高铬铸铁的冶炼
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扒渣后 ,加入装入量 2% ～3%的渣料造稀薄 渣 。其配比为石灰 ∶萤石 = 3∶1。采用扩散脱氧 工艺 ,白渣还原 ,白渣出钢 。
在加入稀薄渣料的同时 ,加入已经烘烤好的 铬铁 、锰铁和部分生铁 。因为合金加入量比较大 , 可以吹氧助熔 ,温度控制在 1 600℃左右 。合金熔 化后进行还原 ,加碳粉 ( 2 ～3 ) kg / t、FeSi粉 ( 2 ～ 3) kg / t,封闭炉门大于 15 m in 以上 。取样分析 , 然后分 2～3批加入硅铁粉 ,每批间隔大于 5 m in。 加入最后一批还原剂 7 m in 后 , 可以取样分析 。 为提高铬铁的回收率 ,可以使用铝粉 ( 1～2) kg / t 进行还原 。操作过程中控制铁水温度在 1 570 ～ 1 600℃,并随时测温 。
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© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
No. 6 November 2008
《大型铸锻件 》 HEAVY CASTING AND FORGING
原料数量准确 ,废钢清洁 ,不得装入废铸铁 料 。使用的合金必须有明确的成分 。炉料平均含 C量应满足氧化期脱碳的要求 :氧化期脱 C量 ≥ 0. 30%。
为了保护炉底并提高造渣脱 P 效果 。装料 前先在炉底装入炉料 2% (质量分数 )的石灰 。装 料原则是 ,装一部分小料垫炉底 ,上装大块料和中 块料 ,最上部装小块料 (钢屑等 ) 。装料力求紧 密 ,以利于导电和导热 。 3. 2 熔化期
15 ～
0. 90 1. 20 0. 50 ～～～
≤
≤
3. 10 0. 80 1. 20 17 1. 20 1. 50 0. 70 0. 040 0. 040
2. 2 工艺参数 2. 2. 1 确定出钢温度 ( T出 ) :按下式计算 :
T出 = 1 538 - ∑△t ×X % + T高 式中 : 1 538———纯铁的熔点 , ℃;
关键词 :高铬铸铁 ;磨辊衬板 ;冶炼 中图分类号 : TF763 + . 2 文献标识码 : B
Smelting Process of H igh Chrom ium Cast Iron
Yang Gu ix ing, Zhou Shengli, M eng L ip ing
Abstract:U sing 5 t electric arc furnace for smelting high chrom ium cast iron, the p roduction personnel would be faced with some p roblem s, such as the chem ical composition is slow, the pouring temperature is not easy to control, and the S, P content is hard to control etc. The strict oxidation smelting p rocess has been p repared for manufacturing the qualified iron casting.
《大型铸锻件 》 HEAVY CASTING AND FORGING
No. 6 November 2008
钢液流动性一般 ,所以我们取 100℃。 根据式 (1)我们可以计算出表 1所示成分的 高铬铸铁的出钢温度为 : T出 = 1 538 - { 70 ×( 2. 80 ～ 3. 05 ) + 8 × (0. 30～0. 80) + 5 ×(0. 90～1. 20) + 1. 5 ×(15. 0 ～17. 0 ) + 4 ×( 0. 90 ～1. 20 ) + 2 ×( 1. 20 ～ 1. 50) + 5 ×(0. 50 ～0. 70 ) + 30 ×( 0 ～0. 040) + 25 ×(0～0. 040) } + 100 = 1 360～1 380 ( ℃)
根据最后分析的结果调整成分 ,然后按计算 量加入降温生铁 (需要事先烘烤良好 ,采用人工 方法加入 ,在炉内均匀散开 ) 。加强对铁水的搅 拌并及时测温 ,生铁熔清 10 m in后可以出钢 。 3. 6 出钢
当温度 1 360～1 380℃、试样表面收缩良好 , 炉渣为流动性良好的白渣时 ,可以出钢 。出钢时 , 随钢水流加入 CaSi块 1 kg / t。因为高铬渣 、钢较 粘 ,采用包中加入铝粉 1kg / t进行终脱氧 。
t———钢中某元素含量增加 1%时熔点降低 值 (见表 2) , ℃; X ———某元素质量百分比含量 ; T高 ———钢在熔 炼和 浇注 方 面 需 高 出 的 温 度 ,一般以 70～120℃为宜 。由于高铬铸铁
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表 2 钢中成分含量对钢的熔点影响系数 (近似值 ) Table 2 Influence coeff ic ien t of elem en t con ten t on
