一种制取钢锭控制成分均匀性的方法技术

一种制取钢锭控制成分均匀性的方法旨在解决将多炉成分有差异的自耗电极重熔成一根电渣锭的成分均匀性问题，从而可通过小炉子经济有效地获得高均匀性的大钢锭。本发明专利技术是通过电渣炉的各相分别使用认定的同一炉号的自耗电极，或经电极合理组配后使熔炼过程中金属熔池成分自始至终保持高度一致同时通过脱氧控制活性元素的烧损从而使电渣锭成分达到高度均匀的一种冶炼方法，通过批量生产实施应用取得了良好的效果。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电渣重熔的一般方法，是一种炼钢工艺技术，该技术旨在解决将多炉成分有差异的自耗电极重熔成一根电渣锭的成分均匀性问题，从而通过小炉子经济有效地获得高均匀性的大钢锭。大型电渣锭用以生产优质大锻件，由于电渣锭纯净度高，可使大锻件废品率减少到最低，大锻件通常是单件生产，一件价值数十万元乃至数百万元，废品率的稍微下降就会大大降低生产成本。由于电渣锭利用率高，生产一定重量的大锻件，所需钢锭吨位小，这就使厂房基础、车间规模、起重运输和后序加工设备容量大为减小。特别是采用将多炉熔炼的自耗电极重熔成一根电渣锭的工艺方法，还可节省建造大型炼钢设备的数以亿元计的巨额投资而直接利用原有小容量炼钢炉来生产大钢锭。对于获得单重百吨以上的相同重量的锻件，采用这种以小熔大的电渣重熔法来生产大钢锭的设备投资仅为传统法的10%。但是，这种钢锭的化学成分容易出现较严重的不均匀性，甚至在钢锭高度方向上的化学成分有可能出现不可接受的分段现象。这是因为各个炉号熔炼的自耗电极的化学成分不可能做到完全一致，甚至一些活性元素含量各炉之间还有较大的差异。电极尽管可以搭配使用，但搭配并不能完全解决问题，常常顾此失彼，比如，将就了C就顾不了Si，将就了Si就顾不了Mn，还有Cr、Ni、Mo、V等。此外，大型电渣重熔条件复杂多变，比如由于熔炼时间长，氧化气氛强，渣成分变化大等原因，随着重熔的进行，钢中的活性元素将发生严重烧损。因此，要通过以小熔大来生产优质大型电渣锭，必须得有可靠而完善的特殊技术来解决成分均匀性控制问题。英国专利GB1358776和日本特许出愿公开昭51-12284公开了一种制取大钢锭的分批电渣浇铸法。它是将钢水分批浇入高温熔渣复盖下的水冷模中以制取大钢锭。所需钢水可以是一炉多次熔炼，也可以是多炉交叉熔炼。这样，和以小熔大一样，通过以小浇大，用小容量的炼钢炉就可生产大型钢锭。大型钢锭需要量毕竟不多，通过这种方法制取大钢锭和小熔大法一样，大大节省了建造大型熔炼设备所需要的巨额投资。但是，它对炉料和熔炼工艺要求很严格，各炉炉料的熔炼工艺都必须彼此高度一致。显然，这是很难做到的。因此，可以认为，这种分批电渣浇铸法的成分均匀性问题仍未得到根本解决，所浇铸的大型钢锭必然会存在一定程度的成分不均匀，因各批钢水的成分差异在钢锭高度方向上也会出现成分分段现象。此外，用这种方法浇铸一根钢锭耗费时间很长，风险较大。比如浇铸一根200吨重的钢锭，第一批浇入约10吨钢水，待已凝固了一半以上才能浇入第二批钢水。如此多次反复，要浇入若干批钢水，每批的间隔时间为4～5小时。最后还需要较长的热封顶补缩时间。可想而知，浇成一根200吨的钢锭要很长时间。高温操作时间一长就有风险，冶金设备和浇铸系统的可靠性、浇铸间隔时间的掌握、钢水的及时供应和温度控制、熔炼和浇铸等全过程的组织调度都必须非常严格，否则，某一个环节出问题，就可能导致半途而废。一旦浇铸不成，将会造成重大经济损失。本专利技术的目的是提供一种方法来解决电渣重熔以小熔大的成分均匀性问题。本专利技术的目的是通过下述方法实现的将小炉子熔炼的多炉号的若干自耗电极重熔成一根电渣锭通常在多相(设为n相，n≥2)电渣炉中进行。所使用的电极炉号数与电渣炉的相数(n)一致;各炉电极的根数相同(设为m根)，m根据电渣锭重量而定。当双极串联每相使用两根电极时，电极炉数也可为2n，电极总数则为2m·n根。在重溶过程中，各相分别使用一个炉号的电极，双极串联电渣炉也可每相同时使用两个炉号的电极。任何一相的电极熔毕换电极时，始终换入各相自己所使用的那个(或两个)炉号的电极，直至所有电极用完达到预定的电渣锭重为止。当电极炉数不是电渣炉相数的1～2倍时，除了每相认定的炉号外，剩下的炉号的电极须在各相电极中均匀地穿插使用。