專利名稱：中頻感應(yīng)爐爐內(nèi)吹氬氣精煉耐磨錳鋼的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔煉耐磨錳鋼的工藝方法，特別是一種用中頻感應(yīng)爐爐內(nèi)吹氬氣精 煉優(yōu)質(zhì)鑄造耐磨錳鋼的工藝方法。
背景技術(shù)：
耐磨錳鋼材料廣泛用于冶金、礦山、建材、水泥、鐵路、電力、石油化工、軍
工等行業(yè)的機(jī)械裝備構(gòu)件中。耐磨錳鋼鑄件的抗磨性能和使用壽命與冶金質(zhì)量有著十 分重要的關(guān)系。提高耐磨錳鋼鑄件的抗磨性，延長使用壽命，對持續(xù)生產(chǎn)、減少經(jīng)濟(jì) 損失、增加經(jīng)濟(jì)效益，以及創(chuàng)造耐磨鑄件精品和品牌，參與國際市場競爭，具有重大意 義。目前國內(nèi)生產(chǎn)耐磨鑄件仍以ZGMnl3為主，熔煉設(shè)備及工藝多數(shù)采用中頻感應(yīng) 爐不氧化法熔煉工藝。其主要優(yōu)點(diǎn)是①加熱速度快，爐子熱效率較高；②金屬元素氧 化燒損較少；③鋼液成份和溫度比較均勻；④熔煉工藝比較簡單，生產(chǎn)較靈活；因此， 感應(yīng)爐熔煉耐磨鋼得到廣泛的應(yīng)用，特別是生產(chǎn)鑄鋼件的中小企業(yè)應(yīng)用更為普遍。堿性 感應(yīng)爐不氧化法熔煉一般工藝過程坩堝的打結(jié)一配料和裝料一熔化一還原期(脫氧、 調(diào)成分、合金化)一測溫，終脫氧一出鋼一澆注。隨著工業(yè)的發(fā)展，特別是航空、電站、造船、高速鐵路等工業(yè)的發(fā)展，對鋼的 力學(xué)性能和工藝性能的要求越來越高。因此，在一些大型煉鋼企業(yè)在常規(guī)熔煉工藝基礎(chǔ) 上，采用爐外精煉技術(shù)，如大型鋼桶吹氬氣精煉法、AOD和VOD精煉法等以更進(jìn)一步提 高鋼的質(zhì)量。但爐外精煉如AOD、VOD等設(shè)備較復(fù)雜，投資大，成本高，而用小型澆 包爐外吹氬氣則降溫大，除氣時(shí)間短，效果差。因此在生產(chǎn)耐磨鋼的中小企業(yè)采用爐外 精煉技術(shù)甚少。中頻感應(yīng)爐常規(guī)冶煉工藝的主要缺點(diǎn)是與電弧爐熔煉相比，爐渣參與冶金反 應(yīng)的能力較弱，原因是鋼液與爐渣接觸面積小，熔池較深，冶金反應(yīng)過程慢，鋼中氣體 含量較高，雜質(zhì)也難于有效地去除，鋼液純潔度不高。另外，爐渣靠鋼液加熱，溫度較 低，脫磷、脫硫和擴(kuò)散脫氧等冶金過程的效果較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在大氣條件下中頻感應(yīng)爐爐內(nèi)全程吹氬氣精煉耐磨 錳鋼的方法。該方法能有效去除鋼液中的有害氣體和非金屬夾雜物、脫硫、脫氧、均勻 鋼液的溫度和成份、凈化鋼液、提高耐磨鋼的質(zhì)量。本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)在大氣條件下中頻感應(yīng)爐爐內(nèi)全程吹氬氣精煉。中頻感應(yīng)爐爐內(nèi)吹氬氣精煉耐磨錳鋼的工藝方法，包括中頻感應(yīng)爐常規(guī)冶煉工 藝過程，即爐襯打結(jié)、烘烤爐襯、配料裝料、熔化、調(diào)整成份、合金化、脫氧出鋼步 驟，其特征是冶煉中，中頻感應(yīng)爐爐內(nèi)全程吹氬氣。
