专利名称：中频感应炉炉内吹氩气精炼耐磨锰钢的工艺方法
技术领域：
本发明涉及熔炼耐磨锰钢的工艺方法，特别是一种用中频感应炉炉内吹氩气精 炼优质铸造耐磨锰钢的工艺方法。
背景技术：
耐磨锰钢材料广泛用于冶金、矿山、建材、水泥、铁路、电力、石油化工、军
工等行业的机械装备构件中。耐磨锰钢铸件的抗磨性能和使用寿命与冶金质量有着十 分重要的关系。提高耐磨锰钢铸件的抗磨性，延长使用寿命，对持续生产、减少经济 损失、增加经济效益，以及创造耐磨铸件精品和品牌，参与国际市场竞争，具有重大意 义。目前国内生产耐磨铸件仍以ZGMnl3为主，熔炼设备及工艺多数采用中频感应 炉不氧化法熔炼工艺。其主要优点是①加热速度快，炉子热效率较高；②金属元素氧 化烧损较少；③钢液成份和温度比较均勻；④熔炼工艺比较简单，生产较灵活；因此， 感应炉熔炼耐磨钢得到广泛的应用，特别是生产铸钢件的中小企业应用更为普遍。碱性 感应炉不氧化法熔炼一般工艺过程坩埚的打结一配料和装料一熔化一还原期(脱氧、 调成分、合金化)一测温，终脱氧一出钢一浇注。随着工业的发展，特别是航空、电站、造船、高速铁路等工业的发展，对钢的 力学性能和工艺性能的要求越来越高。因此，在一些大型炼钢企业在常规熔炼工艺基础 上，采用炉外精炼技术，如大型钢桶吹氩气精炼法、AOD和VOD精炼法等以更进一步提 高钢的质量。但炉外精炼如AOD、VOD等设备较复杂，投资大，成本高，而用小型浇 包炉外吹氩气则降温大，除气时间短，效果差。因此在生产耐磨钢的中小企业采用炉外 精炼技术甚少。中频感应炉常规冶炼工艺的主要缺点是与电弧炉熔炼相比，炉渣参与冶金反 应的能力较弱，原因是钢液与炉渣接触面积小，熔池较深，冶金反应过程慢，钢中气体 含量较高，杂质也难于有效地去除，钢液纯洁度不高。另外，炉渣靠钢液加热，温度较 低，脱磷、脱硫和扩散脱氧等冶金过程的效果较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在大气条件下中频感应炉炉内全程吹氩气精炼耐磨 锰钢的方法。该方法能有效去除钢液中的有害气体和非金属夹杂物、脱硫、脱氧、均勻 钢液的温度和成份、净化钢液、提高耐磨钢的质量。本发明目的通过如下技术方案来实现在大气条件下中频感应炉炉内全程吹氩气精炼。中频感应炉炉内吹氩气精炼耐磨锰钢的工艺方法，包括中频感应炉常规冶炼工 艺过程，即炉衬打结、烘烤炉衬、配料装料、熔化、调整成份、合金化、脱氧出钢步 骤，其特征是冶炼中，中频感应炉炉内全程吹氩气。
所述的吹氩气方法包括如下步骤(1)设计制造气体扩散器；(2)将气体扩散器安装在中频感应炉底部的中心，并连接吹氩气系统；(3)当炉料熔化形成1/3左右的熔池后，采用大功率快速熔炼并开始向炉内(从 底部扩散器)吹氩气，吹氩气时间为85-90分钟；(4)根据钢液容量控制吹氩气压力和流量，使钢液充分去除有害气体及夹杂物并 使温度、成份均质化；(5)停电镇静，继续吹氩气；(6)测温，出钢浇注。所述气体扩散器由铬、镁质或刚玉质耐火材料以液压式高温烘烤成型的；所述气体扩散器其粒密度设计为能使气流最佳化并具有抗金属穿透性；所述吹氩气压力控制在5 6公斤之间，氩气流量控制在12 15升/分；所述吹氩气系统由氩气瓶、减压阀、流量调节器、耐压橡胶管、活接头顺序连 接组成。本发明的优点1、采用中频感应炉精炼钢液，气体扩散器与炉衬整体使用。在大气条件下吹氩 气，可以减少炉外精炼设备投资，简化精炼工艺操作过程；2、氩气是一种惰性气体，它不溶解于钢液，也不与钢中的元素发生化学反应而 形成夹杂物，不污染钢液；3、氩气通过气体扩散器吹入钢液中，扩散器使氩气泡细小而分散，当氩气穿过 钢液时，对钢液中溶解的[H]、[N]、[O],这些气体会自动扩散，进入氩气泡内随气泡上 升而自钢液排除，非金属夹杂物则粘附在惰性气体上，其结合物浮至钢液表面，然后粘 到炉渣内，从而净化钢液；4、吹氩气精炼能均勻钢液化学成份和钢液温度；5、由于氩气比重大，炉料熔清后，在钢液面上形成一层保护膜覆盖钢液。
