一种含钨不锈钢的冶炼方法
【专利摘要】本发明涉及一种含钨不锈钢的冶炼方法，它包括脱硅铁水脱磷、K-OBM-S冶炼、VOD精炼、LF钢包精炼与模铸步骤，其特征是：K-OBM-S脱碳一期吹氧结束后，用料槽加入桶装钨铁，钨铁块度范围为10～130mm，其中小于10×10mm碎块的量不应超过该批总重量的5%；K-OBM-S底吹氩气不得低于40Nm3/min。本含钨不锈钢的冶炼方法钨的回收率高、冶炼成本低。
【专利说明】一种含钨不锈钢的冶炼方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种含钨不锈钢的冶炼方法。
【背景技术】
[0002]含钨不锈钢具有良好的耐磨性，钨在钢中可以增加钢的回火稳定性、红硬性和热强性，含钨不锈钢主要用于高速钢、工具钢、热锻模具钢等。
[0003]由于钨的熔点较高，需要使用钨铁进行合金化，而钨含量在75-85%的钨铁熔化温度也高于2500°C，而钢水在钢水冶炼过程中温度一般低于2000°C，因此钨的收得率较低。申请号为02139621.3 “一种用白钨精矿冶炼钨铁的方法”仅是简述了用钨精矿冶炼钨铁，而对如何在钢中添加未作说明。申请号为201310529632.2“一种LF精炼炉高熔点高密度合金的加入方法”阐述了一种在LF精炼炉中加入钨铁的方法，此发明要求少量多批次加入钨铁，由于钨铁熔点高，需要熔化分解时间较长，因此不适宜生产钨含量较高的钢种。另外LF为浇铸前一道工序，大量加合金容易造成大量夹杂，造成钢水纯净度较差。
【发明内容】
[0004]为了克服现有含钨不锈钢的冶炼方法的上述不足之处，本发明提供一种钨的回收率高、冶炼成本低的含钨不锈钢的冶炼方法。
[0005]本含钨不锈钢的冶炼方法包括脱硅铁水脱磷、K-OBM-S冶炼、VOD精炼、LF钢包精炼与模铸步骤，其特征是=K-OBM-S脱碳一期吹氧结束后，用料槽加入桶装钨铁，钨铁块度范围为10?130mm，其中小于1X 1mm碎块的量不应超过该批总重量的5% ;K-0BM_S底吹IS气不得低于40 Nm3/min。
[0006]详细讲，本含钨不锈钢的冶炼方法的步骤特征是:
I脱硅铁水脱磷
将脱硅铁水(Si不大于0.2% )采用喷吹法进行脱磷处理，处理后铁水的成分的重量百分比为:
C 3.5-4.0% ； Si 0.01-0.03% ； Mn 0.01-0.1% ；P 0.005-0.015% ；
S 0.02-0.05% ；其余为Fe与不可避免的杂质。
[0007]处理完铁水温度为1250_1300°C。
[0008]II K-OBM-S 冶炼
将铁水兑入K-OBM-S转炉后,每吨铁水加入5-12kg/t焦炭、然后下氧枪吹炼,进入脱碳期，在吹炼过程中分批加入高碳铬铁、高碳锰铁、石灰和镁球，加入量为每吨钢液加高碳铬铁160-200kg，高碳锰铁4-7kg，石灰55-80kg，镁球10_20kg，各脱碳期顶枪枪位、流量和底枪流量如下:
脱碳一期
枪位2.1±0.1m ;顶枪氧气流量190 ± 10Nm3/min ;底枪氧气流量15±3Nm3/min ;底枪氩气流量30±5Nm3/min ;吹氧量20_40Nm3/t ;吹氧结束后，用料槽加入桶装钨铁，钨铁块度范围为10?130mm，其中小于1XlOmm碎块的量不应超过该批总重量的5%，钨铁加入量为吨钢12.0-14.0kg (此加入量为按照转炉出钢钢水量，若按照入炉铁水量计算，为14-17kg/t)，钨铁中钨含量为80-83%。
[0009]脱碳二期
枪位1.9±0.1m ;顶枪氧气流量180 ± 1NmVrnin ;底枪氧气流量15±3Nm3/min ;底枪氩气流量 30±5Nm3/min ;吹氧量 15-30Nm3/t ；
脱碳二期
枪位1.2±0.1m ;顶枪氧气流量120± 1NmVmin ;底枪氧气流量18±3Nm3/min ;底枪氩气流量 35±5Nm3/min ;吹氧量 10_20Nm3/t ；
脱碳四期
底枪氧气流量24±3Nm3/min ;底枪IS气流量45±5Nm3/min ;吹氧量0.5±0.1Nm3/1当钢液碳含量达到0.10-0.17%时脱碳期结束，然后加入9-18kg/t硅铁、10-15kg/t石灰、3-5kg/t萤石进行钢水还原，还原1min后测温和取样，待钢液成分的重量百分比和温度达到下述要求后出钢:
C 0.14-0.23% ； Si 0.25-0.35% ； Mn 0.60-0.80% ； P 0.005-0.030% ；