m elting po in t for steel ( approx ima tion ) 化学元素 C Si Mn Cr N i Mo Cu P S
No. 6 November 2008
《大型铸锻件 》 HEAVY CASTING AND FORGING
高铬铸铁的冶炼
杨桂星 周胜利 孟丽萍
(沈重铸钢产业公司技术部 ,辽宁省 110025)
摘要 :采用 5 t电弧炉冶炼高铬铸铁 ,生产人员面临化学分析慢 、浇注温度不易控制 、S、P控制难等问题 。 制订了严格的氧化法冶炼工艺 ,并生产出合格铸铁件 。
采用最大功率供电 。从形成熔池到熔清 ,应 分批加入适量石灰 、矿石或氧化铁皮造渣 ,以利于 早期去 P,稳定电弧和防止钢液吸气 。渣量控制 在炉料量的 3%。当炉料熔化 60% ～80%时吹氧 助熔氧气压力以 0. 5 M Pa ～ 0. 8 M Pa为宜 。熔 化过程中要及时推料 ,防止搭桥 。
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Key words: high chrom ium cast iron; lining p late for grinding roll; smelting
当前 ,随着国内外中速磨 、立磨市场需求量的 增大 ,耐磨件 (磨辊 、磨辊衬板 )的需求量也相应 增加 。特别是一些大型水泥磨项目的开发 ,使每 块磨辊衬板单个重量达 850 kg,有效截面达 200 mm ,这对耐磨材料提出了更高的要求 。传统耐磨 材料镍硬铸铁碳化物形状为连续网状 ,相比之下 , 高铬铸铁碳化物分布为近似孤立的形状 ,耐磨性 好于镍硬铸铁 。为此 ,很有必要研究厚大截面高 铬铸铁的冶炼及制造工艺 。
炉次
C
表 3 化学成分 (质量分数 , %) Table 3 Chem ica l com position ( ma ss fraction, %)
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
Mo
Cu
1
2. 93
0. 56
1. 00
0. 024
0. 030
16. 10
1. 03
1. 30
0. 55
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3. 01
0. 60
1. 10
取样插入钢水深度为熔池的中下部测温枪插入钢水深度以150mm200mmmocu30252008大型铸锻件cast化学成分质量分数hemicacompossfrahardnssexamedvalueighchromiumcastironrollsurfacehrc我们的工艺设计是正确的所采取的工艺措施是可行的高铬铸铁衬板具有良好的耐磨性质量完全达到衬板的技术要求结果分析依上述工艺我们冶炼了四炉高铬铸铁炉钢的冶炼实践及产品检验结果表明上接第23优化锭型表taimized月使用优化后锭型累计节约精炼钢水近千吨减少了占用真空室时超大型钢锭的设计根据以往成功设计钢锭的经验与中科院金属所合作开发出300级钢锭六种锭型分别是281t292t293t312t320t360t以上锭型都功用于生产
收稿日期 : 2008—09—01 作者简介 :杨桂星 (1963—) ,男 ,高级工程师 ,主要从事优质钢的
冶炼及新材料的开发工作 。
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严。 1. 6 由于合金量大 ,炉内成分 、温度的均匀性较 难控制 。 1. 7 对返回料要求严格分选 ,严禁混入其它废钢。
2 工艺参数选择
针对高铬铸铁的冶炼难点 ,结合公司实际情 况 ,制定了严格的冶炼工艺 。采用氧化法冶炼高 铬铸铁 ,严格控制钢水质量及出钢温度 ,保证铸件 性能达到设计要求 。 2. 1 化学分析
降温值 △t 70 8 5 1. 5 4 2 5 30 25
2. 2. 2 生产的产品是铸件 ,终脱氧加 AL 量为 1 kg / t。 2. 2. 3 为达到充分细化晶粒的目的 ,出钢时槽内 加 CaSi,加入量为 1 kg / t。
3 冶炼操作
采用氧化法炼钢工艺 ,其过程包括装料 、熔化 期 、氧化期 、还原期和出钢等几个阶段 。各阶段分 别要求如下 。 3. 1 装料
钢水熔毕 、C≥0. 60%时进入氧化期 ,采用吹 氧氧化 ,不限温度 ,但要测温 。
氧化期脱 C量 ≥0. 30% ,脱 C速度为每分钟 不小 于 0. 01%。氧 气 压 力 为 0. 5 M Pa ～ 1. 0 M Pa,氧气管插入钢水深度为 100 mm 左右 。
氧化期应维持必要的渣量 、碱度和流动性 。 整个氧化期渣量约占炉料量的 4%左右 。氧化前 期在大渣量下去 P,尽量做到自动流渣和补加新 渣料 。中后期脱 C 应在流动性良好的稀薄渣下 进行 。
选定的高铬铸铁的化学成分见表 1。
表 1 高铬铸铁化学成分 (质量分数 , %) Table 1 Chem ica l com position of
h igh chrom ium ca st iron ( ma ss fraction, %)
C Si Mn Cr N i Mo Cu P S