所述的吹氬氣方法包括如下步驟(1)設(shè)計(jì)制造氣體擴(kuò)散器；(2)將氣體擴(kuò)散器安裝在中頻感應(yīng)爐底部的中心，并連接吹氬氣系統(tǒng)；(3)當(dāng)爐料熔化形成1/3左右的熔池后，采用大功率快速熔煉并開始向爐內(nèi)(從 底部擴(kuò)散器)吹氬氣，吹氬氣時(shí)間為85-90分鐘；(4)根據(jù)鋼液容量控制吹氬氣壓力和流量，使鋼液充分去除有害氣體及夾雜物并 使溫度、成份均質(zhì)化；(5)停電鎮(zhèn)靜，繼續(xù)吹氬氣；(6)測溫，出鋼澆注。所述氣體擴(kuò)散器由鉻、鎂質(zhì)或剛玉質(zhì)耐火材料以液壓式高溫烘烤成型的；所述氣體擴(kuò)散器其粒密度設(shè)計(jì)為能使氣流最佳化并具有抗金屬穿透性；所述吹氬氣壓力控制在5 6公斤之間，氬氣流量控制在12 15升/分；所述吹氬氣系統(tǒng)由氬氣瓶、減壓閥、流量調(diào)節(jié)器、耐壓橡膠管、活接頭順序連 接組成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、采用中頻感應(yīng)爐精煉鋼液，氣體擴(kuò)散器與爐襯整體使用。在大氣條件下吹氬 氣，可以減少爐外精煉設(shè)備投資，簡化精煉工藝操作過程；2、氬氣是一種惰性氣體，它不溶解于鋼液，也不與鋼中的元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而 形成夾雜物，不污染鋼液；3、氬氣通過氣體擴(kuò)散器吹入鋼液中，擴(kuò)散器使氬氣泡細(xì)小而分散，當(dāng)氬氣穿過 鋼液時(shí)，對鋼液中溶解的[H]、[N]、[O],這些氣體會自動(dòng)擴(kuò)散，進(jìn)入氬氣泡內(nèi)隨氣泡上 升而自鋼液排除，非金屬夾雜物則粘附在惰性氣體上，其結(jié)合物浮至鋼液表面，然后粘 到爐渣內(nèi)，從而凈化鋼液；4、吹氬氣精煉能均勻鋼液化學(xué)成份和鋼液溫度；5、由于氬氣比重大，爐料熔清后，在鋼液面上形成一層保護(hù)膜覆蓋鋼液。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明中頻感應(yīng)爐和爐內(nèi)吹氬氣的結(jié)構(gòu)立面示意圖。圖中1、爐蓋2、爐襯3、坩堝4、爐渣5、鋼液6、氣體擴(kuò)散器7、填料 8、活接頭9、耐壓橡膠管10、氬氣瓶11、減壓閥12、流量調(diào)節(jié)器
具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用堿性中頻感應(yīng)爐爐底吹氬氣精煉鋼液的方法包括中頻感應(yīng)爐常規(guī)冶 煉工藝過程，即爐襯打結(jié)、烘烤爐襯、配料裝料、熔化、調(diào)整成份、合金化、脫氧出鋼 等，冶煉中，中頻感應(yīng)爐爐內(nèi)全程吹氬氣。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例5噸堿性中頻感應(yīng)爐不氧化法熔煉錳鋼爐內(nèi)吹氬氣精煉鋼液的方法
