一種適合小熔煉量的鑄鋼鋼水精煉用的感應爐及相關(guān)精煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適合小熔煉量的鑄鋼鋼水精煉用的感應爐及相關(guān)精煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]LF爐屬于傳統(tǒng)的鑄鋼精煉設(shè)備，在鑄鋼工藝中，將廢鋼在其他的熔煉設(shè)備中熔煉成鋼水后，直接倒入LF爐中進行精煉。LF爐基本結(jié)構(gòu)如附圖1所示:LF爐的爐襯I是通過成塊的耐火磚砌筑而成的，LF爐的熱源來自于爐蓋2上安裝有數(shù)根電極加熱電弧3，通電后電弧3發(fā)出的熱量，可給予LF爐中的鑄鋼鋼水足夠的熱度。但是在設(shè)計制造LF爐時，需要保持爐蓋上各根電極加熱電弧3之間，以及電極加熱電弧3與LF爐爐壁之間，都具有一定的間隔，使各根電極加熱電弧3盡可能分散開來，其原因在于:電極加熱電弧3之間，或電弧3與爐壁之間如果靠得過近，容易導致電極加熱電弧的短路。這就決定了 LF爐的爐腔必須具備相當大的空間，從而也導致了 LF爐這種鑄鋼設(shè)備只適用于大熔煉量的鑄鋼工藝；并且由于LF爐上方的爐蓋為升降式爐蓋2，且爐蓋2上安裝電極加熱電弧3的緣故，在LF爐精煉后的鋼水不便于從LF爐上方的爐口倒出，因此在LF爐的爐底設(shè)置有出口，即澆鋼口 4，通過開關(guān)控制將LF爐中的鋼水從澆鋼口 4放出。
[0003]但是在實際操作中，如果頻繁地打開、關(guān)閉澆鋼口 4( 一會兒讓炙熱的鋼水流過，一會兒又阻斷鋼水，使?jié)蹭摽诶鋮s)，產(chǎn)生較大的工作環(huán)境溫度的差異，也會大大影響澆鋼口的使用壽命。一般在LF爐出鋼水的操作中，需要保持澆鋼口的長時間開放，一次開放就能夠放出大量的鋼水。因此，在LF爐鑄鋼工藝中，需要先將大量的鋼水澆鑄成鋼錠，再將鋼錠加工制作成各種尺寸形狀的成型鑄件。
[0004]相比之下，采用電弧爐、中頻感應爐這些小熔煉量的設(shè)備，則可以直接將熔煉的鋼水澆鑄成小型的鑄件產(chǎn)品。其中，中頻感應爐是通過爐體周圍的加熱感應線圈實現(xiàn)加熱效果的，因此無法參照以上的LF爐的設(shè)計，直接將成塊的耐火磚材料砌成爐襯。事實上，中頻感應爐的爐襯是通過粉狀耐火材料包覆感應加熱線圈而形成的(可參照附圖2)。在中頻感應爐第一次被使用來熔煉鋼水時，需要在熔煉前，對爐襯表面的耐火材料，打擊、夯實，再向爐腔內(nèi)加入廢鋼，通過感應加熱線圈升溫，將廢鋼熔化成鋼水，同時也將爐襯表面的耐火材料燒結(jié)固化，方便下次使用。
[0005]隨著鑄鋼件使用環(huán)境的嚴格化，對鑄鋼件材料特性的要求逐年提高，為制造質(zhì)量合格的鑄鋼件，要求鋼水在精煉過程中，能將鋼水中的雜質(zhì)元素降低到更低限度。傳統(tǒng)的鋼水精煉方法有LF爐精煉法，真空除氣的AOD法、VOD法等，但這些精煉手段都不適用于10噸以下的鋼水容量，而極大多數(shù)鑄鋼廠家的單次熔煉量又恰恰是小于10噸。
[0006]而采用電弧爐、中頻感應爐這些小熔煉量的設(shè)備對鑄鋼鋼水進行熔煉時，鋼水中的雜質(zhì)(夾雜物、N、H、O)等較高，傳統(tǒng)方法去除操作困難，甚至無法去除，致使鋼水質(zhì)量較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于:采用電弧爐、中頻感應爐這些小熔煉量的設(shè)備熔煉鑄鋼鋼水時，鋼水中的雜質(zhì)較多，而現(xiàn)有技術(shù)中的鋼水精煉方法，又不能適用于小熔煉量的設(shè)備。
[0008]為解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供一種適合小熔煉量的鑄鋼鋼水精煉用的感應爐，該感應爐是在傳統(tǒng)的中頻感應電爐基礎(chǔ)上，采用中性或堿性爐襯，在爐底安裝一個透氣磚，透氣磚與通氬氣設(shè)備相連接，通氬氣設(shè)備中的氬氣通過透氣磚可以通入到感應爐爐腔內(nèi)。
