专利名称：用高速钢磨屑及高速钢氧化铁炼高速钢的方法
技术领域：
本发明属于炼钢领域，特别是涉及一种利用含有高速钢的金属废弃物炼高速钢的方法。
在工具制造业中，刃具生产过程中，精加工时产生大量的高速钢磨屑，即俗称的含有高速钢的砂轮末子。热加工时，如退火、淬火，锻造过程中又会产生大量的高速钢氧化铁，即俗称的氧化皮。每年产生的高速钢磨屑及高速钢氧化铁均做为垃圾扔掉，即污染了环境，又造成了国家资源的巨大浪费。
现有的高速钢冶炼技术主要有两种一种是利用高速钢回炉料，采用铁合金配比法进行冶炼，另一种是利用统一牌号废高速钢屑或料头，采用重溶法进行冶炼。
本发明的目的是提供一种用高速钢磨屑及高速钢氧化铁炼高速钢的方法，该方法直接利用废弃的高速钢磨屑和高速钢氧化铁生产高速钢，金属回收利用率高，降低了高速钢的生产成本。
本发明的目的是按如下次序的工艺步骤实现的(1)将高速钢磨屑及高速钢氧化铁的混合物、轴承钢屑、石墨按如下重量比例区间投入炼钢炉內，它们是高速钢磨屑及高速钢氧化铁轴承钢屑石墨＝(1.5-2.5)∶1∶(0.01-0.015)
加热30分钟投料一次，分多次投料，炉温为1645-1660℃；(2)充分搅拌钢液，做第一次造渣还原，清除硫、磷，使硫、磷含量降到允许值；(3)放原始渣，取钢样A，做初次化验，对照化验结果，按钢水所需补充的化学成份，用相应的铁合金补齐；(4)先在炉內脱氧，然后取钢样C做气体化验，如果化验不合格，应在炉內继续脱氧，直到合格为止，脱氧合格后的钢水，倒包后应继续进行脱氧后，方可出钢浇铸；(5)倒包浇铸所需尺寸的钢锭，在钢锭未冷却前钻样化验，并将化验结果及钢样附在本次钢锭上。
本发明的发明目的还可以按照上述工艺步骤增加后的工艺步骤实现，具体增加工艺步骤如下在工艺步骤(3)与工艺步骤(4)之间加入一个工艺步骤(3)，即做第二次造渣还原，清除杂质，取钢样B，化验出各项化学成份的含量值，用铁合金进行微量补齐；在工艺步骤(4)与工艺步骤(5)之间加入工艺步骤(4)，即出钢前7-10分钟向炉内补入硅元素，将计算后所需的钒铁粉碎后放入钢包中。
本发明提供的用高速钢磨屑及高速钢氧化铁炼高速钢的方法，具有如下优点现有技术中磨屑都要做一些机械加工处理后，才能投入到炼钢炉内，而本发明不对原始高速钢磨屑做任何改变就可以直接投入到生产中去，因此缩短了生产前的准备工序，降低了生产成本，现有技术中对于高速钢氧化铁即氧化皮的利用则是一个空白，本发明充分认识到由于贵重金属钨、钼等熔点高、性能稳定，因此它们仍稳定的存在于以上两种废料中，本发明所提供的方法使这些贵重金属得到了充分回收。本发明使得金属回收利用率提高，本发明炼制1吨符合国家标准的高速钢，从所需的1.5吨高速钢磨屑及高速钢氧化铁和1吨轴承钢屑中，回收钨4％，计40公斤，折合钨铁为67公斤，价值3350元，钼为2.5％，计25公斤，折合钼铁为45.5公斤，价值2250元，钒为0.061％，计0.61公斤，折合钒铁1.53公斤，价值137.7元，铬2％，计20公斤，折合铬铁26.7公斤，价值231.6元，合计5951及13元，去掉高速钢磨屑及高速钢氧化铁以及轴承钢屑的成本，炼制1吨符合国家标准的高速钢产品，各类铁合金可节约140.33公斤，金属回收率价值为5000元以上。本发明原料配比中使用了轴承钢屑，这是由于轴承钢屑里含碳量高，加强了氧化还原作用，同时由于轴承钢中硫、磷含量偏低，确保了高速钢成品中的质量标准，而石墨的作用是加强造渣还原作用。本发明可以满足不同牌号高速钢的技术要求。本发明由于采用高速钢磨屑及高速钢氧化铁，轴承钢屑和石墨合理配比，钨、钼、钒、铬等元素满足了同牌号高速钢元素含量的30-60％，适当加入铁合金既可达到高速钢回炉料粗钢锭的国家标准。利用本发明进一步增加工艺步骤(3)和(4)所形成的技术方案，可以达到通过一次冶炼生产出精钢锭的目的。通过步骤(3)可以进一步补齐高速钢所需的铁合金，通过步骤(4)，可以补齐高速钢所需的硅、钒两种元素，为了减少钒铁的烧损，可直接将钒铁粉放入钢包中进行浇铸。对于冶炼精钢锭来说，由于生产周期的缩短和生产工艺的减少降低了生产成本。每生产一吨高速钢成品所需电量，由大于3000度/吨降到现在的只需2000度/吨，可节约电费550元，人工费400元，设备折旧费150元，原料烧损费300元，合计每吨钢锭节约1400元，如果以每年钢厂生产600吨高速钢计算，仅此一项钢厂每年既可节约84万元。
本发明所使用的三相交流电弧炉的作用是升温快，热量足，缩短熔炼周期，利于添加各种铁合金，调整各类元素含量，稳定产品质量。
下面结合实施例对本发明做进一步详述。
实施例1使用镁砂炉体的三相交流电弧炉生产W5Mo3高速钢回炉料粗钢锭，炉衬材料为碱性炉体，且以镁砂打炉。投基础料如下高速钢磨屑600公斤，高速钢氧化铁900公斤，轴承钢屑1000公斤，石墨10公斤，分层分4次投入。加热时间110分钟，炉温达1650℃，造渣还原，降低硫磷含量。