重熔过程中，用Al、Ca-Si、Ca-Al至少一种进行脱氧，脱氧剂用量为0.8～2.0kg/t，使渣中△SiO2≤0.15Wt-%/h，△MnO≤0.05Wt-%/h。下面通过一些实施例对本专利技术作进一步详细的描述。实施例1在三相双极串联电渣炉中实施本专利技术生产的数十根电渣钢锭重为90-180吨不等。当熔炼180吨重的电渣锭时，使用6炉电极，每炉7根，每相各使用两炉电极，每次两炉各一根。重熔过程中，任何一相的电极每当熔毕时换入本相所使用的那两个炉号的一对电极，直至第七对电极。与此同时，用Al和Ca-Si脱氧，其用量为0.4-0.8Kg/t。渣中△SiO2为0.12-0.15Wt-%/h，△MnO为0.02-0.04Wt-%/h。6炉电极的成分差异为△C＝0.09Wt-%，△Si＝0.12Wt-%，△Mn＝0.13Wt-%，△Cr＝0.25Wt-%，△Mo＝0.13Wt-%，△V＝0.05Wt-%。而产品中的成分差异为△C＝0.03Wt-%，△Si＝0.02Wt-%，△Mn＝0.03Wt-%，△Cr＝0.04Wt-%，△Mo＝0.05Wt-%，△V＝0.02Wt-%。实施例2在上述电渣炉中用40炉电极重熔了10根电渣锭，每根工艺锭重为115-120吨。每根电渣锭由4炉电极重熔而成，其中一炉电极分配于A、B、C相中穿插使用。用Al脱氧，其用量为1.5～2.0kg/t。渣中△SiO2为0.08～0.1Wt-%/h，△MnO为0.01-0.03Wt-%/h。40炉电极的成分波动范围为△C＝0.12Wt-%，△Si＝0.18Wt-%，△Mn＝0.35Wt-%，△Cr＝1.47Wt%，△Mn＝0.34Wt-%;用以生产的10根百吨级电渣锭沿锭高方向上的成分分布每根都相当均匀△C＝0.02Wt-%，△Si、△Mn＝0.04Wt-%，△Cr、△Mo＝0.05Wt-%。本专利技术具有以下效果1、本专利技术在实施过程中，金属熔池成分自始至终相同，同时通过脱氧操作严格控制活性元素的烧损，加之凝固过程又在有利于消除偏析的强制冷却下进行，因此，这就从根本上解决了成分均匀性问题，尤其是决不可能在钢锭高度方向上出现成分不均匀的分段现象。本专利技术不仅可以使钢锭各部位成分达到高度均匀，而且它还能使钢锭与钢锭之间的各种成分保持一致。这就既为锻件各部位性能的均匀性，而且也为由若干大锻件组装而成的整套设备各个锻件性能的一致性创造了前提条件。因此，本专利技术对于重大型装备制造尤其具有重大意义。2、本专利技术对电极成分没有特殊要求，甚至可以使用部分成分高低脱格的电极。3、当电极炉数为电渣炉相数的1～2倍时，炼钢车间的电极生产和电渣车间的电极准备工作可以同步进行，因此本专利技术可以大大缩短生产周期，提高生产效率。4、本专利技术简便易行，实施应用的安全可靠性高，这对于大型钢锭的生产尤其具有重大意义。权利要求1.，它是一种将多炉熔炼的自耗电极在多相电渣炉中重熔成一根电渣锭的电渣重熔工艺技术，其特征是所使用的自耗电极的炉数与电渣炉的相数一致，各炉的电极根数相同，电极的总量即为电渣锭的重量；在重熔过程中，各相分别使用一个炉号的电极，任何一相的电极熔毕换电极时，始终换入各相自己所使用的那个炉号的电极，直至所有电极用完，达到电渣锭重量为止。2.，它是一种将多炉熔炼的自耗电极在多相电渣炉中重熔成一根电渣锭的电渣重熔工艺技术，其特征是当多相电渣炉为双极串联每相使用两根电极的情况下，自耗电极的炉数也可为电渣本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制取钢锭控制成分均匀性的方法，它是一种将多炉熔炼的自耗电极在多相电渣炉中重熔成一根电渣锭的电渣重熔工艺技术，其特征是所使用的自耗电极的炉数与电渣炉的相数一致，各炉的电极根数相同，电极的总量即为电渣锭的重量；在重熔过程中，各相分别使用一个炉号的电极，任何一相的电极熔毕换电极时，始终换入各相自己所使用的那个炉号的电极，直至所有电极用完，达到电渣锭重量为止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：向大林，朱孝渭，王克武，
申请(专利权)人：上海重型机器厂，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]