中频炉冶炼工艺设计资料

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中频冶炼工艺学习资料

一.原材料

1.废钢:一是厂内的返回废料,二是外来废料如废模、轧辊等。

(1)对废钢要求:

1)废钢表面应清洁少锈;

2)废钢中不得混有铝、锡、砷、锌、铜等有色金属;

3)废钢中不得混有密封容器、易燃物、爆炸物和有毒物;

4)废钢化学成分应明确,S、P含量不宜过高;

5)废钢外形尺寸不能过大。

(2)对废钢管理:

1)须按来源、化学成分、大小分类堆放,并作相应标记;

2)废钢中的密封容器,爆炸物、有毒物和泥砂等应予以清除和处理;

3)对大块料进行分割处理。

2.合金材料

(1)硅铁(Si--Fe):用于合金化,以增Si,也可作脱氧剂使用。Si—Fe多为含Si 45%和75%的两种。45%(中硅)Si—Fe比75%(高硅)Si—Fe价格低,在满足钢种质量要求的情况下,尽量使用中硅,但研究所常用约75%的高硅铁。含Si在50%--60%左右的Si—Fe极易粉化,并放出有害气体,一般都禁止使用这种中间成分的Si—Fe。

硅铁含氢量高,须烤红后使用,烘烤工艺为500℃烘烤约4小时,烘烤完后将其放于干燥处保存,超过一周未用的应重新烘烤。

(2)锰铁(Mn--Fe):用于合金化,也可作脱氧剂。根据含碳量可分为低碳、中碳、高碳锰三种,就越低,价格也就越贵,因此冶炼时尽量用高P含碳量越低,Fe—Mn之间。50%--80%量

碳锰。

锰铁烘烤工艺Si—Fe烘烤工艺。

除一般锰铁外,也有使用电解锰。

(3)铬铁(Cr--Fe):用于合金化,调整合金含量。根据含碳量多少可分高碳Cr、低碳Cr等。除金属铬外,Cr—Fe中Cr含量都在50%--65%之间,研究所使用的约为63%。Cr—Fe的价格随C含量的降低而急剧升高。

铬铁的烘烤工艺为700—750℃烘烤不少于3小时,烘烤完同样放于干燥处保存。

(4)钨铁(W--Fe):用于合金化。W—Fe含W量在65%以上。W—Fe熔点高,密度大,在还原期补加时应尽早加入。W—Fe需经烘烤后使用,烘烤工艺同Cr—Fe.

(5)钼铁(Mo--Fe):Mo—Fe含Mo量在55%--65%之间。Mo—Fe熔点高,表面易生锈,需经烘烤后使用,烘烤工艺同Cr—Fe烘烤工艺。

(6)钒铁(V—Fe):V—Fe含V量在45%--55%之间。V—Fe使用前的烘烤工艺同Si—Fe 烘烤工艺。

(7)镍(Ni):镍含量约99%。Ni中含H量很高,还原期补加的Ni需经高温烘烤,烘烤工艺同Cr—Fe。

3.造渣材料

(1)石灰:碱性炉炼钢的主要造渣材料。石灰极易受潮变成粉末,因此要注意防潮,用前应经烘烤,还原期用的石灰要在600℃高温下烘烤2小时以上。无特殊手段时,不允许使用石灰粉

末,因为其极易吸水,影响钢的质量。

中频冶炼一般不用石灰石和没烧透的石灰,因为石灰石分解是吸热反应,会降低钢液温度,增加电力消耗,且不能及时造渣,对冶炼不利。

(2)萤石(CaF):由萤石矿直接开采出来。主要作用是稀释炉渣,它能降低炉渣的熔点,提

高炉渣2的流动性而不降低炉渣的碱度。此外,萤石能与硫生成挥发性的化合物,因此它具有脱硫作用。但萤.

石稀释炉渣的作用持续时间不长随氟的挥发而逐渐消失。萤石的用量要适当,用量过多,渣子过稀会严重侵蚀炉衬。

(1)氧化铁皮:锻钢和轧钢过程中剥落下来的碎片和粉末。氧化铁皮主要用来调整炉渣的化学成分,提高炉渣的FeO含量,改善炉渣的流动性,提高炉渣的脱磷能力。氧化铁皮Fe含量高,杂质少,但粘附的油分和水分多,因此使用前须在500℃以上的高温下烘烤4h以上。

5.脱氧剂

(1)工业铝锭

作为沉淀脱氧剂的Al,在使用前应根据炉子容量不用,锯成质量不一的Al块可用于预脱氧和终脱氧。

(2)硅钙合金

一种强烈的脱氧剂,并且还可脱硫。硅钙合金在潮湿空气中易吸水粉化,应注意防潮。(3)碳粉:

主要是扩散脱氧,由于脱氧产物(CO)是气体,不玷污钢液。炭粉也是增碳剂。

(4)硅铁粉

用含Si75%的Si—Fe磨制而成,这样密度小,含Si高,有利于扩散脱氧。

(5)Si—Ca粉

一种优良的脱氧剂,它的密度小,故钢液不易增硅。

二.配料与装料

1.配料

(1)配料时注意事项:

)必须正确地进行配料计算和准确地称量炉料装入量;1

2)炉料的大小要按比例搭配,以达到好状、快装、快化的目的;

3)各类炉料应根据钢的质量要求和冶炼方法搭配使用;

4)配料成分应符合工艺要求;

5)炉料装入量必须保证钢锭能注满,每炉钢有规定的注余钢水,防止短锭或余钢过多。

(2)配料要求:根据冶炼方法不同,可以分为氧化法配料、返回吹氧法配料和不氧化法配料。

在研究所采用的是不氧化法配料。

不氧化法冶炼时,炉料应由清洁少锈、干燥的本钢种返回料、类似本钢种的返回料、碳素废钢及切头等组成。炉料中P应确保比成品规格低0.005%以上;碳比成品规格低0.03%--0.06%;配入合金元素应接近成品规格的中下限。通常炉料的综合收得率按98%计算。

(3)配料计算

第一步:确定出钢量:

出钢量=(钢锭单重×钢锭支数+注余重量)

其中注余重量约为出钢量的0.5%--1.0%(炉容量小可取上限)

第二步:计算炉料装入量:

炉料装入量=出钢量/钢铁料综合收得率-∑添加铁合金量

添加铁合金量=出钢量×(控制含量-炉内含量)/(铁合金成分×收得率)第三步:算出各种炉料的配入量

各种炉料配入量= 装入量×各种料的配比

[例]H13钢化学成分为C:0.32—0.45% ;Si:0.80—1.20%;Mn:0.20—0.50%;Cr:4.75---5.50%;Mo:1.10—1.75%;V:0.80—1.2%,现考虑用切头(C%≈0.20%,Mn%≈0.5%)加合金要配750Kg的中频锭,高碳铬含C%=8%,Cr%=58%,低碳铬含C%=0.18%,Cr%=63%(具体合金成分以买回,计算如下:的合金为准).

总装入量=出钢量/钢铁炉料综合收得率=750kg~754kg/98%≈765kg~770kg

H13的控制成分:C%=0.4,Si%=0.9%,Mn%=0.4,Cr%=5.0%,Mo%=1.15%,V%=0.85% 合金加入量=总装入量×(控制含量-炉内含量)/(铁合金成分×收得率)

高碳铬加入量=770×(0.4%-0.2%)/(8%×80%)≈24KG

低碳铬加入量=(770×5.0%-24×61%)/(60%×95%)≈42KG

Si铁加入量=770×(0.9%-0)/(73%×95%)≈10KG

钼铁加入量=770×(1.15%-0)/(63%×98%)≈14KG

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