專利名稱：：一種真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法。
背景技術(shù)：
：為了需要，有的鋼種中必須加入稀土，稀土是在真空感應(yīng)爐冶煉鋼水時加入的?，F(xiàn)有的真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法一般有兩種，一種是將稀土絲在精煉末期加到熔池，一種是將稀土硅鐵在精煉末期加入鋼液。由于稀土元素在真空下和鋼液中與溶解氧、鋼中氧化物夾雜物發(fā)生反應(yīng)，如果將稀土絲在精煉末期加到熔池，由于稀土元素與坩堝耐火材料反應(yīng)，降低了回收率，一般回收率<30%，成品稀土很難精確控制;如果將稀土硅鐵(含稀土23.3%，Si36%)在精煉末期加入鋼液，則容易增硅，限制了它的使用。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法的上述不足，本發(fā)明提供一種稀土元素回收率高的高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法。本發(fā)明技術(shù)方案是在高真空感應(yīng)爐冶煉需要添加稀土元素的鋼種時，創(chuàng)造有利于提高稀土元素回收率的工藝因素，將純稀土絲呈蜘蛛網(wǎng)狀均勻地盤入鋼錠模內(nèi)，鋼液經(jīng)過高真空精煉，充分脫氧后，向爐內(nèi)及錠模內(nèi)充入氬氣，出鋼澆注。鋼液沖入錠模將稀土絲熔化，鋼錠中稀土元素分布均勻，頭尾偏差<0.005%。稀土回收率穩(wěn)定達(dá)到60°/。以上。本高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法包括下述依次的步驟I原料準(zhǔn)備根據(jù)鋼種稀土元素含量計算需要加入的稀土絲重量。把秤量好的稀土絲彎成M形或彎成其它形狀，沿鋼錠高度布滿鋼錠模，在錠模內(nèi)形成蜘蛛網(wǎng)狀，并且分布均勻。然后將鋼錠模置于高真空感應(yīng)爐內(nèi)。II裝料把清潔干燥的純鐵、鐵合金或返回廢鋼裝入真空感應(yīng)爐坩堝內(nèi)，硅鐵、金屬錳放入料斗；III關(guān)閉爐蓋抽真空'關(guān)閉爐蓋，抽真空12分鐘至16分鐘，送電加熱爐料；IV爐料熔化V精煉裝入爐內(nèi)的固體原料全部熔化成鋼水，爐內(nèi)的壓強(qiáng)不大于2.0Pa，轉(zhuǎn)入高真空精煉，精煉真空度0.4Pa—0.6Pa，一般為0.5Pa時，精煉時間18一22分鐘，一般為20分鐘；VI充氣精煉結(jié)束后，關(guān)閉真空泵，停止抽真空，并向真空感應(yīng)爐腔體內(nèi)充入氬氣，充氬氣壓強(qiáng)不小于0.1個大氣壓；vn合金化在氬氣保護(hù)氣氛下，調(diào)整稀土元素成分之外的其它成分符合冶煉鋼種要求；vin終脫氧加入Al丸脫氧，加入量占鋼液重量的0.026%—0.034%，一般為0.03%。K出鋼澆注采用直接澆注方式，將鋼液澆入盤有稀土絲的錠模內(nèi)。稀土絲^ReCe-45，其中Re:99.6%(Ce:64%)，Si:0.06%，P:0.003%,S:0.01°/。，F(xiàn)e:0.2%。稀土絲是含有一定重量百分比稀土成分、且其它元素含量不對冶煉鋼種質(zhì)量造成危害的材料。由于錠模在真空室內(nèi)，無法采用吊掛法、喂線法添加稀土絲，本方法將稀土絲彎成回形，沿鋼錠高度布滿鋼錠模，在錠模內(nèi)形成蜘蛛網(wǎng)狀，使鋼液在澆注過程迅速將稀土絲熔化，稀土元素避免了與坩堝耐火材料接觸，提高了稀土元素收得率，而且稀土元素在鋼錠內(nèi)上下分布均勻。達(dá)到精確控制鋼中稀土含量的目的。在步驟III關(guān)閉爐蓋抽真空時，爐內(nèi)壓強(qiáng)不大于10Pa時再送電加熱，有利于充分去除爐內(nèi)水分，避免元素氧化損失。爐料在熔化過程中由于真空的作用可以去除一部分氣體、高蒸氣壓的微量有害元素和硫(s)等。為使?fàn)t料在熔化過程中充分去氣和熔化正常，不發(fā)生大噴濺，保證爐內(nèi)高真空度，在步驟IV爐料熔化時，一般熔化速度《l/2爐最大容量/小時，可使鋼在熔化過程由于真空的作用充分去除氣體。高真空精煉可以去除一部分氣體，降低鋼中含氧量，提高稀土元素收得率。充入氬氣的目的是防止停止抽真空后空氣進(jìn)入，鋼流沖擊稀土絲，使其熔化進(jìn)入鋼中，避免了稀土與坩堝耐火材料接觸氧化，提高了收得率。終脫氧是為了進(jìn)一步降低鋼中含氧量，提高稀土元素收得率。出鋼澆注時為了避免注溫下降和氧化膜混入注流中，通常采用帶電澆注。為了降低坩堝耐火材料水分，高真空感應(yīng)爐坩堝最少爐冶煉過一次，高真空感應(yīng)爐所用氬氣的純度》99%，含水量不大于0.1%。