高锰钢冶炼主要工艺的控制.docx

1、高锰钢是一种抗磨钢,具有良好的强度和韧性,并能在大冲击载荷作用下产生加工硬化,适用于强烈冲击载荷的工况。某厂高锰钢主要用于制造球磨机衬板、端衬、格子板、破碎机轧臼壁、电铲斗齿等矿山机械。多年来,依托技术人员的不懈努力研究和工人在生产实践中积累的经验,在高锰钢产品的生产中,已经形成了一套行之有效的生产工艺,尤其是在冶炼技术方面对主要工艺的严格控制已为同行所认可。本文介绍高锰钢冶炼工艺控制方面的生产经验,为提高高锰钢产品的冶金质量提供参考。1 冶炼生产条件本厂高锰钢冶炼在 3 t 电弧炉中进行,镁碳砖碱性炉衬,氧化剂是铁矿石,还原剂是碳化硅粒,造渣材料是生石灰、萤石、石灰石等。测温用快速热电偶,变

2、质剂采用 1#稀土合金,浇注采用 5 t 漏底包。2 冶炼主要工艺的控制磷的控制在高锰钢冶炼中降磷是技术重点之一,经试验总结出 3 种行之有效的操作方法。在高锰钢返回料中配入 20%的碳素废钢,使原材料的平均含磷量控制在 0.06%-0.07%,对冶炼过程控制磷不超标起到保障作用。在 熔 化 末 期 坚 持 流 渣 操 作,至 少 换 新 渣 三 次 以 上,可 降0.01%-0.03%的磷。氧化法冶炼在氧化前期,采用小块矿石浮在渣面上提高渣中氧化铁含量,去磷效果更明显。在还原期控制回磷。首先控制还原期温度不能偏高（1550）,另外在还原期使用优质、低磷中碳锰铁。锰碳比的控制锰碳比是高锰钢冶炼

3、过程的一项关键控制因素,针对特定工件,合理的锰碳比决定了该铸件韧性、耐磨性、强度、使用可靠性等性能。Mn/C10,使高锰钢的韧性降低,使用中易于产生断裂,严重影响选矿厂的正常生产。冶炼中 Mn/C10 的有效办法是严格控制还原期的增碳量,碳粉是传统的扩散脱氧剂,但 C 含量经常超标。为此,试验用碳化硅作为扩散脱氧剂,在保证还原期钢液质量的情况下,C 含量得到有效控制,Mn/C 一直稳定在10,使衬板质量得到稳定。还原期的控制高锰钢属高碳、高合金的特殊钢种,还原期的操作对铸件的成品率及使用性能有较大影响,如果还原不彻底,较轻的后果是使铸件在热节部位产生缩孔,降低铸件的力学性能,在使用中易于断裂。

4、严重的后果是使还原不良,出现涨钢,使整炉钢报废。还原期操作应注意以下几点。快速变渣，进入还原期前首先要彻底扒净氧化渣,因为经过氧化期,钢渣呈强氧化性,如果不扒净氧化渣,会使渣中大量 FeO 转入还原期,给还原期脱氧带来困难,不仅脱氧剂消耗量增加,而且影响变渣速度,延长还原期时间。还原期采用二步造渣操作方法,即除渣后先加入造渣总量的75%80%,并用大功率送电 10min,使炉渣和钢液有较高温度,加速还原反应,缩短变渣时间。渣面形成后,先进行预脱氧插铝,随即加入块状沉淀脱氧剂锰铁、硅铁。薄渣形成后,第一批加入扩散脱氧剂量要大,占总量的 2/3,硅铁粉占总量的 1/2,这时 必须调整好渣的碱度、流

5、动性,并加强搅拌。第二步造渣要求能较准确的控制渣量及流动性,调整完渣量后,加入第二批脱氧剂补充脱氧,这时炉渣应转变为白渣。还原期应采用大渣量。还原渣的主要作用是吸收钢液中的硫及脱氧产物等杂质,渣量大,炉渣还原情况稳定,钢的脱氧、脱硫效果好。另外炉渣也起着保护钢液的作用,防止钢液吸收气体。渣量大,出钢时渣能较好保护钢液同出,互相冲洗,进一步去硫并减少钢液二次氧化,净化钢液。渣量过少渣况不稳定,渣子忽黄忽灰,脱氧效果差,严重 时盖不住钢液面,特别是在推渣搅拌时更易暴露钢液面,这样使吸气增加,造成钢液在脱氧时再次氧化,延长了冶炼时间,且脱氧效果不佳。还原期要封闭好炉子并保持炉气的还原性气氛，还原期操

6、作要将炉子封闭好,目的是要使炉外空气不进入或少进入炉内,保护炉内有足够的还原气氛。如果炉外空气随意进入炉内,则炉内气体氧化性增加,使渣钢进一步氧化,降低了加入的还原剂的作用效率,造成变渣困难,同时还原气氛也不易保持。因此,在还原期应注意将炉子密封好，除分析、搅拌、测温等操作外,要关闭炉门。还原期进行到一定时间后,还原气氛减弱,炉内还原反应就不再进行。此外,炉外空气不断进入炉内,破坏了炉内还原气氛。要维持炉内气氛和炉渣的还原作用,就要不断地补加还原剂,即经常均匀地加入还原剂,但每次加入量不能过多,要根据渣况和冶炼钢种成分而定。为避免加还原 剂而使钢液增碳、增硅,甚至造成夹杂,加入还原剂后 出钢的时间不宜过短,防止钢液增碳、增硅。白渣脱氧应保持一定时间,并做到白渣下出钢。白渣脱氧是根据扩散脱氧原理进行的。其原理是:在一定的温度下,钢液和钢渣中氧的浓度比是一个常数,用还原剂将渣中氧还原,降低其浓度后,则钢液 中的氧就不断地向炉渣中扩散,从而达到脱掉钢中氧的目的。扩散脱氧的过程比较慢,需要有一定的时间。因此用白渣脱氧必须使钢液在白渣下保持一定时间，一般不小于 30min，使钢液中的氧充分扩散到