S 0.001-0.015% ； Cr 11.0-12.2% ； W 0.80-1.10% ； N 0.005-0.015% ；
其余为Fe与不可避免的杂质。
[0010]钢液温度:1640-166(TC
出钢时进行挡渣，目标渣厚彡50mm。
[0011]III VOD 精炼
VOD进站温度彡1610°C，渣厚彡50mm。抽真空后每吨钢液加石灰10_llkg，萤石3_5kg，铝1.0±0.1kg，在真空度彡2mbar下底吹氩搅拌时间彡15min，底吹氩流量500±30Nl/min。
[0012]IV LF 炉精炼
进LF工位后，吨钢加入铝粉0.3±0.1kg调渣，然后以450±30Nl/min的流量搅拌不少于5min。根据钢水成分要求进行调整，钢水出站前25min喂入CaSi线，加入量为4m±0.5/t，吹氩进行搅拌3-5min，吹氩量为200±50Nl/min。钢水出站前进行弱搅拌，弱搅拌底吹氩流量为60±20Nl/min，弱搅拌时间彡15min。钢水的成分的重量百分比达下述值时出站:
C 0.14-0.23% ； Si 0.25-0.35% ； Mn 0.60-0.80% ； P 0.005-0.030% ；
S 0.001-0.015% ； Cr 11.0-12.2% ； W 0.80-1.10% ； N 0.005—0.015% ；
其余为Fe与不可避免的杂质。
[0013]V 模铸
将钢水铸成要求的锭型，模温> 60°C，浇钢过程中实施氩封保护。
[0014]本含钨不锈钢的冶炼方法提高钨的回收率，钨收得率> 93%，降低了冶炼成本。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
本实施例冶炼的钢种是lCrl2WlMoV。
[0016]本实施例为下述依次的步骤: I脱硅铁水脱磷
脱硅铁水(Si=0.10%)采用喷吹法进行脱磷处理，铁水73吨，处理后测温和取样，铁水温度:1286°C，铁水的成分的重量百分比为:
C 3.6%; Si 0.01% ； Mn 0.05% ； P 0.01% ； S 0.028% ；
其余为Fe与不可避免的杂质。
[0017]出站铁水量为72.U。
[0018]K-OBM-S 冶炼
将铁水兑入K-OBM-S转炉后测温，铁水温度:1272°C，然后往炉内加入400kg焦炭，下氧枪吹氧脱碳，进入吹氧脱碳一期，在此期氧枪枪位2.1m,顶枪氧枪流量190Nm3/min,底吹氧气流量15Nm3/min,底吹気气,気气流量30Nm3/min,在此脱碳期加入500kg石灰和300kg镁球，当氧耗达到1821Nm3时将料槽中的桶装钨铁(W含量81%)、钒铁、钥铁加入K-OBM-S转炉中，钨铁加入量为1020kg，钒铁加入量为290kg，钥铁加入量为840kg。进入吹氧脱碳二期，在此期氧枪枪位1.9m，顶枪氧枪流量180Nm3/min，底吹氧气流量15Nm3/min，底吹氩气流量30Nm3/min，此期分批加入12.98t高碳铬铁和2t石灰，当氧耗达到1644Nm3时进入吹氧脱碳三期，在此期氧枪枪位1.2m，顶枪氧枪流量120Nm3/min，底吹氧气流量18Nm3/min，底吹氩气流量35Nm3/min，并加入433kg高碳锰铁，1.5t石灰，780kg镁球，当吹炼到1460Nm3氧耗时进入吹氧脱碳四期，在此期不用顶枪吹炼，底吹氧气流量24Nm3/min，底吹氩气流量45Nm3/min,当钢液碳含量达到0.15%时脱碳期结束，进入还原期，还原期底吹氩气，气体流量55Nm3/min,并在还原期开始时向钢液中加入ltFeS1、lt石灰、0.35t萤石,还原1min后测温和取样。待钢液成分的重量百分比和温度达到下述要求后出钢:
C 0.14% ； Si 0.30% ； Mn 0.70% ； P 0.015% ； S 0.012% ；
Cr 11.7% ； Mo 0.60%； V 0.19% ； W 0.93% ； N 0.013% ；
其余为Fe与不可避免的杂质。
[0019]钢液温度:1653°C，出钢时进行挡渣，目标渣厚30mm。
[0020]钢水量81t。
[0021]VOD 精炼
VOD进站测量温度1625°C，渣厚30mm，抽真空后加入850kg石灰，320t萤石，81kg铝丸。在真空度彡2mbar下底吹氩搅拌时间16min，底吹氩流量为510Nl/min。
[0022]LF炉精炼