2. 80 0. 30 0. 90 ～～～
0. 030
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0. 99
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16. 40
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表 4 高铬铸铁辊皮的硬度检验值 ( HRC ) Table 4 Hardness exam ined va lues of h igh chrom ium ca st iron roll surface( HRC )
炉料全熔后应进行充分搅拌钢水面需有渣子 覆盖 ,且钢水要插 AL 脱氧 。测温和取样部位应 在炉门与 1～2 号电极之间 。取样插入钢水深度 为熔池的中下部 ,测温枪插入钢水深度以 150 mm ～200 mm 为宜 。
3. 3 氧化期 氧化期是氧化法冶炼的主要过程 ,主要任务
是去 P、去气 、去夹杂 ,将含碳量调整到所需要的 范围和提高钢液的温度 。
1 高铬铸铁的冶炼难点分析
1. 1 化学分析难 、速度慢 ,尤其是 C、Cr、Mo 和 Cu易超标 。并且高铬铸铁没有光谱标样 ,无法进 行炉前快速分析 ,严重制约生产 。 1. 2 温度控制难 。铬铁 、钼铁不易熔化 ,需高温 操作 ,按常规工艺方法冶炼 ,温度控制在 1 550 ～ 1 600℃。后 期 靠 优 质 生 铁 降 温 , 温 度 控 制 在 1 340～1 360℃较难 。 1. 3 脱 S、P不易进行 。因为出钢温度低 ,无法 进行脱 S操作 。 P主要靠优质的铬铁 、生铁及优 质废钢控制 。 1. 4 注速控制难 。一炉多件时 ,先期浇注尚可控 制 ,后期易出现粘包 、压不开的问题 。 1. 5 对炉料要求严格 ,尤其对配碳的准确性要求
吹氧结束后 ,经充分搅拌 ,方可取样分析和测 温。 3. 4 除渣
当钢水温度为 1 600～1 620℃, C≤0. 30% , P ≤0. 015%时 ,扒渣进入还原期 。扒渣量为 ( 70 ～ 90) %。 3. 5 还原期
还原期的任务是有效地脱氧 、脱硫 ,并调整好 钢液温度和化学成分 ,使之达到出钢要求 。
在加入稀薄渣料的同时 ,加入已经烘烤好的 铬铁 、锰铁和部分生铁 。因为合金加入量比较大 , 可以吹氧助熔 ,温度控制在 1 600℃左右 。合金熔 化后进行还原 ,加碳粉 ( 2 ～3 ) kg / t、FeSi粉 ( 2 ～ 3) kg / t,封闭炉门大于 15 m in 以上 。取样分析 , 然后分 2～3批加入硅铁粉 ,每批间隔大于 5 m in。 加入最后一批还原剂 7 m in 后 , 可以取样分析 。 为提高铬铁的回收率 ,可以使用铝粉 ( 1～2) kg / t 进行还原 。操作过程中控制铁水温度在 1 570 ～ 1 600℃,并随时测温 。
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《大型铸锻件 》 HEAVY CASTING AND FORGING
原料数量准确 ,废钢清洁 ,不得装入废铸铁 料 。使用的合金必须有明确的成分 。炉料平均含 C量应满足氧化期脱碳的要求 :氧化期脱 C量 ≥ 0. 30%。
为了保护炉底并提高造渣脱 P 效果 。装料 前先在炉底装入炉料 2% (质量分数 )的石灰 。装 料原则是 ,装一部分小料垫炉底 ,上装大块料和中 块料 ,最上部装小块料 (钢屑等 ) 。装料力求紧 密 ,以利于导电和导热 。 3. 2 熔化期
15 ～
0. 90 1. 20 0. 50 ～～～
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2. 2 工艺参数 2. 2. 1 确定出钢温度 ( T出 ) :按下式计算 :
T出 = 1 538 - ∑△t ×X % + T高 式中 : 1 538———纯铁的熔点 , ℃;
关键词 :高铬铸铁 ;磨辊衬板 ;冶炼 中图分类号 : TF763 + . 2 文献标识码 : B
Smelting Process of H igh Chrom ium Cast Iron
Yang Gu ix ing, Zhou Shengli, M eng L ip ing
Abstract:U sing 5 t electric arc furnace for smelting high chrom ium cast iron, the p roduction personnel would be faced with some p roblem s, such as the chem ical composition is slow, the pouring temperature is not easy to control, and the S, P content is hard to control etc. The strict oxidation smelting p rocess has been p repared for manufacturing the qualified iron casting.
