·126* 北京科技大学学报 2007年增刊1 EBT电炉的熔化过程与LF炉的还原过程分开在不 的成品钢. 同的容器中完成，功能专一、优势明显，但对于冶 炼Cl2型模具钢而言，困难在于大量的合金和本钢 Cr12型模具钢氧化法冶炼工艺实 种返回料如何加入.EBT电炉只能作为一个熔化废 践 钢和完成氧化去P、去气、去夹杂任务的容器，如 果在电炉加入铁合金或本钢种返回料，必然引起大 电炉氧化法冶炼CI2型模具钢试验在40t 量合金元素被氧化，造成去P困难，无法得到合格 EBT电炉上进行，2005年3月共冶炼3炉Cr12模 的成品钢：如果将铁合金和本钢种返回料加入钢包 具钢试验获得成功. 中，则造成钢水温度大幅降低，可能造成钢包底吹 主要原材料要求：采用普通废钢、生铁作炉料， Ar失败而无法精炼，也无法获得合格的钢锭，然而 铁合金和返回料要求成分稳定、块度均匀、干燥无 进一步分析电炉冶炼特点，通过电炉获得高碳低磷 油污，还原用电石和Fe-Si粉要求保持干燥. 高温的粗钢液（相当于原料钢）是可能的.如果将铁 从表1可以得出，氧化法治炼工艺的最大优点 合金和返回料分批次地加入钢包中，并通过LF精 在于缩短了电炉冶炼时间和电耗，其次是提高了合 炼炉的加热工位不断对钢液加热升温，使固态原料 金回收率.另外在消化本钢种返回料方面，亦有较 逐渐熔化，形成“升温→熔化一再升温一再熔化”的 大的灵活性，可保证本炉次钢锭在锻造生产时产生 冶炼过程，最终可获得成分、温度均匀，气体夹杂 的切头、切尾等返回料全部在下一炉冶炼时消化， 物含量低的合格钢水，经浇注成锭后可以获得合格 进一步节约合金用量. 表1Cl2钢不同冶炼工艺效果对比表 治炼 高铬用量 返回料用量 合格钢锭量 电炉治炼时间 精炼时间 治炼电耗 工艺 炉号 总量1t单耗1(kgt) 总耗/t单耗/(kgt) /t 1(分炉 1(分炉- /(kW-h) 返回吹氧法6炉平均8.90 200.1 8 179.8 44.488 425 0 1129” D05-328 7.45 170 91.3 43.824 132 143 628 D05-547 7.4 171.4 5.3 122.8 43.16 141 132 608, 氧化法 D05-770 7.15 163.2 9.68 220.9 43.824 126 121 642 平均 7.33 169.2 6.32 145 43.6 133 132 626 比较 -1.57 -30.9 -1.68 -34.8 -0.888 -292 +132 -503 注：包括治炼原料钢的治炼时间： ”包括治炼原料钢的电耗： “包括电炉精炼炉的治炼电耗. 3炉试验工艺生产的Cr12钢硬度值见表3. 5产品质量检测 表3氧化法冶炼Cr12钢材硬度值 化学成分检测：3炉氧化工艺生产的C12钢的 炉号 硬度值HB 硬度值HRC 化学成分见表2. D05-328 229 62-65 D05-547 223 61-64 表2氧化法生产C12化学成分（质量分数） % D05-770 235 62-66 炉号C Mn S P Si Cr Ni Cu D05-3282.090.130.0090.0230.2312.720.060.07 6 经济效益分析 D05-5472.100.160.0030.0200.2812.800.080.07 D05-7702.170.130.0010.0150.2112.280.090.09 氧化法冶炼C12型模具钢较之返回吹氧法有 明显的经济效益，从表1的数据可计算经济效益. 表2说明按该工艺生产，化学成分控制稳定， 按内部考核价计算： 命中率高，有利于保持产品质量的稳定性 电炉冶炼时间平均为160min,每炉钢产量 低倍检测：经检测3炉试验工艺生产的钢一般 44t,吨钢固定费用200元. 疏松、中心疏松和偏析情况，分别不大于1.0级、 高碳铬铁价格5556元/L,本钢返回料价格1600 0.5级、0.5级，完全符合产品质量标准要求. 元/L,普通炉料价格1000元/L. 硬度检测：对锻造后的成品钢材进行硬度检测， 经济效益计算如下：• 126 • 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 1 EBT 电炉的熔化过程与 LF 炉的还原过程分开在不 同的容器中完成，功能专一、优势明显，但对于冶 炼 Cr12 型模具钢而言，困难在于大量的合金和本钢 种返回料如何加入．