[0009]本發(fā)明還提供了一種使用上述感應爐對鑄鋼鋼水進行精煉的方法，直接采用上述感應爐對廢鋼進行熔煉，具體操作為:
[0010](I)在透氣磚上覆蓋中性耐火材料，使耐火材料覆蓋住透氣孔，防止后續(xù)熔化的鋼水堵塞透氣孔，
[0011]其中，覆蓋住透氣孔所采用的耐火材料屬于常規(guī)耐火材料，可以和感應爐爐襯表面的耐火材料一致，也可以不一致，
[0012]上述步驟操作中，為了使耐火材料能夠覆蓋住透氣孔，先將顆粒較大的耐火材料(即直徑稍大于透氣孔的耐火材料)，覆蓋在透氣磚上，堵住透氣孔，再將常規(guī)的耐火材料覆蓋上30_，壓實即可，
[0013]因為在廢鋼熔化過程中，鋼的溫度是逐漸升高的，如果開始階段不將透氣磚的氣孔覆蓋住而直接通氬氣的話，在爐內(nèi)溫度未達到很高時，透氣磚的氣孔就容易被熔融后溫度不是很高的鋼水阻塞，以至于無法順利吹氣；
[0014](2)向爐腔內(nèi)加入廢鋼，按常規(guī)方法熔化鋼水(且在熔化鋼水的過程中，爐襯表面的以及覆蓋住透氣孔所采用的耐火材料被燒結(jié)固化)至近爐口，接通氬氣，并將鋼釬深入到爐底透氣磚上方，擊碎覆蓋在透氣磚上方燒結(jié)的耐火材料，打通透氣孔，使氬氣氣泡通過爐底透氣磚上浮，然后加蓋爐罩，
[0015]通過爐底透氣磚，吹氬氣，使氬氣氣泡在上浮過程中將鋼水中的有害氣體、夾雜物上浮，逸出鋼水，
[0016]并且擊碎覆蓋在透氣磚上方燒結(jié)的耐火材料的操作，是在通氬過程中進行的，基于氬氣上浮的沖力，不會使耐火材料碎肩阻塞透氣孔；
[0017](3)待吹氬充分后，將鋼水合金化，調(diào)整溫度，脫氧后出鋼澆注。
[0018]另外，本發(fā)明還提供了一種使用上述感應爐對鑄鋼鋼水進行精煉的方法，即將廢鋼在其他爐子中熔煉完成后，再將得到的鋼水轉(zhuǎn)移至該感應爐中，進行精煉，具體操作為:
[0019](I)熔煉前，對爐襯表面的耐火材料，打擊、夯實、并燒結(jié)，使粉狀耐火材料固定在爐襯表面上(如果該感應爐是第一次使用的話，需要事先這么操作)；
[0020](2)在其他爐子中熔煉好鋼水，倒入轉(zhuǎn)移包；
[0021](3)通過爐底透氣磚，向爐腔內(nèi)吹氬氣；
[0022](4)在步驟(3)的吹氬氣過程中，將步驟⑵中熔煉好的轉(zhuǎn)移包中的鋼水倒入感應爐中，繼續(xù)吹氬氣；
[0023](5)待吹氬充分后，將鋼水合金化，調(diào)整溫度，脫氧后出鋼澆注。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明在適合小熔煉量的鑄鋼鋼水精煉用的感應爐的爐腔底部安裝吹氬氣裝置，并且通過合理的操作工序，成功實現(xiàn)了對感應爐中的鑄鋼鋼水進行吹氬精煉，將鋼水中的有害氣體、夾雜物去除，保證了鋼水的純度與質(zhì)量。
【附圖說明】
[0025]圖1:LF爐的基本結(jié)構(gòu)，I一由成塊的耐火磚砌筑而成的爐襯、2—升降式爐蓋、3—電極加熱電弧、4一澆鋼口。
[0026]圖2:本發(fā)明中適合小熔煉量的鑄鋼鋼水精煉用的感應爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3:圖2中透氣磚(畫圈部分)的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0028]其中，21—爐襯、22—透氣磚、23—爐腔、24—通氬氣設(shè)備、25—透氣孔、26—感應加熱線圈。
【具體實施方式】
[0029]實施例1
[0030]如附圖2、3，一種適合小熔煉量的鑄鋼鋼水精煉用的感應爐，該感應爐是在傳統(tǒng)的中頻感應電爐基礎(chǔ)上，采用堿性爐襯21，在爐底安裝一個透氣磚22，透氣磚22與通氬氣設(shè)備24相連接，通氬氣設(shè)備24中的氬氣通過透氣磚22可以通入到感應爐爐腔23內(nèi)。
[0031]采用上述感應爐直接對廢鋼進行熔煉，具體操作為:
[0032](I)在透氣磚22上覆蓋中性耐火材料，使耐火材料覆蓋住透氣孔25，防止后續(xù)熔化的鋼水堵塞透氣孔25 ；
