[發明專利]一種電爐全鐵水冶煉工藝生產優特鋼的方法

在審

• 申請號: 201510417273.0
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN104928435A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 張慧峰;關春立;孫齊松;畢洪志;柳洋波;崔京玉;鄧素懷;齊曉峰;張立志;秦緒華
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于煉鋼生產技術領域，特別是提供了一種電爐全鐵水冶煉工藝生產優特鋼的方法，適用于傳統電爐通過生產設備改造及技術升級，可進行100％全鐵水冶煉，同時優化LF爐精煉工藝生產各類優特鋼鋼種。

背景技術

優特鋼主要指碳結鋼、合金結構鋼鋼及彈簧鋼、齒輪鋼、軸承鋼、非調鋼等為代表的合金鋼，且普遍具有較低的硫磷含量要求，用途非常廣泛。

在本發明之前，國內傳統的優特鋼生產工藝主要分為兩種：廢鋼→電爐冶煉→LF爐精煉→真空精煉→模鑄或連鑄→軋制；高爐鐵水→轉爐冶煉→LF爐精煉→真空精煉→模鑄或連鑄→軋制。即轉爐和電爐兩種生產工藝，采用傳統電爐工藝生產優特鋼廢鋼價格高、能耗高、周期長、殘余元素高，生產成本難以承受，雖然電爐生產廠經過技術提升，也加入部分鐵水進行冶煉生產，但鐵水加入比例有一定限制；采用轉爐工藝生產優特鋼，終點碳一般難于控制，出鋼爐渣及鋼水氧化性強，鋼材純凈度不理想。

本發明通過對傳統電爐的裝備技術改造，可以如轉爐一樣進行全鐵水冶煉生產，冶煉終點可以采用高拉碳出鋼，且可以采用電爐固有的偏心底出鋼方式防止氧化渣進入鋼包，兼具了電爐與轉爐的優點。同時結合出鋼脫氧工藝及后續的精煉造渣工藝優化，降低了生產成本，提高了產品質量。本發明采用康斯迪電爐全鐵水初煉－LF+VD爐精煉工藝，可以生產45#、40Cr、20-42CrMo、20CrMnTi、37Mn5、GCr15、T10等等各類碳結、合金結構鋼及合金鋼的優特鋼品種。

發明內容

本發明的目的是提供一種電爐全鐵水冶煉工藝生產優特鋼的方法，該方法同時兼具電爐與轉爐的優點，既可以與轉爐一樣100％全鐵水氧氣吹煉降低生產成本，也可以利用電爐特有的出鋼方式避免危害鋼水純凈度的氧化渣進入下一步工序，同時還可進一步優化出鋼脫氧方式和后續LF爐精煉造渣方式。

本發明的工藝流程為康斯迪電爐全鐵水冶煉→偏心底出鋼→LF-VD精煉→澆鑄→軋制→產品入庫。

本發明的技術關鍵主要有以下幾點：1、進行康斯迪電爐設備改造，去除原有加熱電極，爐壁加裝三支氧槍，以增大電爐供氧強度，采用轉爐模式100％全鐵水進行冶煉；

2、根據所煉鋼種要求在較大范圍內調整終點碳含量，終點碳含量在0.05-0.70％之間，終點成分高低簡易可控，降低了鋼水原始氧化性；這與傳統電爐和轉爐生產中相比具有優勢。

3、利用康斯迪電爐的偏心底出鋼方式，防止高氧化性渣進入鋼包，同時由于電爐下渣較少，需對精煉的渣量及爐渣成分進行優化控制。

4、充分利用電爐原有的偏心底出鋼方式，降低了高氧化渣進入鋼包的可能，出鋼過程補加200-1000kg造渣料，優化了后續精煉造渣工藝，利于鋼水純凈度的提高。

采取的措施是通過對傳統電爐進行設備及技術改造，電爐采用100％全鐵水進行冶煉，控制合適的爐壁氧槍吹氧強度及底吹氬攪拌，在達到目標溫度和磷含量等指標要求下，根據冶煉鋼種控制合理的出鋼碳含量。出鋼過程采用偏心底出鋼技術，防止爐中高氧化性爐渣進入鋼包。另一方面，優化出鋼脫氧操作和LF爐造渣工藝，可以滿足大部分優特鋼的生產技術要求。

本發明在各環節控制的工藝參數如下：

(1)電爐在裝入制度上，少裝或不裝廢鋼，鐵水裝入量為80％-100％；

(2)去除電爐原有電極，采用爐壁氧槍吹氧冶煉鐵水，終點碳含量在0.05-0.70％，磷含量P≤0.015％；

(3)出鋼采用偏心底出鋼方式，防止氧化渣進入鋼包；

(4)出鋼過程補加200-1000kg造渣料，同時采用鋁或硅錳合金脫氧；

(5)進入LF爐精煉等后續環節生產各類優特鋼品種。

所述的全鐵水冶煉工藝是指：電爐少裝或不裝廢鋼，鐵水裝入量最大可達到100％；

所述的終點碳高低可控是指在冶煉高碳鋼時，如軸承鋼生產采用高拉碳操作為減少碳粉加入量及降低鋼材原始氧化性，終點碳含量控制在0.30-0.80％；在冶煉如20CrMnTi等較低碳鋼時，根據鋼種標準成分，降低出鋼碳含量在0.05-0.15％。

本發明一種電爐全鐵水冶煉工藝生產優特鋼的方法，需進行傳統電爐設備及技術改造，取消原電極，爐壁加裝三支氧槍，以增大電爐供氧強度。

本發明可以在電爐中進行如轉爐一樣的全鐵水吹氧操作，同時利用電爐的設備特點進行偏心底出鋼，解決了轉爐爐渣高氧化性爐渣下渣的弊端。

本發明根據冶煉鋼種要求成分，終點成分高低可控，既降低了生產成本，也降低了鋼水原始氧化性，利于鋼材純凈度的提高。