速降碳外，進一步降低磷含量是非常重要的。專利申請201010102823.7和201010115072.2提出了在較高溫度下對碳含量為7～8%wt的高碳鉻鐵合金熔體進行氬氧精煉的方法，較好的解決了降碳保鉻的問題，但磷含量仍然保持了原來高碳鉻鐵合金熔體的磷含量（0.04～0.06%wt），對如何進一步降低磷含量問題未能提出解決方案。

熱力學計算與實驗研究結果表明，氬氧精煉鉻鐵合金熔體進一步脫磷，除需要適合的脫磷劑外，熔體溫度對脫磷的影響十分重要，較低的熔體溫度（低于1550℃）有利于脫磷，隨著熔體溫度升高，脫磷效果顯著降低，但是較高的熔體溫度（高于1750℃）卻有利于降碳保鉻，而較低的熔體溫度會造成大量鉻的損失并使降碳變得困難，因此，氬氧精煉鉻鐵合金存在保鉻需要較高溫度而進一步脫磷需要較低溫度的矛盾。

鉻鐵合金熔體的碳含量對脫磷的影響也是至關重要的，一般來說，碳可以增加磷的活度系數，在熔體碳含量較高時進行脫磷可有效提高脫磷效果，但實驗研究表明，熔體碳含量在3～5%wt范圍內時進行脫磷具有較好的脫磷效果，但熔體碳含量過高時（如碳含量大于5%wt）進行脫磷會在熔體液面與渣之間因降碳氧化反應劇烈而阻礙磷的氧化，導致脫磷效果不穩定及容易出現“回磷”現象。

此外，適合的脫磷劑與熔體脫磷溫度及熔體碳含量的配合也是提高脫磷效果的重要因素，目前已公知BaO-CaO、CaO-BaCO₃-CaF₂、BaO-BaCl₂等許多脫磷渣劑。

上述說明，較低的熔體溫度和適合的熔體碳含量范圍可有利于進一步脫磷，但在較低的熔體溫度進行氬氧精煉卻會造成大量的鉻損失并導致降碳效率降低，從而難以達到降碳保鉻的目的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氬氧精煉低磷鉻鐵合金的方法，是根據有利于降碳保鉻和有利于進一步脫磷的實驗結果，把高碳鉻鐵合金熔體在氬氧精煉爐中進行不同溫度的分段精煉，即先將碳含量7.0～8.0%wt的高碳鉻鐵合金熔體升溫至1750～1850℃進行高溫氧化降碳，待熔體中的碳降至有利于脫磷的上限含量5.0～5.5%wt時，將熔體降至有利于脫磷的1400～1550℃溫度，并在有利于脫磷的3.0～5.5%wt脫磷碳含量范圍內進行脫磷處理，再將脫磷處理后的熔體升溫至1750～1850℃繼續進行高溫氧化降碳，直至獲得低碳鉻鐵合金。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種氬氧精煉低磷鉻鐵合金的方法，其特征在于具體步驟如下：

1）初次高溫降碳：將兌入氬氧精煉爐的高碳鉻鐵合金熔體通過頂底復吹快速升至1750～1850℃高溫進行降碳精煉，通過爐前取樣分析，當所取樣品達到碳含量降至5.0～5.5%wt；

在較高溫下快速降碳至適合脫磷所需的碳含量，且鉻損失最??；

2）熔體降溫換渣：把碳含量降至5.0～5.5%wt的鉻鐵合金熔體通過復吹氬氣使其降溫，同時在降溫過程中除去50～100%的原渣，再投入40～120千克/噸熔體的氧化鋇-氧化鈣渣系的脫磷劑，直至降溫至1400～1550℃；

將熔體快速降至適合脫磷所需的溫度，同時除去部分不利于脫磷的高硅熔渣，并利用高溫熔體快速熔化脫磷劑，同時除原渣和加入脫磷渣劑也加速了熔體降溫速度，復吹氬氣降低碳氣分壓可使鉻損失最??；