[發明專利]一種冶煉含鎢高速鋼的工藝

有效

• 申請號: 201910240813.0
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109762958B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 李亞波;宋金鵬;柴劍;諸葛飛虎;巢玉琴;陳靜
• 申請（專利權）人: 丹陽市曙光特鋼有限公司;江蘇大學
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52;C21C5/54;C22C38/24;C22C38/22;C22C38/04;C22C38/02
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 田玉菲

本發明涉及高速鋼，特指一種冶煉含鎢高速鋼的工藝。本發明將研磨后的白鎢精礦、還原劑和粘結劑按照一定比例混合壓制造球，干燥后備用。先添加部分鋼鐵料填充中頻爐膛體積的1/3，按照配料方案，鎢精礦球團稱量后裝入頂部帶孔的鐵皮桶中吊入爐內，向爐內加入石灰和螢石造渣，然后繼續添加鋼鐵料將爐膛填滿，通電冶煉。鋼鐵料全部熔化后，向渣面添加鋁粉進一步還原。采用本發明，中頻爐內鎢精礦中的鎢元素回收率可以達到95％以上。鎢精礦中鎢元素以外的其它成分進入到爐渣中，與加入的石灰、螢石、鋁粉還原后的產物共同構成了冶煉后期的爐渣，具有擴散脫氧、脫硫的效果，在保障了鎢元素的回收率的同時，還起到了精煉渣的作用，提高了鋼水質量。

技術領域

本發明涉及高速鋼，特指一種冶煉含鎢高速鋼的工藝。

背景技術

鎢在高速鋼中扮演了重要的角色，提高了鋼的硬度、耐磨性和紅硬性，高速鋼中鎢含量較高，例如最常見的M2高速鋼中鎢含量達到了6％左右。同時，鎢元素是稀有金屬，還是重要的戰備資源，價格昂貴，近年來每噸鎢金屬的價格達到25萬元以上。鎢金屬、鎢合金的采購成本占高速鋼企業采購成本的一大部分。鎢元素在自然界中一般以鎢礦的形式存在，鎢金屬或鎢合金由鎢礦冶煉而來，鎢合金的生產是高耗能、高污染的行業，屬于國家嚴格控制的行業。

根據冶金原理，鎢鉬礦可以在鋼鐵冶煉時在冶煉爐內被其他元素(如Si、Mn、C等)還原，可以直接采用鎢礦、鉬礦替代鎢鉬合金冶煉高速鋼。利用鎢鉬氧化物的直接合金化工藝，國外早有研究，最早就用鉬氧化物代替鉬鐵做實驗。日本現以鉬氧化物直接合金化冶煉含鉬鋼的量已占鉬鋼總量的80％。鎢氧化物在煉鋼中的應用始于40年代的加拿大，之后在美國、德國、日本和前蘇聯相繼應用于電爐、平爐和感應爐中，代替部分鎢鐵進行合金化，但國外鎢礦資源貧乏，現在仍多用鎢鐵冶煉含鎢鋼。

我國冶金工作者自60年代起就進行了鎢礦直接合金化的研究，并進行了一定規模的工業性試驗，取得了一定的成果。但是實驗都是在電爐內進行的，在電爐內，鎢等合金元素容易揮發，回收率不穩定，回收率低時成本反而高于采用鎢合金煉鋼，所以該工藝一直未得到推廣應用。

利用鎢礦替代鎢合金，可以縮短工藝流程，節能降耗，減少排放，符合國家的產業政策，并可為高速鋼企業節約成本。我國的鎢礦資源居世界第一位，為鎢礦直接在鋼鐵冶金中的應用提供了得天獨厚的條件，研究鎢礦在煉鋼爐內的直接合金化技術，具有重大的科學價值和現實意義。

發明內容

針對上述問題，本發明專利研究了鎢礦直接煉鋼過程中的物理化學，制定了采用白鎢精礦替代鎢合金在中頻爐內冶煉含鎢高速鋼的工藝。

一種采用白鎢精礦替代鎢合金中頻爐內冶煉含鎢高速鋼的工藝，其特征如下：

(1)本發明采用的鎢礦為白鎢精礦，礦石品位折合WO₃含量≥65％。白鎢精礦主要成分為CaWO₄，還原后CaO進入到渣中，不會攜帶其它合金元素；而黑鎢精礦主要成分為MnWO₄，還原后Mn元素會大部分進入到鋼液中，導致鋼水Mn含量超標。

(2)本發明采用的冶煉爐為中頻爐，鎢礦中的鎢元素回收率達到95％以上。高速鋼一般都屬于高合金鋼，通常采用返回料冶煉回收其中的有價合金元素。電弧爐采用電弧加熱，電弧下區域的溫度超過2000℃，容易造成合金元素的揮發燒損，導致合金元素的回收率過低，有時電弧爐還會采用吹氧的手段，加劇了這一現象。從這方面來說，中頻爐是最適用于冶煉高速鋼的設備，尤其對于易揮發的鎢元素的回收，中頻爐占據了更大的優勢。

(3)本發明鎢礦中鎢元素被還原進入到鋼水中，其它成分進入到渣，與石灰、螢石、后期加入的鋁粉還原產物共同構成了中頻爐的后期爐渣，起到擴散脫氧、脫硫的作用，提高了鋼水質量。

本發明中所指的含量、純度、配比均指質量分數或質量比例。

利用白鎢精礦冶煉含鎢高速鋼的主要工藝步驟如下：

A、白鎢精礦與還原劑造球