图1是本发明的工艺流程图；图2是本发明中频感应炉和炉内吹氩气的结构立面示意图。图中1、炉盖2、炉衬3、坩埚4、炉渣5、钢液6、气体扩散器7、填料 8、活接头9、耐压橡胶管10、氩气瓶11、减压阀12、流量调节器
具体实施例方式本发明采用碱性中频感应炉炉底吹氩气精炼钢液的方法包括中频感应炉常规冶 炼工艺过程，即炉衬打结、烘烤炉衬、配料装料、熔化、调整成份、合金化、脱氧出钢 等，冶炼中，中频感应炉炉内全程吹氩气。下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。实施例5吨碱性中频感应炉不氧化法熔炼锰钢炉内吹氩气精炼钢液的方法
参阅图1、2，炉内吹氩气的中频感应炉由炉盖1、炉衬2、坩埚3、气体扩散器 6、填料7和活接头8组成，在坩埚3内的炉渣4和钢液5，吹氩气系统由氩气瓶10、减 压阀11、流量调节器12和耐压橡胶管9组成，精炼的过程是1、坩埚的打结，用炉衬材料和炉颈材料分别打结下部坩埚和上部炉领以及在炉 底部安装气体扩散器并烘烤干燥；2、配料和装料根据锰钢化学成份要求，进行计算配料并合理装布料；3、通电熔化，当炉料熔化形成1/3左右的熔池，即开始全程吹氩气，吹氩气时 间为85-90分钟，全功率加速熔炼，炉料熔清(或95%以上)取炉前试样分析成份、扒渣 另造新渣；4、调整成份根据炉前试样分析结果，调整钢液化学成份，钢液温度和合金 化；5、停电镇静，继续吹氩气，均温均质调节钢水温度；6、测温，出钢浇注。采用上述方法冶炼，能够均勻钢液化学成份和钢液温度，提高钢液冶金质量。
权利要求
1.中频感应炉炉内吹氩气精炼耐磨锰钢的工艺方法，包括中频感应炉常规冶炼工艺 过程，即炉衬打结、烘烤炉衬、配料装料、熔化、调整成份、合金化、脱氧出钢步骤， 其特征是冶炼中，中频感应炉炉内全程吹氩气。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征是所述的吹氩气的方法包括如下步骤(1)设计制造气体扩散器；(2)将气体扩散器安装在中频感应炉底部的中心，并连接吹氩气系统；(3)当炉料熔化形成1/3左右的熔池后，采用大功率快速熔炼，从底部扩散器开始向 炉内吹氩气；(4)根据钢液容量控制吹氩气压力和流量，使钢液充分去除有害气体及夹杂物并使温 度、成份均质化；(5)停电镇静，继续吹氩气；(6)测温，出钢浇注。
3.根据权利要求1或2所述的工艺方法，其特征是气体扩散器材料为铬镁质耐火材 料制成。
4.根据权利要求1或2所述的工艺方法，其特征是吹氩气的压力控制在0.5 0.6MPa之间，全程吹氩气时间约85-90分钟。
全文摘要
本发明公开了一种中频感应炉炉内吹氩气精炼耐磨锰钢的工艺方法，包括如下步骤(1)设计制造气体扩散器；(2)将气体扩散器安装在中频感应炉底部的中心，并连接吹氩气系统；(3)当炉料熔化形成1/3左右的熔池后，采用大功率快速熔炼，从底部扩散器开始向炉内吹氩气；(4)根据钢液容量控制吹氩气压力和流量，使钢液充分去除有害气体及夹杂物并使温度、成份均质化；(5)停电镇静，继续吹氩气；(6)测温，出钢浇注。吹氩气精炼能有效去除钢液中的气体和非金属夹杂物、能脱硫、脱氧、均匀钢液成份和钢液温度。用该方法可以熔炼出纯净的钢液，从而改善钢液冶金质量。
文档编号C21C7/072GK102010936SQ20101015492
公开日2011年4月13日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者周忆平, 朴东学, 李卫, 林发迪 申请人:广西钟山长城矿山机械厂