一種制取鋼錠控制成分均勻性的方法技術

一種制取鋼錠控制成分均勻性的方法旨在解決將多爐成分有差異的自耗電極重熔成一根電渣錠的成分均勻性問題，從而可通過小爐子經濟有效地獲得高均勻性的大鋼錠。本發明專利技術是通過電渣爐的各相分別使用認定的同一爐號的自耗電極，或經電極合理組配后使熔煉過程中金屬熔池成分自始至終保持高度一致同時通過脫氧控制活性元素的燒損從而使電渣錠成分達到高度均勻的一種冶煉方法，通過批量生產實施應用取得了良好的效果。（*該技術在2012年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及電渣重熔的一般方法，是一種煉鋼工藝技術，該技術旨在解決將多爐成分有差異的自耗電極重熔成一根電渣錠的成分均勻性問題，從而通過小爐子經濟有效地獲得高均勻性的大鋼錠。大型電渣錠用以生產優質大鍛件，由于電渣錠純凈度高，可使大鍛件廢品率減少到最低，大鍛件通常是單件生產，一件價值數十萬元乃至數百萬元，廢品率的稍微下降就會大大降低生產成本。由于電渣錠利用率高，生產一定重量的大鍛件，所需鋼錠噸位小，這就使廠房基礎、車間規模、起重運輸和后序加工設備容量大為減小。特別是采用將多爐熔煉的自耗電極重熔成一根電渣錠的工藝方法，還可節省建造大型煉鋼設備的數以億元計的巨額投資而直接利用原有小容量煉鋼爐來生產大鋼錠。對于獲得單重百噸以上的相同重量的鍛件，采用這種以小熔大的電渣重熔法來生產大鋼錠的設備投資僅為傳統法的10%。但是，這種鋼錠的化學成分容易出現較嚴重的不均勻性，甚至在鋼錠高度方向上的化學成分有可能出現不可接受的分段現象。這是因為各個爐號熔煉的自耗電極的化學成分不可能做到完全一致，甚至一些活性元素含量各爐之間還有較大的差異。電極盡管可以搭配使用，但搭配并不能完全解決問題，常常顧此失彼，比如，將就了C就顧不了Si，將就了Si就顧不了Mn，還有Cr、Ni、Mo、V等。此外，大型電渣重熔條件復雜多變，比如由于熔煉時間長，氧化氣氛強，渣成分變化大等原因，隨著重熔的進行，鋼中的活性元素將發生嚴重燒損。因此，要通過以小熔大來生產優質大型電渣錠，必須得有可靠而完善的特殊技術來解決成分均勻性控制問題。英國專利GB1358776和日本特許出愿公開昭51-12284公開了一種制取大鋼錠的分批電渣澆鑄法。它是將鋼水分批澆入高溫熔渣復蓋下的水冷模中以制取大鋼錠。所需鋼水可以是一爐多次熔煉，也可以是多爐交叉熔煉。這樣，和以小熔大一樣，通過以小澆大，用小容量的煉鋼爐就可生產大型鋼錠。大型鋼錠需要量畢竟不多，通過這種方法制取大鋼錠和小熔大法一樣，大大節省了建造大型熔煉設備所需要的巨額投資。但是，它對爐料和熔煉工藝要求很嚴格，各爐爐料的熔煉工藝都必須彼此高度一致。顯然，這是很難做到的。因此，可以認為，這種分批電渣澆鑄法的成分均勻性問題仍未得到根本解決，所澆鑄的大型鋼錠必然會存在一定程度的成分不均勻，因各批鋼水的成分差異在鋼錠高度方向上也會出現成分分段現象。此外，用這種方法澆鑄一根鋼錠耗費時間很長，風險較大。比如澆鑄一根200噸重的鋼錠，第一批澆入約10噸鋼水，待已凝固了一半以上才能澆入第二批鋼水。如此多次反復，要澆入若干批鋼水，每批的間隔時間為4～5小時。最后還需要較長的熱封頂補縮時間。可想而知，澆成一根200噸的鋼錠要很長時間。高溫操作時間一長就有風險，冶金設備和澆鑄系統的可靠性、澆鑄間隔時間的掌握、鋼水的及時供應和溫度控制、熔煉和澆鑄等全過程的組織調度都必須非常嚴格，否則，某一個環節出問題，就可能導致半途而廢。一旦澆鑄不成，將會造成重大經濟損失。本專利技術的目的是提供一種方法來解決電渣重熔以小熔大的成分均勻性問題。本專利技術的目的是通過下述方法實現的將小爐子熔煉的多爐號的若干自耗電極重熔成一根電渣錠通常在多相(設為n相，n≥2)電渣爐中進行。所使用的電極爐號數與電渣爐的相數(n)一致;各爐電極的根數相同(設為m根)，m根據電渣錠重量而定。當雙極串聯每相使用兩根電極時，電極爐數也可為2n，電極總數則為2m·n根。在重溶過程中，各相分別使用一個爐號的電極，雙極串聯電渣爐也可每相同時使用兩個爐號的電極。任何一相的電極熔畢換電極時，始終換入各相自己所使用的那個(或兩個)爐號的電極，直至所有電極用完達到預定的電渣錠重為止。當電極爐數不是電渣爐相數的1～2倍時，除了每相認定的爐號外，剩下的爐號的電極須在各相電極中均勻地穿插使用。