《大型铸锻件 》 HEAVY CASTING AND FORGING
No. 6 November 2008
钢液流动性一般 ,所以我们取 100℃。 根据式 (1)我们可以计算出表 1所示成分的 高铬铸铁的出钢温度为 : T出 = 1 538 - { 70 ×( 2. 80 ～ 3. 05 ) + 8 × (0. 30～0. 80) + 5 ×(0. 90～1. 20) + 1. 5 ×(15. 0 ～17. 0 ) + 4 ×( 0. 90 ～1. 20 ) + 2 ×( 1. 20 ～ 1. 50) + 5 ×(0. 50 ～0. 70 ) + 30 ×( 0 ～0. 040) + 25 ×(0～0. 040) } + 100 = 1 360～1 380 ( ℃)
根据最后分析的结果调整成分 ,然后按计算 量加入降温生铁 (需要事先烘烤良好 ,采用人工 方法加入 ,在炉内均匀散开 ) 。加强对铁水的搅 拌并及时测温 ,生铁熔清 10 m in后可以出钢 。 3. 6 出钢
当温度 1 360～1 380℃、试样表面收缩良好 , 炉渣为流动性良好的白渣时 ,可以出钢 。出钢时 , 随钢水流加入 CaSi块 1 kg / t。因为高铬渣 、钢较 粘 ,采用包中加入铝粉 1kg / t进行终脱氧 。
t———钢中某元素含量增加 1%时熔点降低 值 (见表 2) , ℃; X ———某元素质量百分比含量 ; T高 ———钢在熔 炼和 浇注 方 面 需 高 出 的 温 度 ,一般以 70～120℃为宜 。由于高铬铸铁
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
表 2 钢中成分含量对钢的熔点影响系数 (近似值 ) Table 2 Influence coeff ic ien t of elem en t con ten t on
m elting po in t for steel ( approx ima tion ) 化学元素 C Si Mn Cr N i Mo Cu P S
No. 6 November 2008
《大型铸锻件 》 HEAVY CASTING AND FORGING
高铬铸铁的冶炼
杨桂星 周胜利 孟丽萍
(沈重铸钢产业公司技术部 ,辽宁省 110025)
摘要 :采用 5 t电弧炉冶炼高铬铸铁 ,生产人员面临化学分析慢 、浇注温度不易控制 、S、P控制难等问题 。 制订了严格的氧化法冶炼工艺 ,并生产出合格铸铁件 。
采用最大功率供电 。从形成熔池到熔清 ,应 分批加入适量石灰 、矿石或氧化铁皮造渣 ,以利于 早期去 P,稳定电弧和防止钢液吸气 。渣量控制 在炉料量的 3%。当炉料熔化 60% ～80%时吹氧 助熔氧气压力以 0. 5 M Pa ～ 0. 8 M Pa为宜 。熔 化过程中要及时推料 ,防止搭桥 。
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Key words: high chrom ium cast iron; lining p late for grinding roll; smelting
当前 ,随着国内外中速磨 、立磨市场需求量的 增大 ,耐磨件 (磨辊 、磨辊衬板 )的需求量也相应 增加 。特别是一些大型水泥磨项目的开发 ,使每 块磨辊衬板单个重量达 850 kg,有效截面达 200 mm ,这对耐磨材料提出了更高的要求 。传统耐磨 材料镍硬铸铁碳化物形状为连续网状 ,相比之下 , 高铬铸铁碳化物分布为近似孤立的形状 ,耐磨性 好于镍硬铸铁 。为此 ,很有必要研究厚大截面高 铬铸铁的冶炼及制造工艺 。
炉次
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表 3 化学成分 (质量分数 , %) Table 3 Chem ica l com position ( ma ss fraction, %)
Si
Mn
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Ni
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取样插入钢水深度为熔池的中下部测温枪插入钢水深度以150mm200mmmocu30252008大型铸锻件cast化学成分质量分数hemicacompossfrahardnssexamedvalueighchromiumcastironrollsurfacehrc我们的工艺设计是正确的所采取的工艺措施是可行的高铬铸铁衬板具有良好的耐磨性质量完全达到衬板的技术要求结果分析依上述工艺我们冶炼了四炉高铬铸铁炉钢的冶炼实践及产品检验结果表明上接第23优化锭型表taimized月使用优化后锭型累计节约精炼钢水近千吨减少了占用真空室时超大型钢锭的设计根据以往成功设计钢锭的经验与中科院金属所合作开发出300级钢锭六种锭型分别是281t292t293t312t320t360t以上锭型都功用于生产
