柯飞飞
天津重型装备工程研究有限公司，天津 300457
摘 要：在电炉粗炼钢水阶段，分批次加入氧化钼以代替钼铁进行合金化。工业试验证明，合理的工艺技术手段，氧化钼平均收得率在95%以上，有效降低了钢水合金化成本，并提高LF炉的精炼效率。
关键词：氧化钼；钼铁；电炉
1 前言
在过去的炼钢工艺中，对于钢水中合金Mo的调整，一般都采用钼铁进行成分的调整，即：首先将钼的氧化物（MoO3）冶炼成铁合金（钼铁），然后在炼钢过程（电炉或精炼炉）加入到钢液中从而实现钼的合金化。而采用氧化钼直接合金化工艺，即在炼钢过程（一般指电炉工序），直接将氧化钼加入到钢液中进行还原反应实现合金化，省去了钼铁的生产工序，节省能源，且电炉内氧化钼还原具有优良的热力学与动力学条件，合适的冶炼工艺还可以提高钼元素的回收率，从而降低成本，提高钼钢冶炼的经济效益。从文献资料可知，氧化钼直接还原合金化技术在炼钢生产中已经逐步推广应用，其中包括大连特钢、重庆特钢及上钢五厂等，主要用于高钼的高速钢或模具钢，如W9Mo3Cr4V、5CrMnMo 等。
中国一重以大型铸锻件产品为主，其含钼较高的钢种主要有加氢、30Cr1Mo1V、YB-70、YB-75等，钼含量基本在0.80%～1.20%之间，由于氧化钼与钼铁在理化性质上存在差异，在考虑合金价格的同时，还必须综合分析二者在电炉、精炼过程中的生产工艺、收得率，在同等冶炼条件下进行相关含钼钢种的工业试验后，方能得出取代后的具体经济效益和质量影响。因此，结合外厂使用氧化钼的经验，制定电炉使用氧化钼合金化试验方案，以便充分掌握[Mo]的收得率及其对冶炼过程的工艺操作的具体影响。
2 工业试验方案
2.1试验目的
获得同等冶炼条件下，电炉使用氧化钼与钼铁的元素[Mo]收得率。
2.2 试验钢种
为准确获得合金[Mo]元素的收得率，要求试验钢种成品规格[Mo]≥0.90%，电炉出炉[Mo]达到规格中下限，可选加氢、30Cr1Mo1V和YB-75等。单炉试验，为保证试验数据的有效性，钢水量原则上越大越好。
2.3 合金检验
试验所用钼铁、氧化钼使用前必须进行化学成分复检，并在电炉冶炼开始前将复验单送至炉台。试验所用氧化钼及钼铁化学成分表1、表2所示。
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2.4 炉料备料
根据所选试验钢种，按基本工艺要求进行备料，但必须保证熔清后[Mo]不大于0.30%；按试验方案要求，将所需氧化钼及钼铁称量后提前送至炉台。
2.5试验过程
炉料完全化清，继续给电5min待成分均匀后再取样，化清样[Mo]最好不大于0.30%；第一次按[Mo]=0.30%加入氧化钼，给电后5min、10min、15min各取一个样，一起分析报出，[Mo]成分数值稳定后再计算氧化钼收得率。第二次按[Mo]=0.30%加入钼铁，给电后5min、10min、15min各取一个样，一起分析报出，[Mo]成分数值稳定后再计算钼铁收得率。氧化钼加入电炉后，在取样之前，操作上小电流给电，喷吹适量碳粉，不吹氧，不流渣，以减少氧化钼的挥发和流失。根据试验钢种[Mo]的规格要求及熔清后的[Mo]含量，可适当提高每次合金化[Mo]的调整量。
3 工业试验结果
在80吨电炉进行第一次氧化钼合金化试验，试验钢种30Cr1Mo1V，电炉装料量86吨，出钢量77吨。试验所得数据对比如下表3：
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4 分析及结论
（1）两次试验表明，氧化钼的收得率超过95%，较钼铁占优，且从现场试验过程发现，采用氧化钼冶炼，电炉不存在氧化沸腾情况，冶炼过程平稳，对生产无明显不利影响。随后又在小锭型的YB-75上进行试验，前后约10支钢锭，氧化钼的合金收得率都稳定在95%以上。
（2）目前60%钼铁市场价格在150000元左右，而采用氧化钼进行合金化操作，与同样钼基数的钼铁相比，平均每吨节约采购成本8000元，考虑到氧化钼的合金收得率比钼铁要高出8%左右，因此，在电炉阶段，钢水中每添加1吨的钼，采用氧化钼进行合金化操作要比钼铁节约成本30000-40000元，具有积极的经济效益。
（3）由于氧化钼是以MoO3形式存在，若在精炼炉添加会破坏炉渣的还原性，从而污染钢液，因此仅在电炉初炼钢水阶段使用，目前精炼阶段钼的成分调整仍采用钼铁。
参考文献：
［１］ 李正邦．矿物直接合金化冶炼合金钢：理论与实践［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００７．
［２］ 陈福兴，丁前盛．氧化钼烧结块直接合金化生产钼钢［Ｊ］．上海金属，１９９０，１２（３），３２．