一种含钼氧化物在高铁水比电炉炼钢合金化的冶炼工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金领域的一种冶炼工艺，具体的说是一种含钼氧化物在高铁水比电炉炼钢合金化的冶炼工艺。
【背景技术】
[0002]在传统冶炼工艺中，钼元素是以钼铁的形式加入精炼炉中的，这样的合金化工作简便快捷，但是钼铁的成本较高，增加了冶炼成本，而且，钼铁的生产往往出现高污染情况，不利于生态的保护，这种情况下，必须寻找钼铁的替代品，以便节省生产成本，减轻环境负荷，提高产品竞争力。
[0003]通常采用钼铁作为冶炼含钼合金钢的添加剂，但钼铁价格较高，冶金工作者开发了采用廉价的初级原料氧化钼作为钼的合金添加剂，钼铁较氧化钼在同等品味的收的率基础上，价格差距3000-5000元/吨。由于氧化钼在钢液中的熔化速度比钼铁快、合金化后钢液温降较小，加之氧化钼在价格、能源、环保方面的优势，近年来采用氧化钼直接合金化炼钢的工艺发展迅速；利用氧化钼代替钼铁直接合金化，在国外应用已经比较广泛，日本冶炼含钼合金钢时，氧化钼的平均消耗量占钼炉料总消耗量的81.1% (质量分数)，且不断增加。中国开展氧化钼代替钼铁炼钢的试验工作始于20世纪80年代，但由于推广不足，国内采用氧化钼直接合金化的钢厂不多，与国外相比还有很大差距。
[0004]钼的氧化物主要有MoO、Mo02、Mo03，其氧位依次递增，稳定性依次降低，在炼钢温度下，钼的氧化物极易被其它元素还原，常用的还原剂，C、S1、Al与Mo03的还原反应值远小于零，随着反应温度的不同，反应物质的状态会不同，反应产物的状态也不同，反应标准自由能小于0，即可反应，而实际上反应是否发生不仅取决于标准自由能，还取决于反应物与生成物的活度；由各氧化物生成反应的吉布斯自由能与温度关系可知，最不稳定的是钼的氧化物Mo03和Mo02，在炼钢条件下，钼的氧化物极容易被钢液中其他元素还原，甚至铁都能还原Mo03o
[0005]防止Mo03粉高温挥发研究。Mo03熔点795°C、沸点为1155°C。Mo03在熔化前就已开始升华，当温度达900?1100°C时，蒸发己相当快；三氧化钼熔点为795°C，700°C左右开始升华，到沸点1150°C升华剧烈，炼钢过程中容易随粉尘排出从而严重影响钼的收得率。但是氧化钼在高温下很容易挥发，因此需要选择合适的种类和比例的还原剂和抑制剂，制成自还原压块来保障钼的吸收率。一般采取三氧化钼和石灰混加的方式炼钢。三氧化钼和氧化钙均匀混合后，最终还原率明显高于块状氧化钼，添加CaO后，Mo03的挥发量明显减少，主要原因是Mo03在到达挥发温度之前就能和CaO反应生成稳定的钼酸钙；有研究氧化钼在电炉炼钢中的应用，分别在熔化期、氧化期及还原期加入氧化钼，对比钼的最终收得率，发现3种加入方式中钼的最终收得率均大于等于90%。随炉料加入和还原期加入收得率较高，氧化期加入也能维持一定回收率，但由于氧化期Mo03的活性较低，且现行炉料状况和淌渣操作存在的情况下，小部分未反应的氧化钼随炉渣流失，再加上还原条件不充分，造成钼的收得率偏低。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是:
(1)如何在不影响加料、冶炼节奏以及未增加成本的前提下，将含钼氧化物在高铁水比电炉炼钢直接合金化，从而完全替代钼铁；