[0033](2)向爐腔23內(nèi)加入廢鋼，按常規(guī)方法熔化鋼水至近爐口，接通氬氣，并將鋼釬深入到爐底透氣磚22上方，擊碎覆蓋在透氣磚22上方燒結(jié)的耐火材料，打通透氣孔，使氬氣氣泡通過爐底透氣磚22上浮，然后加蓋爐罩；
[0034](3)待吹氬充分后，將鋼水合金化，調(diào)整溫度，脫氧后出鋼澆注。
[0035]實施例2
[0036]如附圖2，一種適合小熔煉量的鑄鋼鋼水精煉用的感應爐，該感應爐是在傳統(tǒng)的中頻感應電爐基礎(chǔ)上，采用中性爐襯21，在爐底安裝一個透氣磚22，透氣磚22與通氬氣設(shè)備24相連接，通氬氣設(shè)備24中的氬氣通過透氣磚22可以通入到感應爐爐腔23內(nèi)。
[0037]將廢鋼在其他爐子中熔煉完成后，再將得到的鋼水轉(zhuǎn)移至上述感應爐中，進行精煉，具體操作為:
[0038](I)熔煉前，對感應爐的爐襯21表面的耐火材料，打擊、夯實、并燒結(jié)，使粉狀耐火材料固定在爐襯21表面上(如果該感應爐是第一次使用的話，需要事先這么操作)；
[0039](2)在其他爐子中熔煉好鋼水，倒入轉(zhuǎn)移包；
[0040](3)通過爐底透氣磚22，向爐腔內(nèi)23吹氬氣；
[0041](4)在步驟(3)的吹氬氣過程中，將步驟⑵中熔煉好的轉(zhuǎn)移包中的鋼水倒入感應爐中，并繼續(xù)吹氬氣；
[0042](5)待吹氬充分后，將鋼水合金化，調(diào)整溫度，脫氧后出鋼澆注。
【主權(quán)項】
1.一種適合小熔煉量的鑄鋼鋼水精煉用的感應爐，其特征在于:所述的感應爐是在傳統(tǒng)的中頻感應電爐基礎(chǔ)上，在爐底安裝一個透氣磚，所述透氣磚與通氬氣設(shè)備相連接，所述通氬氣設(shè)備中的氬氣通過所述透氣磚可以通入到感應爐爐腔內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的適合小熔煉量的鑄鋼鋼水精煉用的感應爐，其特征在于:所述的感應爐采用中性或堿性爐襯。
3.使用如權(quán)利要求1或2任一項所述的感應爐對鑄鋼鋼水進行精煉的方法，其特征在于:所述方法為， (1)在透氣磚上覆蓋中性耐火材料，使耐火材料覆蓋住透氣孔，防止后續(xù)熔化的鋼水堵塞透氣孔； (2)向爐腔內(nèi)加入廢鋼，按常規(guī)方法熔化鋼水至近爐口，接通氬氣，并將鋼釬深入到爐底透氣磚上方，擊碎覆蓋在透氣磚上方燒結(jié)的耐火材料，打通透氣孔，使氬氣氣泡通過爐底透氣磚上浮，然后加蓋爐罩； (3)待吹氬充分后，將鋼水合金化，調(diào)整溫度，脫氧后出鋼澆注。
4.使用如權(quán)利要求1或2任一項所述的感應爐對鑄鋼鋼水進行精煉的方法，其特征在于:所述方法為， (1)使用新的所述感應爐，熔煉前對所述感應爐的爐襯表面的耐火材料，打擊、夯實、并燒結(jié)； (2)在其他爐子中熔煉好鋼水，倒入轉(zhuǎn)移包； (3)通過爐底所述的透氣磚，向爐腔內(nèi)吹氬氣； (4)在步驟(3)的吹氬氣過程中，將步驟(2)中熔煉好的轉(zhuǎn)移包中的鋼水倒入所述感應爐中，繼續(xù)吹氬氣； (5)待吹氬充分后，將鋼水合金化，脫氧后出鋼饒注。
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適合小熔煉量的鑄鋼鋼水精煉用的感應爐及相關(guān)精煉工藝。該感應爐是在傳統(tǒng)的中頻感應電爐基礎(chǔ)上，采用中性或堿性爐襯，在爐底安裝一個透氣磚，透氣磚與通氬氣設(shè)備相連接，通氬氣設(shè)備中的氬氣通過透氣磚可以通入到感應爐爐腔內(nèi)。上述感應爐對鑄鋼鋼水進行精煉時，直接采用感應爐對廢鋼進行熔煉，或者將廢鋼在其他爐子中熔煉完成后，再將得到的鋼水轉(zhuǎn)移至該感應爐中，進行精煉，將鋼水中的有害氣體、夾雜物去除，保證了鋼水的純度與質(zhì)量。
【IPC分類】C21C7-072
【公開號】CN104531952
【申請?zhí)枴緾N201410812060
【發(fā)明人】沈新建, 梅志明, 彭光京, 王小芳
【申請人】金壇市鑫特機械有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月23日