收稿日期 : 2008—09—01 作者简介 :杨桂星 (1963—) ,男 ,高级工程师 ,主要从事优质钢的
冶炼及新材料的开发工作 。
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严。 1. 6 由于合金量大 ,炉内成分 、温度的均匀性较 难控制 。 1. 7 对返回料要求严格分选 ,严禁混入其它废钢。
2 工艺参数选择
针对高铬铸铁的冶炼难点 ,结合公司实际情 况 ,制定了严格的冶炼工艺 。采用氧化法冶炼高 铬铸铁 ,严格控制钢水质量及出钢温度 ,保证铸件 性能达到设计要求 。 2. 1 化学分析
降温值 △t 70 8 5 1. 5 4 2 5 30 25
2. 2. 2 生产的产品是铸件 ,终脱氧加 AL 量为 1 kg / t。 2. 2. 3 为达到充分细化晶粒的目的 ,出钢时槽内 加 CaSi,加入量为 1 kg / t。
3 冶炼操作
采用氧化法炼钢工艺 ,其过程包括装料 、熔化 期 、氧化期 、还原期和出钢等几个阶段 。各阶段分 别要求如下 。 3. 1 装料
钢水熔毕 、C≥0. 60%时进入氧化期 ,采用吹 氧氧化 ,不限温度 ,但要测温 。
氧化期脱 C量 ≥0. 30% ,脱 C速度为每分钟 不小 于 0. 01%。氧 气 压 力 为 0. 5 M Pa ～ 1. 0 M Pa,氧气管插入钢水深度为 100 mm 左右 。
氧化期应维持必要的渣量 、碱度和流动性 。 整个氧化期渣量约占炉料量的 4%左右 。氧化前 期在大渣量下去 P,尽量做到自动流渣和补加新 渣料 。中后期脱 C 应在流动性良好的稀薄渣下 进行 。
选定的高铬铸铁的化学成分见表 1。
表 1 高铬铸铁化学成分 (质量分数 , %) Table 1 Chem ica l com position of
h igh chrom ium ca st iron ( ma ss fraction, %)
C Si Mn Cr N i Mo Cu P S
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0. 50
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表 4 高铬铸铁辊皮的硬度检验值 ( HRC ) Table 4 Hardness exam ined va lues of h igh chrom ium ca st iron roll surface( HRC )
炉料全熔后应进行充分搅拌钢水面需有渣子 覆盖 ,且钢水要插 AL 脱氧 。测温和取样部位应 在炉门与 1～2 号电极之间 。取样插入钢水深度 为熔池的中下部 ,测温枪插入钢水深度以 150 mm ～200 mm 为宜 。
3. 3 氧化期 氧化期是氧化法冶炼的主要过程 ,主要任务
是去 P、去气 、去夹杂 ,将含碳量调整到所需要的 范围和提高钢液的温度 。
1 高铬铸铁的冶炼难点分析
1. 1 化学分析难 、速度慢 ,尤其是 C、Cr、Mo 和 Cu易超标 。并且高铬铸铁没有光谱标样 ,无法进 行炉前快速分析 ,严重制约生产 。 1. 2 温度控制难 。铬铁 、钼铁不易熔化 ,需高温 操作 ,按常规工艺方法冶炼 ,温度控制在 1 550 ～ 1 600℃。后 期 靠 优 质 生 铁 降 温 , 温 度 控 制 在 1 340～1 360℃较难 。 1. 3 脱 S、P不易进行 。因为出钢温度低 ,无法 进行脱 S操作 。 P主要靠优质的铬铁 、生铁及优 质废钢控制 。 1. 4 注速控制难 。一炉多件时 ,先期浇注尚可控 制 ,后期易出现粘包 、压不开的问题 。 1. 5 对炉料要求严格 ,尤其对配碳的准确性要求
吹氧结束后 ,经充分搅拌 ,方可取样分析和测 温。 3. 4 除渣
当钢水温度为 1 600～1 620℃, C≤0. 30% , P ≤0. 015%时 ,扒渣进入还原期 。扒渣量为 ( 70 ～ 90) %。 3. 5 还原期
还原期的任务是有效地脱氧 、脱硫 ,并调整好 钢液温度和化学成分 ,使之达到出钢要求 。