專利名稱：以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的工藝，屬于黑色金屬冶煉技術領域。
背景技術：
原料純鐵是生產磁性材料、電熱合金、精密合金、特種金屬材料的重要原料，現在國內外冶煉原料純鐵采用高爐鐵水，通過AOD亞氧精煉爐或VOD精煉爐冶煉，對原材料要求高，生產設備投資大，國內的一些大企業為滿足自身生產相關金屬材料的需要而投巨資建設生產線冶煉原料純鐵，其它一些企業需要原料純鐵相當部分依賴進口。能否利用廢鋼和相關設備冶煉原料純鐵，一方面滿足國內市場對原料純鐵的需求，另一方面通過利用大量廢鋼達到變廢為寶。

發明內容
本發明的目的是提供一種以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的工藝，針對現有國內外冶煉原料純鐵采用高爐鐵水以及生產設備投資大的現狀，產品不能滿足需求以及依賴進口的不足，以較少的投資和設備，實現從廢鋼料中冶煉原料純鐵。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的工藝，包括模鑄、軋材，其特征是所述的工藝在模鑄前還依次包括將選配好的廢鋼在感應爐熔化母液、在VOD精煉爐內進行脫碳、脫磷、脫硫精煉。
所述的廢鋼為冷軋薄板切邊料。
所述的感應爐熔化母液采用中頻感應爐，熔化時間1-1.5小時，母液出鋼溫度1650-1750℃。
所述的VOD精煉爐具有真空系統的真空罐。
所述的感應爐熔化母液兌入包溫為850-950℃的VOD鋼包中，上留部分凈空，爾后傾斜鋼包進行扒渣后，將VOD鋼包置入真空罐內，當罐內真空度達到170-190Torr時，開始吹氧精煉，吹氧時間為5-15分鐘；再加渣料及脫氧劑底吹氬精煉，吹氬攪拌精煉時間為20-45分鐘；停止吹氧并取樣測溫之后，立即提高真空度0.8-1.2Torr左右，進行真空碳脫氧；停止抽真空，破除真空、測量鋼水溫度在1550-1650℃起吊鑄錠。
加渣料及脫氧劑底吹氬精煉通過加料斗加入石灰、螢石、鋁塊和硅鈣塊，以25噸容量VOD精煉爐為基準，上述料配比為1∶0.23∶0.23∶0.043。
本發明是對國內外現有冶煉原料純鐵工藝的改進，改進之一是利用廢鋼，不僅降低了原材料的成本，而且變廢為寶，改進之二是因原材料的變化，采用在真空系統和經VOD精煉爐進行真空條件下吹氧脫磷、真空碳脫氧、加渣料底吹氬脫硫精煉，本發明設備投資少，冶煉的原料純鐵各項技術指標不僅能符合國家標準，而且還能滿足一些用戶的特殊需要，具有極高的經濟效益和社會效益。
具體實施例方式
結合實施例進一步說明本發明，本發明利用廢鋼冶煉原料純鐵，其工藝依次包括選配料、在感應爐熔化母液、在真空系統及真空罐內經VOD精煉爐進行精煉后，經模鑄、軋材，最后檢驗出廠。
選配料從采購純凈原料入手，控制雜質含量。目前用于生產原料純鐵的鐵料，都是外購的冷軋薄板切邊料，進場后先進行取樣化驗，符合要求后方可投料冶煉。
感應爐熔化母液采用容量12噸中頻感應爐，加熱鋼液溫度可達1550-1800℃，熔煉時間1-1.5小時，12噸容量中頻感應爐耐材坩堝尺寸Φ上口1220mm，Φ底1050mm，深度1850mm，起始裝入量為12噸，后期可裝16-17噸；VOD精煉爐真空系統及真空罐，真空系統包括5級蒸汽噴射泵(5級主泵，2級輔助泵，1級啟動泵)，抽氣能力～150Kg/hr(67Pa下)，極限真空度可達0.5Torr，在150-60Torr左右進行吹氧精煉，時間大約10分鐘；真空罐直徑3536mm，真空罐高度4200mm，真空罐蓋直徑3700mm。
冶煉工藝過程，感應爐熔化母液，時間1-1.5小時，母液出鋼溫度為1650-1750℃，化學成分要求C0.1％左右，Si≤0.10％，P≤0.015％，S≤0.030％，Mn≤0.15％，Cr，Ni≤0.10％；將母液兌入VOD精煉爐(鎂鉻磚砌鋼包)，包溫≥900℃，注入母液后，上留凈空350-700mm；除渣，母液兌入鋼包后，傾斜鋼包進行人工扒渣，將全部初煉渣除凈，同時取樣進行全分析；VOD精煉爐入罐，在VOD精煉爐進入真空罐之前5-10分鐘，水泵及鍋爐開始啟動，準備供氣；在關閉主截止閥并打開各排水閥后，開始排水，約1分鐘后開蒸汽主閥門，再開各級真空泵，開始抽預真空，真空度達250Torr后，鋼包進入真空罐，接通底吹氬之后測溫及測量凈空高度，然后切實蓋好真空蓋。
吹氧精煉，當罐內真空度達到180Torr左右時，開始吹氧精煉，氧壓力0.8MPa左右，氧槍高度1-1.2公尺，一般吹氧時間為8-10分鐘，當發現微氧電勢明顯下降，同時真空度明顯升高，并且廢氣溫度平衡后，即可停止吹氧。