进LF站后加24kg铝粉调渣，然后以440Nl/min的流量搅拌5min。根据钢水成分要求进行调整，钢水出站前喂入CaSi线320m，吹氩进行搅拌4min，吹氩量为220Nl/min。钢水出站前进行弱搅拌，弱搅拌底吹氩流量为50Nl/min，弱搅拌时间16min。钢水的成分的重量百分比达下述值时出站:
C 0.15% ； Si 0.32% ； Mn 0.70% ； P 0.012% ； S 0.0023% ；
Cr 11.7% ； W 0.96% ； Mo 0.60% ； V 0.21% ；N 0.0139% ；
其余为Fe与不可避免的杂质。
[0023]出站钢水量为81t。
[0024]V 模铸
将钢水铸成要求的锭型，模温70°C，浇钢过程中实施氩封保护。
[0025]本含钨不锈钢的冶炼方法冶炼出的含钨不锈钢，钨收得率94.1%。
[0026]实施例2
本实施例冶炼的钢种是2Crl2NiMolWlV。
[0027]本实施例为下述依次的步骤:
I脱硅铁水脱磷
脱硅铁水(Si=0.12%)采用喷吹法进行脱磷处理，铁水量74吨，处理后测温和取样，铁水温度:1281°C，铁水的成分的重量百分比为:
C 3.7% ； Si 0.02% ； Mn 0.05% ； P 0.007% ； S 0.024% ；
其余为Fe与不可避免的杂质。
[0028]出站铁水量为73.U。
[0029]K-OBM-S 冶炼
将铁水兑入K-OBM-S转炉后测温，铁水温度:1261°C，然后往炉内加入410kg焦炭，下氧枪吹氧脱碳，进入吹氧脱碳一期，在此期氧枪枪位2.1m,顶枪氧枪流量190Nm3/min,底吹氧气流量15Nm3/min,底吹気气,気气流量30Nm3/min,在此脱碳期加入500kg石灰和300kg镁球，当氧耗达到1841Nm3时将料槽中的桶装钨铁(W含量81%)、W；VK-0BM-S转炉中，钨铁加入量为1130kg，钒铁加入量为375kg，钥铁加入量为1535kg。进入吹氧脱碳二期，在此期氧枪枪位1.9m，顶枪氧枪流量180Nm3/min，底吹氧气流量15Nm3/min，底吹氩气流量30Nm3/min，此期分批加入13.1t高碳铬铁和2t石灰，当氧耗达到1653Nm3时进入吹氧脱碳三期，在此期氧枪枪位1.2m，顶枪氧枪流量120Nm3/min，底吹氧气流量18Nm3/min，底吹氩气流量35Nm3/min，并加入437kg高碳锰铁，1.5t石灰，780kg镁球，当吹炼到1460Nm3氧耗时进入吹氧脱碳四期，在此期不用顶枪吹炼，底吹氧气流量24Nm3/min，底吹氩气流量45Nm3/min，当钢液碳含量达到0.17%时脱碳期结束，进入还原期，还原期底吹氩气，气体流量55Nm3/min,并在还原期开始时向钢液中加入1.02tFeS1、lt石灰、0.35t萤石,还原1min后测温和取样。待钢液成分的重量百分比和温度达到下述要求后出钢:
C 0.18% ； Si 0.31% ； Mn 0.73% ； P 0.013% ； S 0.012% ；
Cr 11.67% ； Mo 1.00% ； V 0.25%; W 1.10% ； N 0.014% ；
其余为Fe与不可避免的杂质。
[0030]钢液温度:1658°C出钢时进行挡渣，目标渣厚40mm。钢水量81t。
[0031]VOD 精炼
VOD进站测量温度1619°C，渣厚40mm，抽真空后加入850kg石灰，320t萤石，81kg铝丸。在真空度彡2mbar下底吹氩搅拌时间16min，底吹氩流量为520Nl/min。
[0032]LF炉精炼
进LF站后加24kg铝粉调渣，然后以430Nl/min的流量搅拌5min。根据钢水成分要求进行调整，钢水出站前喂入CaSi线320m，吹氩进行搅拌4min，吹氩量为220Nl/min。钢水出站前进行弱搅拌，弱搅拌底吹氩流量为60Nl/min，弱搅拌时间17min。钢水的成分的重量百分比达下述值时出站:
C 0.21% ； Si 0.33% ； Mn 0.75% ； P 0.012% ； S 0.002% ；
Cr 11.73% ； Mo 1.00% ； V 0.25% ； W 1.12% ； N 0.0143% ；
其余为Fe与不可避免的杂质。
[0033]出站钢水量为81t。
[0034]V 模铸
将钢水铸成要求的锭型，模温68°C，浇钢过程中实施氩封保护。
[0035]本含钨不锈钢的冶炼方法冶炼出的含钨不锈钢，钨收得率94.1%。
【权利要求】
