本发明涉及一种三相有衬电渣炉冶炼圆珠笔头用高硫易切削不锈钢的硫合金化方法，属于金属合金
技术领域：
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背景技术：
：三相有衬电渣炉是一种碱性炉衬的合金精炼炉，由于其工作原理是让纯铁电极将电流导入具有一定电阻的碱性炉渣，炉渣发出的焦耳热作为炼钢的热量来源，其炉渣主要用cao+al2o3+cao三元渣系，炉渣碱度相对较高。高的碱度对于硫(s)的合金化是不利的，硫的合金化需要低碱度甚至酸性的炉渣。中国专利号zl201611228313.8，
专利名称：“易切削合金、合金丝、其制备方法、笔头、笔芯及笔”的专利中，指出冶炼中倒出30-50％的炉渣，得到剩余炉渣，然后向剩余炉渣中加入与倒出炉渣质量相应的耐火砖砖块后，继续冶炼。出钢过程中，将碲珠和硫化亚铁用铁皮桶装好并用铁丝绑到钢棒上，在钢液温度处于1600-1750℃时插入钢包，完成硫的合金化。在实际生产中，该技术方案存在以下不足：(1)硫的回收率波动很大，不利于合金元素硫的含量的精准控制，同样的硫化亚铁加入量，合金中硫含量波动范围达0.15-0.6％。(2)硫化亚铁很容易在插入钢包时溅出钢液，溅出钢液液面的部分将迅速氧化而损失掉，不能形成合金化的硫。(3)随着硫化亚铁加入钢中，大量的氧被带入钢液，脱氧困难，氧的含量波动范围太大，波动范围为100-350ppm。技术实现要素：本发明旨在提供一种三相有衬电渣炉冶炼圆珠笔头用高硫易切削不锈钢的硫合金化方法，解决了现有技术中硫含量控制不精准，硫化亚铁易喷溅，以及脱氧困难等问题。本发明涉及一种三相有衬电渣炉冶炼圆珠笔头用高硫易切削不锈钢的硫合金化方法，步骤包括：s1、在炼高硫易切削不锈钢前，对三相有衬电渣炉进行洗炉，采用的第一炉渣的质量配比为cao:al2o3:caf2＝(40-50％):(20-30％):(20-30％)，出钢后将所得精炼炉渣质量的40-60％返回至三相有衬电渣炉，在炉中补充新渣后得到第二炉渣，所述新渣配比为al2o3:caf2＝(40-60％):(40-60％)，新渣渣量为第二炉渣的40-60％；s2、在三相有衬电渣炉内加入高硫易切削不锈钢的合金原料冶炼，在所述冶炼过程中扒除30-50％炉渣后添加等重量的熔渣完成换渣；s3、换渣后向炉中加入硫化亚铁，快速搅拌，给电升温使炉内炉渣保持1650-1750℃的高温，同时进行联合脱氧，联合脱氧完成后出钢，出钢过程中加碲，得到高硫易切削不锈钢。优选的，步骤s2中，所述换渣在距出钢10-15分钟时停电进行，换渣结束后给电。优选的，步骤s2中，所述熔渣成分包括al2o3和sio2。更加优选的，步骤s2中，所述熔渣为粘土质耐火砖。具体的，步骤s2中，所述粘土质耐火砖被破碎成小于50mm的碎块后使用。更加优选的，步骤s3中，当所述含有al2o3和sio2成分的熔渣基本熔化以后加入所述硫化亚铁。优选的，步骤s3中，所述联合脱氧操作包括：不停搅拌三角区炉渣使炉渣不露出钢液面，搅拌的同时向炉渣中加入脱氧剂。更加优选的，步骤s3中，以硅钙粉作为脱氧剂进行联合脱氧。进一步优选的，步骤s3中，所述硅钙粉分为20-25份分批加入炉内，每1～2分钟加入一份硅钙粉，直至出钢。具体的，在本发明的一个实施例中，每份硅钙粉的重量为200g左右。优选的，步骤s3中，所述给电升温时长为10-15分钟。本技术方案与现有技术相比，产生以下技术效果：(1)在原料配入量一样的情况下，本技术方案所得的合金硫含量分布范围更窄，利于实现合金元素硫含量的精准控制。(2)本技术方案解决了脱氧困难的问题，并且在原料配入量一样的情况下，本方案所获得的合金的氧含量分布范围更窄，利于实现合金氧含量的精准控制。(3)本技术方案实现了硫化亚铁在炉中的单独加入，不与碲一起插入钢包，有效避免了碲的喷溅对硫回收率的不良影响。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。