EBT 电炉只能作为一个熔化废 钢和完成氧化去Ｐ、去气、去夹杂任务的容器，如 果在电炉加入铁合金或本钢种返回料，必然引起大 量合金元素被氧化，造成去Ｐ困难，无法得到合格 的成品钢；如果将铁合金和本钢种返回料加入钢包 中，则造成钢水温度大幅降低，可能造成钢包底吹 Ar 失败而无法精炼，也无法获得合格的钢锭，然而 进一步分析电炉冶炼特点，通过电炉获得高碳低磷 高温的粗钢液(相当于原料钢)是可能的．如果将铁 合金和返回料分批次地加入钢包中，并通过 LF 精 炼炉的加热工位不断对钢液加热升温，使固态原料 逐渐熔化，形成“升温→熔化→再升温→再熔化”的 冶炼过程，最终可获得成分、温度均匀，气体夹杂 物含量低的合格钢水，经浇注成锭后可以获得合格 的成品钢． 4 Cr12 型模具钢氧化法冶炼工艺实 践 电炉氧化法冶炼 Cr12 型模具钢试验在 40 t EBT 电炉上进行，2005 年 3 月共冶炼 3 炉 Cr12 模 具钢试验获得成功． 主要原材料要求：采用普通废钢、生铁作炉料， 铁合金和返回料要求成分稳定、块度均匀、干燥无 油污，还原用电石和 Fe−Si 粉要求保持干燥． 从表 1 可以得出，氧化法冶炼工艺的最大优点 在于缩短了电炉冶炼时间和电耗，其次是提高了合 金回收率．另外在消化本钢种返回料方面，亦有较 大的灵活性，可保证本炉次钢锭在锻造生产时产生 的切头、切尾等返回料全部在下一炉冶炼时消化， 进一步节约合金用量． 表 1 Cr12 钢不同冶炼工艺效果对比表 冶炼 高铬用量 返回料用量 工艺 炉号 总量 / t 单耗 / (kg⋅t −1 ) 总耗 / t 单耗 / (kg⋅t −1 ) 合格钢锭量 / t 电炉冶炼时间 / (分⋅炉−1 ) 精炼时间 / (分⋅炉−1 ) 冶炼电耗 / (kW·h) 返回吹氧法 6 炉平均 8.90 200.1 8 179.8 44.488 425* 0 1129** D05−328 7.45 170 4 91.3 43.824 132 143 628*** D05−547 7.4 171.4 5.3 122.8 43.16 141 132 608*** D05−770 7.15 163.2 9.68 220.9 43.824 126 121 642*** 氧化法 平均 7.33 169.2 6.32 145 43.6 133 132 626*** 比较 −1.57 −30.9 −1.68 −34.8 −0.888 −292 +132 −503 注：* 包括冶炼原料钢的冶炼时间；**包括冶炼原料钢的电耗；***包括电炉精炼炉的冶炼电耗． 5 产品质量检测 化学成分检测：3 炉氧化工艺生产的 Cr12 钢的 化学成分见表 2． 表 2 氧化法生产 Cr12 化学成分(质量分数) % 炉号 C Mn S P Si Cr Ni Cu D05−328 2.09 0.13 0.009 0.023 0.23 12.72 0.06 0.07 D05−547 2.10 0.16 0.003 0.020 0.28 12.80 0.08 0.07 D05−770 2.17 0.13 0.001 0.015 0.21 12.28 0.09 0.09 表 2 说明按该工艺生产，化学成分控制稳定， 命中率高，有利于保持产品质量的稳定性． 低倍检测：经检测 3 炉试验工艺生产的钢一般 疏松、中心疏松和偏析情况[6]，分别不大于 1.0 级、 0.5 级、0.5 级，完全符合产品质量标准要求． 硬度检测：对锻造后的成品钢材进行硬度检测， 3 炉试验工艺生产的 Cr12 钢硬度值见表 3． 表 3 氧化法冶炼 Cr12 钢材硬度值 炉号 硬度值 HB 硬度值 HRC D05−328 229 62~65 D05−547 223 61~64 D05−770 235 62~66 6 经济效益分析 氧化法冶炼 Cr12 型模具钢较之返回吹氧法有 明显的经济效益，从表 1 的数据可计算经济效益． 按内部考核价计算： 电炉冶炼时间平均为 160 min，每炉钢产量 44 t，吨钢固定费用 200 元． 高碳铬铁价格 5556 元/t，本钢返回料价格 1600 元/t，普通炉料价格 1000 元/t． 经济效益计算如下：