本發(fā)明方法適用于稀土含量》0.1%的鋼種冶煉。本發(fā)明方法簡單可靠，通過將稀土絲盤入錠模內(nèi)，爐料全部熔化后，精煉脫氧后，在氬氣保護(hù)下，出鋼澆注，利用鋼水沖入錠模的動能和鋼水熱量，將錠模內(nèi)的稀土絲熔化。達(dá)到精確、低成本的添加稀土目的，稀土含量能夠精確控制，回收率不低于60%。具體實施例方式下面結(jié)合實施例詳細(xì)說明本高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法的具體實施方式，但本高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法的具體實施方式不局限于下述的實施例。實施例一本實施例的設(shè)備采用200kg高真空感應(yīng)爐極限真空度為6.67X10一2Pa,電源功率為250KW，頻率為2500HZ，裝爐量100kg。鋼種成分為C:0.03°/。，Si:0.25%,Mm0.55%,M:9.4%，Re:0.10%其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。本實施例冶煉一爐以上成分的鋼需要廢鋼、合金及稀土絲重量見表1，鋼成分的控制范圍和控制目標(biāo)見表2。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>具體步驟如下(1)原料準(zhǔn)備根據(jù)鋼種稀土元素含量計算需要加入稀土絲0.12kg。把秤量好的稀土絲彎成回形，沿鋼錠高度布滿鋼錠模，在錠模內(nèi)形成蜘蛛網(wǎng)狀，保證分布均勻。然后將鋼錠模置于高真空感應(yīng)爐內(nèi)。稀土絲(ReCe-45)成份Re:99.6%(其中Ce:64%),Si:0.06%，P:0.003%,S:0.01%,Fe:0.2%。(2)裝料將返回廢鋼裝入爐內(nèi)，金屬錳放入料斗。(3)關(guān)閉爐蓋抽真空關(guān)閉爐殼抽真空15分鐘，爐內(nèi)真空度達(dá)到6Pa，送電，功率40KW;逐步送入高功率120KW。(4)爐料熔化熔化速度《50公斤/小時，爐最大容量100公斤。(5)精煉裝入爐內(nèi)的固體原料全部熔化成鋼水，真空度達(dá)到2.0Pa，轉(zhuǎn)入高真空精煉，精煉真空度0.5Pa，精煉時間20分鐘；(6)充氣精煉結(jié)束后，關(guān)閉真空泵，停止抽真空。向真空感應(yīng)爐腔體內(nèi)充入氬氣，氬氣為0.2個大氣壓。(7)合金化加入金屬錳0.25kg。(8)終脫氧加入0.03kgAl丸脫氧。(9)出鋼澆注采用直接澆注方式，將鋼液澆入盤有稀土絲的錠模內(nèi)。成品鋼的化學(xué)成分的質(zhì)量百分配比見表3，其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。表3cSiMnPSNiRe0.032%0.27%0.56%0.0025%0.0016%9.40%0.105%稀土回收率達(dá)到87.5%。實施例二設(shè)備采用200kg高真空感應(yīng)爐極限真空度為6.67X10—2Pa，電源功率為250KW，頻率為2500HZ，裝爐量100kg。鋼種為模具鋼4Cr4MoSiV。本發(fā)明冶煉一爐模具4Cr4MoSiV鋼需要純鐵、合金、稀土絲重量見表4，模具鋼4Cr4MoSiV成分的控制范圍和控制目標(biāo)見表5。表48<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>具體步驟如下(1)原料準(zhǔn)備根據(jù)鋼種稀土元素含量計算需要加入稀土絲0.33kg。把秤量好的稀土絲彎成回形，沿鋼錠高度布滿鋼錠模，在錠模內(nèi)形成蜘蛛網(wǎng)狀，保證分布均勻。然后將鋼錠模置于高真空感應(yīng)爐內(nèi)。稀土絲(ReCe-45)成份Re:99.6%(其中Ce:64%),Si:0.06%，P:0.003%,S:0.010/o，F(xiàn)e:0.2%。(2)裝料將純鐵、金屬絡(luò)、釩鐵、鉬鐵裝入真空感應(yīng)爐柑堝內(nèi)，硅鐵、金屬錳、高碳鉻鐵放入料斗。(3)關(guān)閉爐蓋抽真空關(guān)閉爐殼抽真空13分鐘，爐內(nèi)真空度達(dá)到8Pa，送電，功率40KW;逐步送入高功率120KW。(4)熔化熔化速度《50公斤/小時，爐最大容量100公斤。(5)精煉裝入爐內(nèi)的固體原料全部熔化成鋼水，真空度達(dá)到L9Pa。轉(zhuǎn)入高真空精煉，精煉真空度O.SPa，精煉時間20分鐘；(6)充氣精煉結(jié)束后，關(guān)閉真空泵，停止抽真空，向真空感應(yīng)爐腔體內(nèi)充入氬氣，氬氣為0.2個大氣壓。(7)合金化加入金屬錳0.28kg、硅鐵0.9kg、高碳鉻鐵4.30kg。