一种转炉生产高合金钢的合金化方法与流程

　　本发明涉及合金钢生产技术领域，尤其涉及一种转炉生产高合金钢的合金化方法。

　　背景技术：

　　合金元素含量大于10％的合金钢通常称为高合金钢，如不锈钢、高速工具钢、耐磨钢、滚动轴承钢和特殊性能钢等。此类钢种的合金元素含量均在10％以上，个别钢种的合金元素含量甚至超过了30％。转炉生产此类钢种时主要采用两种合金化方式：一种是将大量合金直接加入转炉，然后通过吹氧将合金融化后出钢；另一种是合金经烘烤后加入钢包，然后转炉出钢至钢包内完成合金化。这两种方式都存在各自的弊端，**种方式合金收得率低，并且容易造成钢液增氮、回磷。第二种方式钢液温度低，lf炉处理时间长，大大增加了钢包不起翻、不自浇的概率。

　　技术实现要素：

　　本发明提供了一种转炉生产高合金钢的合金化方法，利用lf炉融化合金，可提高合金收得率，减少合金加入造成的钢水温降，缩短lf炉处理时间，大幅提高生产效率；所需的合金熔化专用钢包可利用现有钢包进行简单改造而成，简单易行，效果显著。

　　为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

　　一种转炉生产高合金钢的合金化方法，合金熔化在lf炉进行。

　　一种转炉生产高合金钢的合金化方法，包括如下步骤：

　　1)制作合金熔化专用钢包；合金熔化专用钢包由钢包本体、冷钢层、隔离罐底、氩气吹管组成；钢包本体的底部设冷钢层，冷钢层的顶部设隔离罐底，隔离罐底中设氩气吹管及透气砖，氩气吹管的一端连接透气砖，另一端与外部的氩气管道相连；

　　2)按转炉冶炼钢种的化学成分要求计算合金的加入量；

　　3)向合金熔化专用钢包中隔离罐底的上部区域内加入熔化合金用的钢液，然后将合金熔化专用钢包吊运至lf炉，向钢液内分批加入合金，同时采用电极加热，合金全部加入钢液中并熔化后，形成铁合金熔液；

　　4)转炉按钢种成分和温度要求冶炼钢水，至冶炼终点；

　　5)转炉向通用钢包内出钢，并进行脱氧操作；

　　6)将合金熔化专用钢包内的铁合金熔液全部翻入通用钢包的钢水内，将通用钢包吊运至lf炉，完成钢水的合金化。

　　所述步骤1)中，冷钢层的形成过程为：向合金熔化专用钢包内装入镇静钢，保持水平状态放凉，镇静钢凝固收缩后在合金熔化专用钢包底部形成冷钢层。

　　所述冷钢层与合金熔化专用钢包之间的缝隙内填充耐火材料。

　　所述隔离罐底采用耐火砖砌筑而成，透气砖设于隔离罐底的中部。

　　所述步骤3)中，先加入的一批合金全部熔化后再加入下一批合金。

　　高合金钢的合金元素质量含量高于10％。

　　与现有技术相比，本发明的有益效果是：

　　1)采用本发明所述方法生产高合金钢，合金收得率可提高至98％以上，出钢钢水温降与传统合金化方式相比减少100℃左右，lf炉处理时间缩短2小时以上，大幅度提高了生产效率；

　　2)可以实现高合金钢的规模化生产；

　　3)所需的合金熔化专用钢包可利用现有钢包进行简单改造而成，简单易行，成本低。

　　附图说明

　　图1是本发明所述合金熔化专用钢包的结构示意图。

　　图中：1.钢包本体2.冷钢层3.隔离罐底4.氩气吹管5.透气砖6.铁合金熔液

　　具体实施方式

　　下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

　　本发明所述一种转炉生产高合金钢的合金化方法，合金熔化在lf炉进行。

　　一种转炉生产高合金钢的合金化方法，包括如下步骤：

　　1)制作合金熔化专用钢包；如图1所示，合金熔化专用钢包由钢包本体1、冷钢层2、隔离罐底3、氩气吹管4组成；钢包本体1的底部设冷钢层2，冷钢层2的顶部设隔离罐底3，隔离罐底3中设氩气吹管4及透气砖5，氩气吹管4的一端连接透气砖5，另一端与外部的氩气管道相连；