第120分钟，取钢样A，10分钟后出化验结果如下硫S0.027％，磷P0.026％，硫磷含量符合并低于国家标准＜0.030％，W4.3％，钼Mo2.2％，钒V0.06％，铬Cr2.5％，碳C0.9％，硅Si0.3％，锰Mn0.39％，根据化验结果，按所需补充的化学成份，用少量铁合金补齐元素含量。
第150分钟，做完氧化还原后，取钢样B，化验结果如下硫S0.026％，磷P0.026％，钨W5.1％，钼Mo3.2％，钒V0.8％，铬Cr2.5％，碳C0.89％，硅Si0.28％，锰Mn0.4％，各类元素含量完全符合W5Mo2高速钢回炉料粗钢锭的国家标准技术要求。
第159分钟，脱氧后，取钢样C做气体化验，化验结果合格。
第165分钟，倒包浇锭，钻样化验，钢锭元素含量完全符合国家标准的技术要求。生产W5Mo3高速钢回炉料粗锭1400公斤，25公斤粗锭56个。本实施例从高速钢磨屑及高速钢氧化铁中回收钨W4.3％，折合钨铁72公斤，价值3600元，钼Mo2.2％，折合钼铁40公斤，价值2000元，钒V0.06％，折合钒铁1.5公斤，价值135元，铬Cr2.5％，折合铬铁33公斤，价值264元，合计5999元，去掉高速钢磨屑及高速钢氧化铁和轴承钢屑成本，生产1.4吨高速钢回炉料粗锭，可节约各类铁合金146.5公斤，价值近5000元。
实施例2使用镁砂炉体的三相交流电弧炉生产W6高速钢。按基础炉料如下高速钢磨屑800公斤，高速钢氧化铁700公斤，捉承钢屑1000公斤，石墨10公斤，分层分4次投入。加热时间116分钟，炉温达1645℃，造渣还原，降低硫磷含量。
第130分钟，取钢样A，10分钟后出化验结果如下硫S0.028％，磷P0.027％，硫磷含量符合并低于国家标准＜0.030％。钨W4.2％，钼Mo2.8％，钒V0.08％，铬Cr2.3％，碳C0.9％，硅Si0.28％，锰Mn0.4％，根据化验结果，按所需补充的化学成份，用少量铁合金补齐元素含量。
第156分钟，做完氧化还原后，取钢样B，化验结果如下硫S0.027％，磷P0.028％，钨W5.86％，钼Mo5.12％，钒V1.57％，铬C43.9％，碳C0.85％，硅Si0.26％，锰Mn0.39％，除钒外，其它各类元素含量完全符合W6高速钢国家标准，微调碳C，硅Si等个别元素含量达国家标准中间值偏下。
第169分钟，脱氧后，取钢样C做气体化验，化验结果合格。
第176分钟，在钢包中加入粉碎后的所需钒铁，倒包浇锭，钻样化验，钢锭元素含量完全符合国家标准的技术要求。生产W6高速钢精锭1350公斤，25公斤钢锭共54个。
权利要求
1.一种用高速钢磨屑及高速钢氧化铁炼高速钢的方法，其特征是采用了按如下次序的工艺步骤(1)将高速钢磨屑及高速钢氧化铁的混合物、轴承钢屑、石墨按如下重量比例区间投入炼钢炉内，它们是高速钢磨屑及高速钢氧化铁轴承钢屑石墨＝(1.5-2.5)∶1∶(0.01-0.015)加热30分钟投料一次，分多次投料，炉温为1645-1660℃；(2)充分搅拌钢液，做第一次造渣还原，清除硫、磷，使硫、磷含量降到允许值；(3)放原始渣，取钢样A，做初次化验，对照化验结果，按钢水所需补充的化学成份，用相应的铁合金补齐；(4)先在炉內脱氧，然后取钢样C做气体化验，如果化验不合格，应在炉内继续脱氧，直到合格为止，脱氧合格后的钢水，倒包后应继续进行脱氧后，方可出钢浇铸；(5)倒包浇铸所需尺寸的钢锭，在钢锭未冷却前钻样化验，并将化验结果及钢样附在本次钢锭上。
2.根据权利要求1所述的一种用高速钢磨屑及高速钢氧化铁炼高速钢的方法，其特征是在工艺步骤(3)与工艺步骤(4)之间加入一个工艺步骤(3)，即做第二次造渣还原，清除杂质，取钢样B，化验出各项化学成份的含量值，用铁合金进行微量补齐；在工艺步骤(4)与工艺步骤(5)之间加入工艺步骤(4)，即出钢前7-10分钟向炉內补入硅元素，将计算后所需的钒铁粉碎后放入钢包中。
全文摘要
本发明属于炼钢领域，特别是涉及一种利用含有高速钢的金属废弃物即高速钢磨屑及高速钢氧化铁精炼高速钢的方法，它将高速钢磨屑和高速钢氧化铁与轴钢屑、石墨按比例投入三相交流电弧炉内，经过造渣和还原后将各种铁合金元素补齐，再经脱氧处理后，补入硅、钒二种元素，最终倒包浇铸出钢锭。本发明生产周期短，电耗低，极大地降低了产品的生产成本，本发明金属回收利用率高，成品质量稳定，有广泛的社会效益和经济效益。
文档编号C21C5/00GK1148631SQ9511807
公开日1997年4月30日 申请日期1995年10月26日 优先权日1995年10月26日
发明者范化卿 申请人:范化卿