專利名稱：中頻感應爐爐內吹氬氣精煉耐磨錳鋼的工藝方法
技術領域：
本發明涉及熔煉耐磨錳鋼的工藝方法，特別是一種用中頻感應爐爐內吹氬氣精 煉優質鑄造耐磨錳鋼的工藝方法。
背景技術：
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
工等行業的機械裝備構件中。耐磨錳鋼鑄件的抗磨性能和使用壽命與冶金質量有著十 分重要的關系。提高耐磨錳鋼鑄件的抗磨性，延長使用壽命，對持續生產、減少經濟 損失、增加經濟效益，以及創造耐磨鑄件精品和品牌，參與國際市場競爭，具有重大意 義。目前國內生產耐磨鑄件仍以ZGMnl3為主，熔煉設備及工藝多數采用中頻感應 爐不氧化法熔煉工藝。其主要優點是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，生產較靈活；因此， 感應爐熔煉耐磨鋼得到廣泛的應用，特別是生產鑄鋼件的中小企業應用更為普遍。堿性 感應爐不氧化法熔煉一般工藝過程坩堝的打結一配料和裝料一熔化一還原期(脫氧、 調成分、合金化)一測溫，終脫氧一出鋼一澆注。隨著工業的發展，特別是航空、電站、造船、高速鐵路等工業的發展，對鋼的 力學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在常規熔煉工藝基礎 上，采用爐外精煉技術，如大型鋼桶吹氬氣精煉法、AOD和VOD精煉法等以更進一步提 高鋼的質量。但爐外精煉如AOD、VOD等設備較復雜，投資大，成本高，而用小型澆 包爐外吹氬氣則降溫大，除氣時間短，效果差。因此在生產耐磨鋼的中小企業采用爐外 精煉技術甚少。中頻感應爐常規冶煉工藝的主要缺點是與電弧爐熔煉相比，爐渣參與冶金反 應的能力較弱，原因是鋼液與爐渣接觸面積小，熔池較深，冶金反應過程慢，鋼中氣體 含量較高，雜質也難于有效地去除，鋼液純潔度不高。另外，爐渣靠鋼液加熱，溫度較 低，脫磷、脫硫和擴散脫氧等冶金過程的效果較差。
發明內容
本發明的目的在于提供一種在大氣條件下中頻感應爐爐內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、提高耐磨鋼的質量。本發明目的通過如下技術方案來實現在大氣條件下中頻感應爐爐內全程吹氬氣精煉。中頻感應爐爐內吹氬氣精煉耐磨錳鋼的工藝方法，包括中頻感應爐常規冶煉工 藝過程，即爐襯打結、烘烤爐襯、配料裝料、熔化、調整成份、合金化、脫氧出鋼步 驟，其特征是冶煉中，中頻感應爐爐內全程吹氬氣。
所述的吹氬氣方法包括如下步驟(1)設計制造氣體擴散器；(2)將氣體擴散器安裝在中頻感應爐底部的中心，并連接吹氬氣系統；(3)當爐料熔化形成1/3左右的熔池后，采用大功率快速熔煉并開始向爐內(從 底部擴散器)吹氬氣，吹氬氣時間為85-90分鐘；(4)根據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、成份均質化；(5)停電鎮靜，繼續吹氬氣；(6)測溫，出鋼澆注。所述氣體擴散器由鉻、鎂質或剛玉質耐火材料以液壓式高溫烘烤成型的；所述氣體擴散器其粒密度設計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；所述吹氬氣系統由氬氣瓶、減壓閥、流量調節器、耐壓橡膠管、活接頭順序連 接組成。本發明的優點1、采用中頻感應爐精煉鋼液，氣體擴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生化學反應而 形成夾雜物，不污染鋼液；3、氬氣通過氣體擴散器吹入鋼液中，擴散器使氬氣泡細小而分散，當氬氣穿過 鋼液時，對鋼液中溶解的[H]、[N]、[O],這些氣體會自動擴散，進入氬氣泡內隨氣泡上 升而自鋼液排除，非金屬夾雜物則粘附在惰性氣體上，其結合物浮至鋼液表面，然后粘 到爐渣內，從而凈化鋼液；4、吹氬氣精煉能均勻鋼液化學成份和鋼液溫度；5、由于氬氣比重大，爐料熔清后，在鋼液面上形成一層保護膜覆蓋鋼液。
圖1是本發明的工藝流程圖；圖2是本發明中頻感應爐和爐內吹氬氣的結構立面示意圖。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、流量調節器
具體實施例方式本發明采用堿性中頻感應爐爐底吹氬氣精煉鋼液的方法包括中頻感應爐常規冶 煉工藝過程，即爐襯打結、烘烤爐襯、配料裝料、熔化、調整成份、合金化、脫氧出鋼 等，冶煉中，中頻感應爐爐內全程吹氬氣。下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。實施例5噸堿性中頻感應爐不氧化法熔煉錳鋼爐內吹氬氣精煉鋼液的方法
參閱圖1、2，爐內吹氬氣的中頻感應爐由爐蓋1、爐襯2、坩堝3、氣體擴散器 6、填料7和活接頭8組成，在坩堝3內的爐渣4和鋼液5，吹氬氣系統由氬氣瓶10、減 壓閥11、流量調節器12和耐壓橡膠管9組成，精煉的過程是1、坩堝的打結，用爐襯材料和爐頸材料分別打結下部坩堝和上部爐領以及在爐 底部安裝氣體擴散器并烘烤干燥；2、配料和裝料根據錳鋼化學成份要求，進行計算配料并合理裝布料；3、通電熔化，當爐料熔化形成1/3左右的熔池，即開始全程吹氬氣，吹氬氣時 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、調整成份根據爐前試樣分析結果，調整鋼液化學成份，鋼液溫度和合金 化；5、停電鎮靜，繼續吹氬氣，均溫均質調節鋼水溫度；6、測溫，出鋼澆注。采用上述方法冶煉，能夠均勻鋼液化學成份和鋼液溫度，提高鋼液冶金質量。
權利要求
1.中頻感應爐爐內吹氬氣精煉耐磨錳鋼的工藝方法，包括中頻感應爐常規冶煉工藝 過程，即爐襯打結、烘烤爐襯、配料裝料、熔化、調整成份、合金化、脫氧出鋼步驟， 其特征是冶煉中，中頻感應爐爐內全程吹氬氣。
2.根據權利要求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)設計制造氣體擴散器；(2)將氣體擴散器安裝在中頻感應爐底部的中心，并連接吹氬氣系統；(3)當爐料熔化形成1/3左右的熔池后，采用大功率快速熔煉，從底部擴散器開始向 爐內吹氬氣；(4)根據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、成份均質化；(5)停電鎮靜，繼續吹氬氣；(6)測溫，出鋼澆注。
3.根據權利要求1或2所述的工藝方法，其特征是氣體擴散器材料為鉻鎂質耐火材 料制成。
4.根據權利要求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，全程吹氬氣時間約85-90分鐘。
全文摘要
本發明公開了一種中頻感應爐爐內吹氬氣精煉耐磨錳鋼的工藝方法，包括如下步驟(1)設計制造氣體擴散器；(2)將氣體擴散器安裝在中頻感應爐底部的中心，并連接吹氬氣系統；(3)當爐料熔化形成1/3左右的熔池后，采用大功率快速熔煉，從底部擴散器開始向爐內吹氬氣；(4)根據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、成份均質化；(5)停電鎮靜，繼續吹氬氣；(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 優先權日2010年4月22日
發明者周憶平, 樸東學, 李衛, 林發迪 申請人:廣西鐘山長城礦山機械廠