　　2)按转炉冶炼钢种的化学成分要求计算合金的加入量；

　　3)向合金熔化专用钢包中隔离罐底的上部区域内加入熔化合金用的钢液，然后将合金熔化专用钢包吊运至lf炉，向钢液内分批加入合金，同时采用电极加热，合金全部加入钢液中并熔化后，形成铁合金熔液；

　　4)转炉按钢种成分和温度要求冶炼钢水，至冶炼终点；

　　5)转炉向通用钢包内出钢，并进行脱氧操作；

　　6)将合金熔化专用钢包内的铁合金熔液全部翻入通用钢包的钢水内，将通用钢包吊运至lf炉，完成钢水的合金化。

　　所述步骤1)中，冷钢层的形成过程为：向合金熔化专用钢包内装入镇静钢，保持水平状态放凉，镇静钢凝固收缩后在合金熔化专用钢包底部形成冷钢层。

　　所述冷钢层与合金熔化专用钢包之间的缝隙内填充耐火材料。

　　所述隔离罐底采用耐火砖砌筑而成，透气砖设于隔离罐底的中部。

　　所述步骤3)中，先加入的一批合金全部熔化后再加入下一批合金。

　　高合金钢的合金元素质量含量高于10％。

　　以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

　　【实施例】

　　实施例中，所述高合金钢以25mn钢种为例，钢水采用90t转炉冶炼。钢水合金化过程如下：

　　1、制作合金熔化专用钢包；

　　本实施例中，利用通用钢包制作合金熔化专用钢包，根据所需加入的合金量，将钢包用于盛装铁合金熔液的有效容积缩至原有容积的20％～40％，并且缩容后的空间具备底吹氩气功能。合金熔化专用钢包中部设隔离罐底，一是要实现底吹氩气功能，二是将合金熔化区域抬高使其能够通过电极加热；底部的冷钢层作为倾倒铁合金熔液时的配重。合金熔化专用钢包的具体制作过程如下：

　　1)在通用钢包内放置出钢标尺，标尺的底端位于钢包耳轴中心线以下300mm处；

　　2)将镇静钢钢水出钢至标尺底端位置，出钢时进行脱氧操作，挡渣出钢；

　　3)出完钢后将通用钢包水平放置在罐座上，放置25天，直至将钢水放凉；

　　4)拆除冷钢层上方通用钢包中原有的管衬，并在冷钢层与钢包罐壁之间的缝隙处填充耐火材料；

　　5)在冷钢层的顶面接入氩气吹管，并安放透气砖，采用镁碳砖砌筑隔离罐底及上部的罐壁，隔离罐底的厚度为300mm；合金熔化专用钢包即制作完成；

　　高合金钢生产前，提前16小时对合金熔化专用钢包采用小火烘烤。

　　2.融化合金；

　　1)在合金熔化专用钢包内放置出钢标尺，标尺的底端距顶沿1100mm，将用于熔化合金的钢水出钢至标尺位置，出钢时脱氧，出钢量15t，出钢温度1730℃；

　　2)将合金熔化专用钢包吊运至lf炉，通过氩气吹管底吹氩气，采用电极加热钢水，造渣，按2吨/批分批加入烧结锰球，熔化一批后再加下一批，共加入24吨；

　　3.转炉出钢；

　　在通用钢包内安放1700mm标尺，出钢时脱氧，出钢量55t，出钢温度1680℃。

　　4.钢水合金化；

　　将合金熔化专用钢包内合金熔化后形成的铁合金熔液翻入通用钢包内的钢水中，将通用钢包吊运至lf炉，进行常规处理，直到完成合金化过程。