加渣料底吹氬精煉，大體完成真空碳脫氧之后，即通過加料斗加入石灰300-350公斤、螢石80公斤，并加入鋁塊80公斤、硅鈣塊15-20公斤，繼續底吹氬攪拌精煉，一般吹氬攪拌精煉時間為25-40分鐘；真空碳脫氧，停止吹氧并取樣測溫之后，立即提高真空度(1Torr左右)，進行真空碳脫氧；停止抽真空，應具備如下條件，方可停止抽真空，1)微氧分析儀的電勢開始下降；2)廢氣溫度明顯下降；3)真空度上升，極限達到0.5Torr左右；破除真空、開啟罐蓋、吊開小包蓋之后，測量鋼水溫度，要求在1590-1600℃，方可起吊鑄錠。
(1)本發明低C低Si條件下的真空精煉脫磷，VOD的真空條件以及吹氧的氧化性氣氛，給脫磷創造了有利的熱力學和動力學條件在較高的真空條件下，可以將脫磷反應4P+5O2—2P2O5的反應產物P2O5直接從氣相排除，因而大大有利于脫磷反應的進行，一般情況下脫磷率為25-50％，最高可達60.5％(從原始含量0.016％降低到0.006％)；(2)本發明真空C脫O，在停止供氧之后，并進行取樣、測溫之后，即提高真空度，當真空度達1Torr左右時，利用真空條件下的C-O平衡曲線下移，依靠鋼液中的C與O反應，形成CO從氣相中排除；(3)加渣料底吹氬攪拌精煉，在停止供氧之后，即通過加料料斗加入石灰300-350公斤、螢石80公斤，以及沉淀脫氧劑鋁塊80公斤、硅鈣塊15-20公斤，吹氬5-7分鐘，進行精煉；主要目的是利用高堿度爐渣和還原氣氛，進行脫硫，脫硫率一般為20-50％左右。
權利要求
1.一種以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的工藝，包括模鑄、軋材，其特征是所述的工藝在模鑄前還依次包括將選配好的廢鋼在感應爐熔化母液、在VOD精煉爐內進行脫碳、脫磷、脫硫精煉。
2.根據權利要求1所述的以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的工藝，其特征是所述的廢鋼為冷軋薄板切邊料。
3.根據權利要求1所述的以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的工藝，其特征是所述的感應爐熔化母液采用中頻感應爐，熔化時間1-1.5小時，母液出鋼溫度1650-1750℃。
4.根據權利要求1所述的以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的工藝，其特征是所述的VOD精煉爐具有真空系統的真空罐。
5.根據權利要求1所述的以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的工藝，其特征是所述的感應爐熔化母液兌入包溫為850-950℃的VOD鋼包中，上留部分凈空，爾后傾斜鋼包進行扒渣后，將VOD鋼包置入真空罐內，當罐內真空度達到170-190Torr時，開始吹氧精煉，吹氧時間為5-15分鐘；再加渣料及脫氧劑底吹氬精煉，吹氬攪拌精煉時間為20-45分鐘；停止吹氧并取樣測溫之后，立即提高真空度0.8-1.2Torr左右，進行真空碳脫氧；停止抽真空，破除真空后測量鋼水溫度在1550-1650℃起吊鑄錠。
6.根據權利要求5所述的以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的工藝，其特征是加渣料及脫氧劑底吹氬精煉，既通過加料斗加入石灰、螢石、鋁塊和硅鈣塊，以25噸容量VOD精煉爐為基準，上述料配比為1∶0.23∶0.23∶0.043。
全文摘要
本發明涉及一種以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的工藝，屬于黑色金屬冶煉技術領域，本發明是對國內外現有冶煉原料純鐵工藝的改進，改進之一是利用廢鋼，不僅降低了原材料的成本，而且變廢為寶，改進之二是因原材料的變化，采用在真空系統和經VOD精煉爐進行真空條件下吹氧脫磷、真空碳脫氧、加渣料底吹氬脫硫精煉，本發明設備投資少，冶煉的原料純鐵各項技術指標不僅能符合國家標準，而且還能滿足一些用戶的特殊需要，具有極高的經濟效益和社會效益。
文檔編號C21C7/04GK101078033SQ200710023829
公開日2007年11月28日 申請日期2007年6月19日 優先權日2007年6月19日
發明者鮑泉官, 曹建林, 曹圣恩, 王品燦, 宋子富 申請人:江蘇寶航特鋼有限公司