1.一种含钨不锈钢的冶炼方法，它包括脱硅铁水脱磷、K-OBM-S冶炼、VOD精炼、LF钢包精炼与模铸步骤，其特征是=K-OBM-S脱碳一期吹氧结束后，用料槽加入桶装钨铁，钨铁块度范围为10?130mm，其中小于1X 1mm碎块的量不应超过该批总重量的5% ；K-OBM-S底吹IS气不得低于40 Nm3/min。
2.根据权利要求1所述的含钨不锈钢的冶炼方法，其步骤特征是: I脱硅铁水脱磷 将Si不大于0.2%的脱硅铁水采用喷吹法进行脱磷处理，处理后铁水的成分的重量百分比为:
C 3.5-4.0% ； Si 0.01-0.03% ； Mn 0.01-0.1% ；P 0.005-0.015% ； S 0.02-0.05% ；其余为Fe与不可避免的杂质； 处理完铁水温度为1250-1300°C ； IIK-OBM-S 冶炼 将铁水兑入K-OBM-S转炉后,每吨铁水加入5-12kg/t焦炭、然后下氧枪吹炼,进入脱碳期，在吹炼过程中分批加入高碳铬铁、高碳锰铁、石灰和镁球，加入量为每吨钢液加高碳铬铁160-200kg，高碳锰铁4-7kg，石灰55-80kg，镁球10_20kg，各脱碳期顶枪枪位、流量和底枪流量如下: 脱碳一期 枪位2.1±0.1m ;顶枪氧气流量190 ± 10Nm3/min ;底枪氧气流量15±3Nm3/min ;底枪氩气流量30±5Nm3/min ;吹氧量20_40Nm3/t ;吹氧结束后，用料槽加入桶装钨铁，钨铁块度范围为10?130mm，其中小于10 X 1mm碎块的量不应超过该批总重量的5%，钨铁加入量为吨钢12.0-14.0kg，钨铁中钨含量为80-83% ； 脱碳二期 枪位1.9±0.1m ;顶枪氧气流量180 ± 1NmVmin ;底枪氧气流量15±3Nm3/min ;底枪氩气流量 30±5Nm3/min ;吹氧量 15-30Nm3/t ； 脱碳二期 枪位1.2±0.1m ;顶枪氧气流量120± 1NmVmin ;底枪氧气流量18±3Nm3/min ;底枪氩气流量 35±5Nm3/min ;吹氧量 10_20Nm3/t ； 脱碳四期 底枪氧气流量24±3Nm3/min ;底枪IS气流量45±5Nm3/min ;吹氧量0.5±0.1Nm3/1当钢液碳含量达到0.10-0.17%时脱碳期结束，然后加入9-18kg/t硅铁、10-15kg/t石灰、3-5kg/t萤石进行钢水还原，还原1min后测温和取样，待钢液成分的重量百分比和温度达到下述要求后出钢:
C 0.14-0.23% ； Si 0.25-0.35% ； Mn 0.60-0.80% ； P 0.005-0.030% ；
S 0.001-0.015% ； Cr 11.0-12.2% ； W 0.80-1.10% ；N 0.005—0.015% ； 其余为Fe与不可避免的杂质； 钢液温度:1640-1660°C 出钢时进行挡渣，目标渣厚彡50mm ； IIIVOD精炼 VOD进站温度彡1610°C，渣厚彡50mm ;抽真空后每吨钢液加石灰10-llkg，萤石3_5kg，铝1.0±0.1kg，在真空度彡2mbar下底吹氩搅拌时间彡15min，底吹氩流量500±30N1/min ； IV LF炉精炼 进LF工位后，吨钢加入铝粉0.3±0.1kg调渣，然后以450±30Nl/min的流量搅拌不少于5min ;根据钢水成分要求进行调整，钢水出站前25min喂入CaSi线，加入量为4m±0.5/t，吹氩进行搅拌3-5min，吹氩量为200±50Nl/min ;钢水出站前进行弱搅拌，弱搅拌底吹氩流量为60±20Nl/min，弱搅拌时间彡15min ;钢水的成分的重量百分比达下述值时出站:
C 0.14-0.23% ； Si 0.25-0.35% ； Mn 0.60-0.80% ； P 0.005-0.030% ；
S 0.001-0.015% ； Cr 11.0-12.2% ； W 0.80-1.10% ； N 0.005—0.015% ； 其余为Fe与不可避免的杂质； V模铸 将钢水铸成要求的锭型，模温> 60°c，浇钢过程中实施氩封保护。
【文档编号】C21C5/35GK104388809SQ201410597944
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】闫志伟, 张增武 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司