重熔過程中，用Al、Ca-Si、Ca-Al至少一種進行脫氧，脫氧劑用量為0.8～2.0kg/t，使渣中△SiO2≤0.15Wt-%/h，△MnO≤0.05Wt-%/h。下面通過一些實施例對本專利技術作進一步詳細的描述。實施例1在三相雙極串聯電渣爐中實施本專利技術生產的數十根電渣鋼錠重為90-180噸不等。當熔煉180噸重的電渣錠時，使用6爐電極，每爐7根，每相各使用兩爐電極，每次兩爐各一根。重熔過程中，任何一相的電極每當熔畢時換入本相所使用的那兩個爐號的一對電極，直至第七對電極。與此同時，用Al和Ca-Si脫氧，其用量為0.4-0.8Kg/t。渣中△SiO2為0.12-0.15Wt-%/h，△MnO為0.02-0.04Wt-%/h。6爐電極的成分差異為△C＝0.09Wt-%，△Si＝0.12Wt-%，△Mn＝0.13Wt-%，△Cr＝0.25Wt-%，△Mo＝0.13Wt-%，△V＝0.05Wt-%。而產品中的成分差異為△C＝0.03Wt-%，△Si＝0.02Wt-%，△Mn＝0.03Wt-%，△Cr＝0.04Wt-%，△Mo＝0.05Wt-%，△V＝0.02Wt-%。實施例2在上述電渣爐中用40爐電極重熔了10根電渣錠，每根工藝錠重為115-120噸。每根電渣錠由4爐電極重熔而成，其中一爐電極分配于A、B、C相中穿插使用。用Al脫氧，其用量為1.5～2.0kg/t。渣中△SiO2為0.08～0.1Wt-%/h，△MnO為0.01-0.03Wt-%/h。40爐電極的成分波動范圍為△C＝0.12Wt-%，△Si＝0.18Wt-%，△Mn＝0.35Wt-%，△Cr＝1.47Wt%，△Mn＝0.34Wt-%;用以生產的10根百噸級電渣錠沿錠高方向上的成分分布每根都相當均勻△C＝0.02Wt-%，△Si、△Mn＝0.04Wt-%，△Cr、△Mo＝0.05Wt-%。本專利技術具有以下效果1、本專利技術在實施過程中，金屬熔池成分自始至終相同，同時通過脫氧操作嚴格控制活性元素的燒損，加之凝固過程又在有利于消除偏析的強制冷卻下進行，因此，這就從根本上解決了成分均勻性問題，尤其是決不可能在鋼錠高度方向上出現成分不均勻的分段現象。本專利技術不僅可以使鋼錠各部位成分達到高度均勻，而且它還能使鋼錠與鋼錠之間的各種成分保持一致。這就既為鍛件各部位性能的均勻性，而且也為由若干大鍛件組裝而成的整套設備各個鍛件性能的一致性創造了前提條件。因此，本專利技術對于重大型裝備制造尤其具有重大意義。2、本專利技術對電極成分沒有特殊要求，甚至可以使用部分成分高低脫格的電極。3、當電極爐數為電渣爐相數的1～2倍時，煉鋼車間的電極生產和電渣車間的電極準備工作可以同步進行，因此本專利技術可以大大縮短生產周期，提高生產效率。4、本專利技術簡便易行，實施應用的安全可靠性高，這對于大型鋼錠的生產尤其具有重大意義。權利要求1.，它是一種將多爐熔煉的自耗電極在多相電渣爐中重熔成一根電渣錠的電渣重熔工藝技術，其特征是所使用的自耗電極的爐數與電渣爐的相數一致，各爐的電極根數相同，電極的總量即為電渣錠的重量；在重熔過程中，各相分別使用一個爐號的電極，任何一相的電極熔畢換電極時，始終換入各相自己所使用的那個爐號的電極，直至所有電極用完，達到電渣錠重量為止。2.，它是一種將多爐熔煉的自耗電極在多相電渣爐中重熔成一根電渣錠的電渣重熔工藝技術，其特征是當多相電渣爐為雙極串聯每相使用兩根電極的情況下，自耗電極的爐數也可為電渣本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制取鋼錠控制成分均勻性的方法，它是一種將多爐熔煉的自耗電極在多相電渣爐中重熔成一根電渣錠的電渣重熔工藝技術，其特征是所使用的自耗電極的爐數與電渣爐的相數一致，各爐的電極根數相同，電極的總量即為電渣錠的重量；在重熔過程中，各相分別使用一個爐號的電極，任何一相的電極熔畢換電極時，始終換入各相自己所使用的那個爐號的電極，直至所有電極用完，達到電渣錠重量為止。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：向大林，朱孝渭，王克武，
申請(專利權)人：上海重型機器廠，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]