(8)終脫氧加入0.03kgAl丸脫氧。(9)出鋼澆注采用直接澆注方式，將鋼液澆入盤有稀土絲的錠模內(nèi)。成品鋼的化學(xué)成分見表6，其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。稀土回收率可達(dá)到73.3%。表6cSiMnCrMoVRe0.330.780.313.721.370.410.24210權(quán)利要求1、一種高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法，它包括下述依次的步驟I原料準(zhǔn)備根據(jù)鋼種稀土元素含量計算需要加入的稀土絲重量，把秤量好的稀土絲彎成M形或彎成其它形狀，沿鋼錠高度布滿鋼錠模，在錠模內(nèi)形成蜘蛛網(wǎng)狀，并且分布均勻，然后將鋼錠模置于高真空感應(yīng)爐內(nèi)；II裝料把清潔干燥的純鐵、鐵合金或返回廢鋼裝入真空感應(yīng)爐坩堝內(nèi)，硅鐵、金屬錳放入料斗；III關(guān)閉爐蓋抽真空關(guān)閉爐蓋，抽真空12分鐘至16分鐘，送電加熱爐料；IV爐料熔化V精煉裝入爐內(nèi)的固體原料全部熔化成鋼水，爐內(nèi)的壓強(qiáng)不大于2.0Pa，轉(zhuǎn)入高真空精煉，精煉真空度0.4Pa-0.6Pa，精煉時間1822分鐘；VI充氣精煉結(jié)束后，關(guān)閉真空泵，停止抽真空，并向真空感應(yīng)爐腔體內(nèi)充入氬氣，充氬氣壓強(qiáng)不小于0.1個大氣壓；VII合金化在氬氣保護(hù)氣氛下，調(diào)整稀土元素成分之外的其它成分符合冶煉鋼種要求；VIII終脫氧加入Al丸脫氧，加入量占鋼液重量的0.026％-0.034％；IX出鋼澆注采用直接澆注方式，將鋼液澆入盤有稀土絲的錠模內(nèi)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法,其特征是高真空感應(yīng)爐坩堝最少冶煉過一次。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法，其特征是在步驟III關(guān)閉爐蓋抽真空時，爐內(nèi)壓強(qiáng)不大于10Pa時再送電加熱。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法，其特征是在步驟IV爐料熔化時，熔化速度《l/2爐最大容量/小時。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法，其特征是在步驟IV爐料熔化時，熔化速度《l/2爐最大容量/小時。6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法，其特征是稀土絲是含稀土成分、而且其它元素含量不對冶煉鋼種質(zhì)量造成危害的材料。7、根據(jù)權(quán)利要求3所述的高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法，其特征是稀土絲是含稀土成分、而且其它元素含量不對冶煉鋼種質(zhì)量造成危害的材料。8、根據(jù)權(quán)利要求4所述的高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法，其特征是稀土絲是含稀土成分、而且其它元素含量不對冶煉鋼種質(zhì)量造成危害的材料。全文摘要一種高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法，它包括下述的步驟I原料準(zhǔn)備把秤量好的稀土絲彎成M形，布滿鋼錠模，然后將鋼錠模置于高真空感應(yīng)爐內(nèi)；II裝料把純鐵、鐵合金或返回廢鋼裝入真空感應(yīng)爐坩堝內(nèi)，硅鐵、金屬錳放入料斗；III關(guān)閉爐蓋抽真空抽真空12分鐘至16分鐘，送電加熱爐料；IV爐料熔化V精煉裝入爐內(nèi)的固體原料全部熔化成鋼水；VI充氣精煉結(jié)束后，停止抽真空，并向真空爐腔體內(nèi)充入氬氣；VII合金化在氬氣保護(hù)氣氛下，調(diào)整稀土元素成分；VIII終脫氧加入Al丸脫氧；IX出鋼澆注將鋼液澆入盤有稀土絲的錠模內(nèi)。本高真空感應(yīng)爐冶煉鋼水添加稀土的方法稀土元素回收率高。文檔編號C22C33/00GK101649410SQ20091007539公開日2010年2月17日申請日期2009年9月10日優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日發(fā)明者趙鴻燕申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司