在研究过程中发现，常规的将碲珠和硫化亚铁同时插入钢包进行硫合金化难以实现精准控制。三相有衬电渣炉中冶炼过程结束后，钢液和炉渣均处于降温过程中，降温速度很快。出钢完成后，炉渣很容易结壳，插入深度容易受到影响，造成大量的硫未进入钢液，而是在经过渣层时即损失掉，容易使硫的回收率波动很大，不利于合金元素硫的含量的精准控制，同样的硫化亚铁加入量，合金中硫含量波动范围可达0.15-0.6％。并且碲的沸点很低，仅为1390℃，硫化亚铁与碲放在一起插入钢包，硫化亚铁很容易因碲的气化喷溅而溅出钢液，溅出钢液液面的部分将迅速氧化而损失掉，不能形成合金化的硫。随着硫化亚铁加入钢中，大量的氧被带入钢液。而在包中插入fes后，炉渣温度下降甚至开始有凝固的现象，不利于脱氧反应的进行，造成脱氧困难。氧的含量波动范围太大，波动范围为100-350ppm。在研究过程中发现常规工艺的上述问题对于精准控制影响较大，为了实现精准控制，本发明提供了一种三相有衬电渣炉冶炼圆珠笔头用高硫易切削不锈钢的硫合金化方法，其包括：s1、在炼高硫易切削不锈钢前，对三相有衬电渣炉进行洗炉，所述洗炉为在三相有衬电渣炉内冶炼一炉其它品种的不锈钢，采用的第一炉渣的质量配比为cao:al2o3:caf2＝(40-50％):(20-30％):(20-30％)，出钢后将所得精炼炉渣质量的40-60％返回至三相有衬电渣炉，在炉中补充新渣后得到第二炉渣，所述新渣配比为al2o3:caf2＝(40-60％):(40-60％)，新渣渣量为第二炉渣的40-60％。本发明中碱性炉衬能承受更高的温度，适合电渣炉高温渣冶炼。三相有衬电渣炉炉渣温度高，有利于冶金过程中的渣钢间的传质，对冶金物理化学反应更为有利。从熔化期开始，即可对炉渣进行扩散脱氧，整个冶金过程中，炉渣都是还原渣，与电弧炉相比，合金收得率高，更有利于冶炼高纯净度的合金。圆珠笔头用超易切削不锈钢含有多种合金元素，且分布范围很窄，全程还原渣有利于保证各种合金收得率和成分精准控制。本发明在炼圆珠笔头用高硫易切削钢前，首先冶炼一炉与易切钢相近的品种精炼炉渣，出钢后将液态精炼炉渣返回炼钢炉，作为冶炼用渣的一部分，在炼钢炉中补充新渣，新渣的加入使炉渣中的cao的含量比例下降，起到了初步降低炉渣碱度的作用，对硫合金化有利。s2：炉中换渣：在三相有衬电渣炉内加入高硫易切削不锈钢的合金原料冶炼，在所述冶炼过程中扒除30-50％炉渣后添加等重量的熔渣完成换渣。本发明将炉渣扒除30-50％后添加同重量含有al2o3和sio2成分的熔渣，既降低碱度又保证炉渣较低的电导率，在硫合金化过程中不降温使硫迅速扩散在钢液中。s3：硫的合金化：换渣后向炉中加入硫化亚铁，快速搅拌，给电升温使炉内炉渣保持1650-1750℃的高温，同时进行联合脱氧，联合脱氧完成后出钢，出钢过程中加碲，得到高硫易切削不锈钢。本发明在炉中换渣后加入硫化亚铁，然后继续给电升温，使炉渣保持1700℃左右的高温，这有利炉渣与钢液之间的物质传输，此时炉渣有很好的流动性，硫化亚铁更容易通过渣层进入钢液，可取得良好的脱氧效果，有利于在稳定硫含量的同时，稳定氧的含量。本发明加入硫化亚铁后快速搅拌钢渣，改善元素合金化动力学条件，同时以较快速度进行联合脱氧操作，通过观察炉渣颜色确定钢液中氧含量，从而控制目标氧含量。以下是本发明所述三相有衬电渣炉冶炼圆珠笔头用高硫易切削不锈钢的硫合金化方法的实例说明。实施例1本实施例提供了一种三相有衬电渣炉冶炼圆珠笔头用高硫易切削不锈钢的硫合金化方法，步骤包括：s1、在炼高硫易切削不锈钢前，在三相有衬电渣炉内冶炼一炉与易切钢相近的品种不锈钢，采用的第一炉渣的质量配比为cao:al2o3:caf2＝50％:25％:25％，出钢后将所得精炼炉渣质量的50％返回至三相有衬电渣炉，在炼钢炉中补充相当于总渣质量50％的新渣，所述新渣配比为al2o3:caf2＝50％:50％。s2、在三相有衬电渣炉内加入高硫易切削不锈钢的合金钢锭冶炼，炉中各种金属小块料熔清后，即开始进行强脱氧，距出钢10分钟时，停电，从炉中倒出40％炉渣，用粘土质耐火砖破碎成小于50mm的碎块作为造渣剂，补充与倒出炉渣重量相等的粘土质耐火砖小块料，完成换渣。