如何合理利用高速工具钢的返回料？

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：合理使用返回料，直接关系到高速工具钢的冶金质量、资源回收利用，以及降低生产成本等重要问题。由于高速工具钢返回料不适用于冶炼其他合金钢，因此将主要返回冶金厂。

高速工具钢返回料是重要的合金资源。合理使用返回料，直接关系到高速工具钢的冶金质量、资源回收利用，以及降低生产成本等重要问题。以下着重介绍如何合理使用返回料的技术要点。

1.高速工具钢返回料的特点

（1）合金元素含量高，易于回收利用高速工具钢中含有大量重要合金元素，如Cr、W、Mo、Co、V等，在钢中的含量（质量分数）为15%～36%。回收利用这些元素具有重大的意义。这些元素的稳定性好，不属于易氧化元素。即使形成氧化物，也较容易还原。这个特点为回收利用提供了便利。

（2）高速工具钢返回料的通用性强，使于利用不同钢系的化学成分中，有多个元素可以通用，如Cr、W、Mo、V等。配料时，可以相互适量搭配使用。这就为充分利用返回料和贵重合金元素创造了条件。

（3）高速工具钢的返回料的返回率高在冶金生产厂的返回料中，高速工具钢返回料比例在30%左右；在高速钢工具制造厂的返回料中，约占40%左右；用户使用刀具刃具的返回料，约占20%左右。总的返回率可能达到高速工具钢生产投料量的60%以上。由于高速工具钢返回料不适用于冶炼其他合金钢，因此将主要返回冶金厂。这就为高速工具钢的生产提供了充足的返回料资源。

（4）高速工具钢返回料中，钢号混杂难以分辨如果冶金厂、工具厂管理到位，这两类工厂产生的返回料质量应当是可靠的。问题产生在使用单位和收购站提供的废旧高速钢工具、部件、磨削粉料等。如何加工处理这类高速钢返回料，已成为新的课题。

2.高速工具钢返回料的分类

高速工具钢返回料，按照钢的生产、加工制造以及使用阶段产生的废料形态，可分为块状料和屑粉料两类。

（1）块状返回料块状返回料包括：冶金工厂的炼钢注余、中注管、汤道、锻轧切头切尾、废锭坯；工具厂的下料切头切尾、半成品废品等。这类返回料可以直接用于冶炼高速工具钢。

（2）粉屑返回料呈车屑和粉状的返回料包括：冶金厂的钢锭、钢坯、钢材表面，用砂轮磨修产生的砂轮粉；锻造、热轧、热处理等工序产生的氧化铁鳞等。工具厂车、磨、刨加工的钢屑和砂轮粉等。

粉屑返回料，必须专门处理后才能酌情利用。

3.高速工具钢粉屑返回料的处理方法

不同形态的粉屑返回料，可参照下列方法进行处理。

（1）高速工具钢氧化铁鳞的处理高速工具钢中，由于含铬量仅4%～5%（质量分数，下同），钢锭锻轧和热处理过程中会产生大约3%左右的氧化铁鳞，其中主要含有Cr₂ O₃、V₂ O₅、WO₃、MoO₃、Fe₂O₃等氧化物。这些氧化物用Si、Al可将其还原。

处理方法如下：首先将氧化铁鳞清洗、高温烘烤脱脂后，同碳素钢废料配料在中频感应炉内熔化，用铝粉或硅钙粉对熔渣进行还原。渣中Cr、W、Mo、V被还原溶入钢液。出钢浇注成钢锭，分析化学成分合格后，可作为冶炼高速工具钢的原料使用。

（2）高速钢磨屑料的处理冶金厂高速钢钢锭、钢坯、钢材表面修磨时，以及工具厂对刀具、刃具进行磨削加工时，都会产生磨屑粉。其中除含有金属氧化物外，还含有砂轮材料SiC、Al₂O₃等。这种磨屑粉料尚无很好的处理方法。

下面介绍高速钢磨屑直接还原法：

1）直接还原法处理高速钢磨屑概况。将磨屑首先通过磁选，分离掉非磁性杂物。然后将磨屑与煤粉混合，装入耐火材料制成的罐中，在倒焰炉内加热至高温，使磨屑中的氧化物还原、烧结形成料块。第二步取出含有合金元素的烧结料块（还原铁），分析化学成分合格后，作为冶炼用原料，称为合金还原铁。

2）用合金还原铁冶炼W4Mo3Cr4VRE模具钢。利用合金还原铁，配入高速工具钢车屑，用中频感应炉冶炼，浇注成自耗电极，经电渣重熔，生产出两种模具钢。

合金还原铁、高速钢车屑及冶炼成品钢的化学成分列于表10-23。

感应炉冶炼配料由20%的合金还原铁与80%高速钢车屑组成。冶炼过程中金属料的回收率为85%。成品钢用于耐火材料压制用模具。该钢经1180℃淬火和二次560℃回火后，硬度66HRC，达到了模具使用性能的要求。

表10-23 合金还原铁、高速钢车屑及冶炼成品钢的化学成分

如何合理利用高速工具钢的返回料？

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