[發明專利]高鋁鋼的冶煉方法

在審

• 申請號: 201711481972.7
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109988960A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 吳紅霞
• 申請（專利權）人: 吳紅霞
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C21C5/52;C21C7/076;C21C7/10;C22C38/06
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本發明涉及一種高鋁鋼的冶煉方法，包括電弧爐冶煉和爐外精煉，以及真空爐冶煉步驟。利用該高鋁鋼的冶煉方法冶煉出的高鋁鋼，其純度高，特別是經過真空處理，可去除鋼液中的氣體和夾雜物，避免水口結瘤和鑄坯偏析傾向。

技術領域

本發明涉及一種高鋁鋼的冶煉方法。

背景技術

高鋁鋼是一種具有很高的表面硬度和耐磨性能的鋼種,被廣泛地應用于制作可承受沖擊負荷和往復磨損條件下工作的部件上。由于高鋁鋼中鋁的質量含量通常在1%左右，使鋼水因鋁含量高而粘稠，且又易被氧化，導致該種鋼的表面容易出現缺陷、低倍夾雜、點狀偏析等重大質量問題，特別是在冶煉過程中，由于鋁極易被氧化，所以，冶煉高鋁鋼的難度相對較大。

在現有技術中，一種技術方案是直接采用電弧爐來冶煉高鋁鋼，且在冶煉時，將廢鋼裝入電弧爐內，然后通電加熱冶煉。雖然該種冶煉高鋁鋼的程序簡單，但由于廢鋼中大多含有的氧化鐵等氧化物及銅、鉮、鉛、錫等有害元素，且這些有害元素的含量很難確定，同時有害氣體富集，導致該種鋼的純凈度較低，如采用模鑄的方式生產鋼坯，易使鋼坯因此而產生的點狀偏析和表面質量問題；而采用連鑄的方式生產鋼坯，雖然可減少點狀偏析和改善

鋼坯表面質量問題，但由于鋼液中的鋁高而粘稠，極易堵塞結晶器的水口及使保護渣變性，故使連續澆鑄的爐數通常少于4爐，造成漏鋼和生產成本的提高。

為解決上述問題，現有技術中另一種解決方案是在采用電弧爐的基礎上增加爐外精煉的工序，即將電弧爐內的鋼水裝入LF爐內進行精煉。雖然爐外精煉可以調整鋼水成份及其溫度，加鋁可實現脫氧脫硫，但其不能去除鋼液中的氣體和夾雜物，進而造成點狀偏析，鋼質量差等不足，且使鋼坯的生產成本提高。

真空爐雖然在諸多冶金行業都有配置，而真空爐是通過向爐內噴吹氬氣使鋼液流動的方式來實現脫氣的，但由于鋼液中的鋁質量比鋼液輕許多，所以，在鋼液流動的過程中全導致鋁上浮，而上浮的鋁與鋼渣相接觸后會導致鋁損耗。基于這一點，現有技術在冶煉高鋁鋼時，為了避免鋁損耗，均不采用真空爐脫氣，從而影響高鋁鋼的質量。

發明內容

本發明的任務是提供提供一種利用扒渣和真空脫氣等方式解決鋼液質量問題的高鋁鋼的冶煉方法。

本發明所提出的高鋁鋼的冶煉方法包括以下步驟：

電弧爐冶煉：將鐵水和廢鋼裝入該電弧爐內，兩者之間的質量比為：鐵水：廢鋼＝2：2.5-3.5，冶煉溫度在1680-1700℃，并保證鋼液中碳含量的重量百分比在0.10-0.15%之間。由于鐵水的純度通常高于廢鋼，所以，電弧爐冶煉加入鐵水可減少鋼中氧化物有害元素，能提高鋼水的純凈度；同時因鐵水本身就具有很高的溫度，在電弧爐冶煉時利用鐵水溫度可以節能。爐外精煉：將經電弧爐冶煉后的鋼液送入鋼包精煉爐即LF爐中，其冶煉溫度為1570-1650℃，冶煉60-90分鐘后去除鋼液中90-92%的鋼渣，再向LF爐中加質量是鋼水質量的1-1.3%的鋁，再冶煉15-20分鐘將鋼液轉入真空爐內。在爐外精煉時，將大部分鋼渣扒出后再加入鋁，可有效地避免鋁的損耗，能有效地調整鋼水成份，同時還能調整鋼液溫度，鋼液溫度達到要求。真空爐冶煉：將經LF爐精煉的鋼水裝入真空爐內后，抽取真空爐內的氣體，同時向其內噴吹氬氣，使真空爐內的真空度達到30-100Pa，并保持15-20分鐘，然后停止抽取真空爐內的氣體，繼續向真空爐噴吹氬氣15-20分鐘，所得到的鋼水即為高鋁鋼。真空爐冶煉可抽取真空爐內的氣體，即去除鋼液中氫、氮、氧等氣體和三氧化二鋁等等夾雜物，其中的真空度如大于100Pa，達不到冶煉效果。

所述爐外精煉步驟中，在加完鋁后，還包括向LF爐中加入質量分別是鋼水質量的0.2%螢石和石灰0.9%的步驟。加鋁錠沉淀后能實現脫氧脫硫，而螢石和石灰(生石灰)是造渣劑，渣形成后再加鋁粉進行擴散脫氧脫硫。

所述電弧爐冶煉步驟中，鐵水與廢鋼之間的質量比為：2：3。