s3、换渣后给电，待新补充的粘土质耐火砖小块料基本熔化后，将硫化亚铁全部加入炉中，快速搅拌钢渣，改善元素合金化动力学条件，给电升温15分钟使炉内炉渣保持1700℃左右的高温，同时进行联合脱氧，所述联合脱氧可由两人操作完成，一个人负责用铁质搅拌棒不停点动三角区炉渣，以不露出钢液面为宜；一个人负责按间隔时间要求向炉渣中加硅钙粉。具体的，使用硅钙粉作为脱氧剂实施脱氧时，将硅钙粉分成200克一份，共计20份，每1分钟加入一份硅钙粉，直至出钢。出钢过程中加碲，得到高硫易切削不锈钢。在本实施中，原料配入量具体为：原料总投入量1930kg，金属铬324kg，电解锰23kg，钼铁49kg，硫化亚铁40kg，矾铁2.5kg，铌铁1.5kg，碲珠2.5kg，磷铁1kg，其余量为工业纯铁。冶炼多炉后对高硫易切削不锈钢硫含量进行测定，所得的合金硫含量分布范围为0.2-0.35％，氧含量分布范围为100-180ppm。对比例1本对比例采用和实施例1相同的原料配入量冶炼高硫易切削不锈钢，步骤包括：采用三相有衬电渣炉熔炼，制取合金钢锭。针对所述合金钢锭，采用碱性炉渣冶炼，在冶炼过程中到处质量占比40％的炉渣，得到剩余炉渣。向剩余炉渣中加入与倒出炉渣质量相等的耐火砖砖块，继续冶炼，以硅钙粉作为脱氧剂进行脱氧，加入量与实施例1脱氧剂添加总量相等，不定次数、不均量、不限间隔时间一次性加入，过程中不搅拌。出钢过程中，将碲珠和硫化亚铁用铁皮桶装好并用铁丝绑在钢棒上，在钢液温度处于1700℃左右时插入钢包，得到高硫易切削不锈钢。在本对比例中，原料配入量以及其他冶炼条件与实施例1均一致，冶炼多炉后对高硫易切削不锈钢硫含量进行测定，所得的合金硫含量分布范围为0.15-0.6％，氧含量分布范围为100-350mm。实施例2本实施例提供了一种三相有衬电渣炉冶炼圆珠笔头用高硫易切削不锈钢的硫合金化方法，步骤包括：s1、在炼高硫易切削不锈钢前，在三相有衬电渣炉内冶炼一炉与易切钢相近的品种不锈钢，采用的第一炉渣的质量配比为cao:al2o3:caf2＝45％:30％:30％，出钢后将所得精炼炉渣质量的45％返回至三相有衬电渣炉，在炼钢炉中补充相当于总渣质量55％的新渣，所述新渣配比为al2o3:caf2＝45％:55％。s2、在三相有衬电渣炉内加入高硫易切削不锈钢的合金原料冶炼，炉中各种金属小块料熔清后，即开始进行强脱氧，距出钢15分钟时，停电，从炉中倒出35％炉渣，用粘土质耐火砖破碎成小于50mm的碎块作为造渣剂，补充与倒出炉渣重量相等的粘土质耐火砖小块料，完成换渣。s3、换渣后给电，待新补充的粘土质耐火砖小块料基本熔化后，将硫化亚铁全部加入炉中，快速搅拌钢渣，改善元素合金化动力学条件，给电升温10分钟使炉内炉渣保持1680℃左右的高温，同时进行联合脱氧，所述联合脱氧可由两人操作完成，一个人负责用铁质搅拌棒不停点动三角区炉渣，以不露出钢液面为宜；一个人负责按间隔时间要求向炉渣中加硅钙粉。具体的，使用硅钙粉作为脱氧剂实施脱氧时，将硅钙粉分成200克一份，共计25份，每1分钟加入一份硅钙粉，直至出钢。出钢过程中加碲，得到高硫易切削不锈钢。在本实施中，原料配入量具体为：原料总投入量1930kg，金属铬324kg，电解锰23kg，钼铁49kg，硫化亚铁40kg，矾铁2.5kg，铌铁1.5kg，碲珠2.5kg，磷铁1kg，其余量为工业纯铁。冶炼多炉后对高硫易切削不锈钢硫含量进行测定，所得的结果统计如下：炉号氧含量,ppm硫含量wt％117-16981100.2118-7391080.21118-7411190.26118-7401270.28118-10271360.30118-10281740.35118-20881800.35118-12031450.29118-12061520.32118-12241650.33尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页12