參閱圖1、2，爐內(nèi)吹氬氣的中頻感應(yīng)爐由爐蓋1、爐襯2、坩堝3、氣體擴(kuò)散器 6、填料7和活接頭8組成，在坩堝3內(nèi)的爐渣4和鋼液5，吹氬氣系統(tǒng)由氬氣瓶10、減 壓閥11、流量調(diào)節(jié)器12和耐壓橡膠管9組成，精煉的過程是1、坩堝的打結(jié)，用爐襯材料和爐頸材料分別打結(jié)下部坩堝和上部爐領(lǐng)以及在爐 底部安裝氣體擴(kuò)散器并烘烤干燥；2、配料和裝料根據(jù)錳鋼化學(xué)成份要求，進(jìn)行計(jì)算配料并合理裝布料；3、通電熔化，當(dāng)爐料熔化形成1/3左右的熔池，即開始全程吹氬氣，吹氬氣時(shí) 間為85-90分鐘，全功率加速熔煉，爐料熔清(或95%以上)取爐前試樣分析成份、扒渣 另造新渣；4、調(diào)整成份根據(jù)爐前試樣分析結(jié)果，調(diào)整鋼液化學(xué)成份，鋼液溫度和合金 化；5、停電鎮(zhèn)靜，繼續(xù)吹氬氣，均溫均質(zhì)調(diào)節(jié)鋼水溫度；6、測溫，出鋼澆注。采用上述方法冶煉，能夠均勻鋼液化學(xué)成份和鋼液溫度，提高鋼液冶金質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.中頻感應(yīng)爐爐內(nèi)吹氬氣精煉耐磨錳鋼的工藝方法，包括中頻感應(yīng)爐常規(guī)冶煉工藝 過程，即爐襯打結(jié)、烘烤爐襯、配料裝料、熔化、調(diào)整成份、合金化、脫氧出鋼步驟， 其特征是冶煉中，中頻感應(yīng)爐爐內(nèi)全程吹氬氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征是所述的吹氬氣的方法包括如下步驟(1)設(shè)計(jì)制造氣體擴(kuò)散器；(2)將氣體擴(kuò)散器安裝在中頻感應(yīng)爐底部的中心，并連接吹氬氣系統(tǒng)；(3)當(dāng)爐料熔化形成1/3左右的熔池后，采用大功率快速熔煉，從底部擴(kuò)散器開始向 爐內(nèi)吹氬氣；(4)根據(jù)鋼液容量控制吹氬氣壓力和流量，使鋼液充分去除有害氣體及夾雜物并使溫 度、成份均質(zhì)化；(5)停電鎮(zhèn)靜，繼續(xù)吹氬氣；(6)測溫，出鋼澆注。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工藝方法，其特征是氣體擴(kuò)散器材料為鉻鎂質(zhì)耐火材 料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工藝方法，其特征是吹氬氣的壓力控制在0.5 0.6MPa之間，全程吹氬氣時(shí)間約85-90分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中頻感應(yīng)爐爐內(nèi)吹氬氣精煉耐磨錳鋼的工藝方法，包括如下步驟(1)設(shè)計(jì)制造氣體擴(kuò)散器；(2)將氣體擴(kuò)散器安裝在中頻感應(yīng)爐底部的中心，并連接吹氬氣系統(tǒng)；(3)當(dāng)爐料熔化形成1/3左右的熔池后，采用大功率快速熔煉，從底部擴(kuò)散器開始向爐內(nèi)吹氬氣；(4)根據(jù)鋼液容量控制吹氬氣壓力和流量，使鋼液充分去除有害氣體及夾雜物并使溫度、成份均質(zhì)化；(5)停電鎮(zhèn)靜，繼續(xù)吹氬氣；(6)測溫，出鋼澆注。吹氬氣精煉能有效去除鋼液中的氣體和非金屬夾雜物、能脫硫、脫氧、均勻鋼液成份和鋼液溫度。用該方法可以熔煉出純凈的鋼液，從而改善鋼液冶金質(zhì)量。
文檔編號C21C7/072GK102010936SQ20101015492
公開日2011年4月13日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者周憶平, 樸東學(xué), 李衛(wèi), 林發(fā)迪 申請人:廣西鐘山長城礦山機(jī)械廠