(2)如何在使用钼氧化物替代钼铁的工艺下，使钼的收得率在96-99%，与钼铁的收得率相当，生产的产品满足质量要求，有效的降低了生产成本；
本发明解决以上技术问题的技术方案是:
一种含钼氧化物在高铁水比电炉炼钢合金化的冶炼工艺，采用交流电弧炉，废钢比例在30-35%，铁水比例在65-70% ;冶炼工艺包括以下步骤:
(一)配料:将氧化钼块放在料篮的最底层，上面铺上活性石灰，最上层装入废钢，氧化钼、活性石灰和废钢的重量比分别为:氧化钼2.5-7% ;活性石灰7.5 — 9.5% ;废钢83-89% ;
(二)加料:从炉底至上层的料的顺序为:氧化钼、石灰、废钢，加料同时快速自动加入铁水，加铁水时间为5-7分钟；
(三)供氧:将供氧时间较正常操作供氧延迟2-3min，正常操作供氧为加料后立即开始供氧，控制流渣，不能出现流渣的情况，用以防止初期渣中的钼还未完全熔到钢水中；
(四)冶炼:按现有技术正常冶炼至出钢。
[0007]本发明进一步的限定的技术方案为:
前述的含钼氧化物在高铁水比电炉炼钢合金化的冶炼工艺，采用交流电弧炉，废钢比例在30%，铁水比例在70% ;冶炼工艺包括以下步骤:
(一)配料:将氧化钼块放在料篮的最底层，上面铺上活性石灰，最上层装入废钢，氧化钼、活性石灰和废钢的重量比分别为:氧化钼2.5% ;活性石灰9.5% ;废钢88% ;
(二)加料:从炉底至上层的料的顺序为:氧化钼、石灰、废钢，加料同时快速自动加入铁水，加铁水时间为5分钟；
(三)供氧:将供氧时间较正常操作供氧延迟2min，正常操作供氧为加料后立即开始供氧，控制流渣，不能出现流渣的情况，用以防止初期渣中的钼还未完全熔到钢水中；
(四)冶炼:按现有技术正常冶炼至出钢。
[0008]前述的含钼氧化物在高铁水比电炉炼钢合金化的冶炼工艺，采用交流电弧炉，废钢比例在35%，铁水比例在65% ;冶炼工艺包括以下步骤:
(一)配料:将氧化钼块放在料篮的最底层，上面铺上活性石灰，最上层装入废钢，氧化钼、活性石灰和废钢的重量比分别为:氧化钼7% ;活性石灰7.5% ;废钢85.5% ;
(二)加料:从炉底至上层的料的顺序为:氧化钼、石灰、废钢，加料同时快速自动加入铁水，加铁水时间为6分钟；
(三)供氧:将供氧时间较正常操作供氧延迟3min，正常操作供氧为加料后立即开始供氧，控制流渣，不能出现流渣的情况，用以防止初期渣中的钼还未完全熔到钢水中；
(四)冶炼:按现有技术正常冶炼至出钢。
[0009]前述的含钼氧化物在高铁水比电炉炼钢合金化的冶炼工艺，采用交流电弧炉，废钢比例在33%，铁水比例在67% ;冶炼工艺包括以下步骤:
(一)配料:将氧化钼块放在料篮的最底层，上面铺上活性石灰，最上层装入废钢，氧化钼、活性石灰和废钢的重量比分别为:氧化钼6.5% ;活性石灰9.5% ;废钢84% ;
(二)加料:从炉底至上层的料的顺序为:氧化钼、石灰、废钢，加料同时快速自动加入铁水，加铁水时间为7分钟；
(三)供氧:将供氧时间较正常操作供氧延迟3min，正常操作供氧为加料后立即开始供氧，控制流渣，不能出现流渣的情况，用以防止初期渣中的钼还未完全熔到钢水中；
(四)冶炼:按现有技术正常冶炼至出钢。
[0010]本发明的有益效果是:在不影响加料，冶炼节奏的前提下，未增加成本的基础上，将含钼氧化物在高铁水比电炉炼钢直接合金化，完全替代