12铬2钼钨钒钛硼钢的氧气转炉冶炼法

摘要

本发明涉及一种合金钢特别是12Cr2MoWVTiB钢的氧气转炉冶炼法。首先，用氧气转炉熔炼钢水，除W外，其它合金成分按氧气转炉炼钢的常规合金加入方式进行控制，而将W的合金化全部放在出钢时在钢包内进行。本发明采用小粒度、与钢水同时投入、控制钢水出钢温度、热钢包、钢包底全过程吹氩等一系列手段，以利于FeW在钢包中快速熔化和均匀。本发明W合金化的收得率达90％，工艺操作简单、产量大、性能稳定、成本低，大大优于电炉冶炼。

说明书

本发明涉及一种合金钢的氧气转炉冶炼法，特别适用于12Cr₂MoWVTiB钢的冶炼。

12Cr₂MoWVTiB钢是一种高压锅炉管专用钢，用此钢轧制的管子用于锅炉的过热器及再热器段，工作温度达600～620℃，压力达14Mpa，60年代由我国开发成功，以替代以往的TP304不锈钢管。它的性能优秀，而价格却只有TP304的1/3，这对锅炉制造业来说是价廉物美，有利于降低锅炉的制造成本，市场一直是供不应求。由于这种钢含合金元素较多，且含量较高，特别是含有熔点很高的W元素，因此人们一直认为要用电炉来冶炼并且一直这样做着。电炉冶炼加FeW的方式一般是避开炉内氧化气氛在还原初期投入炉内，也可把FeW同废钢一起装入炉内，熔化完后加FeSi和CaC₂把被氧化的W从渣中还原到钢水中去，再扒渣造新的还原渣，这样W的回收率就很高并稳定。电炉冶炼的工艺、操作比较复杂，更主要的是产量小、性能波动范围大、成本高，已无法满足市场日益增长的需要。目前，由于一些人对W在氧气转炉内的冶金反应还没有深刻认识，而将把FeW与废钢一起放入氧气转炉内冶炼含W钢写进了部分教材书上，这从热力学分析和实践证明是行不通的。我们知道，氧气转炉的炉内一直是氧化性气氛，根据热力学分析，在高温下WO₃的生成自由能△G°大于FeO的△G°，即Fe先于W而氧化，但当有碱性造渣剂存在时，W就先于Fe而氧化，按2/3W+O₂+2/Cao＝2/3CaWO₄来进行。因此，若把FeW加在氧化转炉内来吹炼，则W将会大部分氧化，主要以CaWO₄形式存在于渣中而损失掉。上海宝山钢铁总厂曾2次将FeW与废钢一起投入到300吨氧气转炉中吹炼，结果W的回收率分别是13%和16%。

本发明的目的旨在根据现有技术中存在的问题对其进行改进，以得到一种新的12Cr₂MoWVTiB钢的冶炼方法，工艺、操作简单，产量大，性能稳定，成本低，以满足市场需求。

为实现上述目的，本发明提出的技术解决方案为：用氧气转炉熔炼钢水，除W外，其它合金成份按氧气转炉炼钢的常规合金加入方式进行控制，将W的合金化全部放在出钢时在钢包内进行。

进一步详述：在用氧气转炉熔炼钢水期间，除W外的其它合金成份按氧气转炉炼钢的常规合金加入方式进行控制，而将W的合金化全部放在出钢时在钢包内进行，即将粒度〈10mm含W60～80%的FeW按所需加入量投入正在倒入钢水的钢包内，在钢水全部倒入钢包之前全部投完，钢包底全过程吹氩。

更进一步详述：钢包在出钢前要烘烤至900℃以上;钢水出钢时温度要大于1650℃;在钢水倒入钢包内1/4时开始投入FeW，至3/4时全部投完。

把W的合金化放在出钢时在钢包内进行，是为了避开高氧化性氧气。钢包内合金化是最常用的手段，但FeW的熔点在2000℃以上且比重达16.4g/mm³，易沉底，很难熔化，因此现有技术中至多只是在钢包内进行W的微调。而本发明则采用小粒度、与钢水同时投入、控制钢水出钢温度、热钢包、钢包底全过程吹氩等一系列手段，目的是使FeW与钢水充分接触、混合，以利于FeW在钢包中快速熔化和均匀。本发明中W在钢包内合金化的收得率可达90%，并可一次命中，如有偏差，可在RH进行微调，还可用RH-OB来提高钢包内钢水温度。表1中列举了上海宝山钢铁总厂在300吨氧气转炉上冶炼的一炉12Cr₂MoWVTiB钢的成份分析，钢锭单重8.2吨，在钢包中投入W70AFeW1500kg，收得率89%，W的含量已合格，在RH补加FeW120kg，收得率89%，产品完全合格。用该炉钢送热连轧，管坯良好，成品热轧管性能良好。

用氧气转炉冶炼12Cr₂MoWVTiB钢，与电炉相比，工艺、操作简单，产量大而成本低，目前30吨电炉钢锭价6050元/吨，而300吨转炉钢锭价为2600元/吨，产品性能稳定，对以后的制管工艺非常有利。由于本发明无需特殊设备，可使许多有转炉无电炉的企业生产12Cr₂MoWVTiB钢，即满足了市场需求，又能为制造者和使用者带来巨大的经济效益。

表1>

元素CSiMnCrMoWVTiBSPCB53100.08/0.150.45/0.750.45/0.651.60/2.100.60/0.650.30/0.550.28/0.420.08/0.18≤0.008≤0.035≤0.035炉号1039280.100.620.481.740.510.400.330.100.00540.0080.012

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