控铝控钛无氧保护气氛电渣重熔方法与流程

本发明属于电渣重熔，具体涉及控铝控钛无氧保护气氛电渣重熔方法。

背景技术：

1、目前，国内保护气氛电渣炉，采用结晶器上直接加烟罩的方式，密封效果不好，无法做到将炉内o含量降低到0ppm，进行电渣重熔冶炼，攀长钢18t保护气氛只能将炉内o含量控制在2000ppm以下进行起弧造渣开始电渣重熔，攀钢研究院150公斤保护气氛电渣炉只能将炉内o含量控制在200ppm以下进行起弧造渣开始电渣重熔。有氧条件下冶炼不利于含al含ti的钢种生产，炉内o会通过炉仓-渣液-钢液，会使钢中易氧化元素al、ti出现烧损。

2、目前国内电渣锭生产厂家生产含al含ti的钢种一般会采用预熔渣生产，预熔渣在生产时通常直接加入，渣料中不可避免地存在一定量的h2o，造渣期将会放出氧进入钢液中，与含al、含ti的钢种中的al、ti反应，使钢中al、ti烧损。国内生产的预熔渣氧化物夹杂总量较高0.8～2％，德国瓦克公司生产的电渣炉渣氧化物夹杂总量0.8～1％，少数能到达0.7％，质量不稳定。氧化物夹杂如：feo、sio2等氧化物，这些氧化物也会进入钢液中，与含al含ti的钢中的al、ti反应，使钢中al、ti烧损；特别是在渣中有sio2存在的条件下，钢中al、ti会直接将渣中si还原到钢中，al、ti易氧化元素会以氧化物的形式进入渣中，进一步加大钢中al、ti易氧化元素的烧损。

3、目前，含al含ti的电渣钢锭，保护气氛电渣重熔冶炼后的al含量烧损量在20％以上水平，电渣锭上下部al含量偏差大。只能通过在保护气氛下电渣重熔时，加入脱氧剂如al粉、ca-si粉降低al、ti易氧化元素烧损。这种冶炼方法，虽然能降低al、ti易氧化元素烧损，但会将钢种夹杂物含量增高，实践表明，吨钢加入al脱氧剂达150g/t左右，电渣锭d细将增加0.5；ca-si粉按150g/t加入，脱氧效果不如al脱氧剂好，电渣锭夹杂物增加量更高。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术存在的缺陷，本发明通过将电渣炉炉内o含量控制到0ppm，采用低残余氧化物的炉渣，能够降低含al含ti的电渣锭中的al、ti烧损量，烧损量控制在8％以内，稳定控制电渣锭上下部al、ti含量的偏差量≤5％，保证了电渣锭中al、ti含量的均匀性。因未加入脱氧剂，不会增加或减少钢中夹杂物的产生。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了一种控铝控钛无氧保护气氛电渣重熔方法，所述方法包括如下技术方案：

3、①采用多功能保护气氛真空加压电渣炉生产，自耗电极、炉渣经预处理。

4、②电渣基本电制度为电压20～50v，电流700～4500a；根据冶炼钢种成分适量加入含tio2的导电渣引弧；引锭板采用与电渣锭同钢种引锭板，且用抛丸机或激光除锈机除锈。

5、③电渣重熔冶炼开始时，先冲入高纯氩气，开启氧气检测设备，将炉内氧减低至0ppm；炉内氧减低至0ppm后，开始起弧造渣，电压按20～46v，电流按700～2900a控制。

6、④造渣完毕后，炉内氧减再次到达0ppm(造渣时，渣料、自耗电极会产生分解氧)后，开始电渣精炼；电渣精炼期，电压按30～32v，电流按2400～2750a控制；补缩期，时间控制在5min内，电压不变，电流每分钟降低500～700a。

7、⑤停电模冷40～60min；出炉后，易裂钢或合金含量超20％以上电渣锭桶冷12～24h，其余钢种空冷。

8、上述技术方案中，进一步的，步骤①所述多功能保护气氛真空加压电渣炉具备同轴导电功能，具有上、下炉仓，能将结晶器放入下炉仓内，设置有啮齿装置和氧气检测仪器。使用多功能保护气氛真空加压电渣炉，其具有的同轴导电功能可以实现与炉内钢液运动相反的电磁搅拌，达到成分均匀的技术效果；其具有的上、下炉仓，以及设置专用啮齿装置进行密封，其密闭性好；将氩气作为保护气氛通入炉内排出炉内空气速度快，能将炉内氧气全部从炉内排除，氩气保护效果好，炉内氧能控制到0ppm。同时合理使用低残余氧化物含量sio2≤0.01％，feo≤0.003％的精炼渣冶炼，能够有效防止含al、含ti或同时含al、ti的电渣锭中al、ti等易氧化元素的大量烧损，烧损量能控制在≤8％以内，稳定控制电渣锭上下部al、ti含量的偏差量≤5％，保证了电渣锭中al、ti含量的均匀性。

9、进一步的，步骤①所述自耗电极可以是多种冶炼方式生产的坯料，如真空感应锭、连铸坯或模注坯等，规格∮100mm，生产锭型为∮150mm的电渣锭。

10、进一步的，步骤①所述自耗电极表面的feo先车削扒皮或以抛丸机抛丸除锈。

11、进一步的，步骤①所述炉渣采用精炼渣，其主要组成质量含量为caf2：65～70％，al2o3：25～30％，mgo：2～5％，sio2≤0.01％，feo≤0.003％，h2o≤0.5％，根据具体钢种适当调整tio2含量，减少caf2、al2o3含量；渣量为3～4kg/炉。

12、进一步的，所述精炼渣的冶炼方法：采用3吨普通常压电渣炉生产，炉渣重量为150kg/炉，冶炼电极采用fe-al电极；在冶炼过程中，先将caf2和al2o3分批加入炉内起弧造渣，待形成一定熔池后，再将mgo和tio2加入炉内造渣；加渣完毕后，开始加入al粉360～400g/5min，共计5～6.5kg；精炼时间70～80min。所述fe-al电极的al质量含量为4.5～5.5％，mn质量含量为0.3～0.5％，其余为fe。

13、进一步的，步骤①所述炉渣经烤红干燥，烘烤温度800～950℃，烘烤时间12h以上。

14、进一步的，步骤③所述高纯氩气的ar含量99.999％。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果：

16、本发明采用多功能保护气氛真空加压电渣炉，其具有的同轴导电功能可以实现与炉内钢液运动相反的电磁搅拌，达到使钢液成分均匀的技术效果；该特定设备可以将炉内氧控制到0ppm，合理使用低残余氧化物含量sio2≤0.01％，feo≤0.003％的精炼渣冶炼，能够有效防止含al含ti的电渣锭中al、ti易氧化元素的大量烧损，烧损量能控制在8％以内，稳定控制电渣锭上下部al、ti含量的偏差量≤5％，保证了电渣锭中al、ti含量的均匀性。

技术特征：

1.控铝控钛无氧保护气氛电渣重熔方法，其特征在于，所述方法包括如下技术方案：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤①所述多功能保护气氛真空加压电渣炉具备同轴导电功能，具有上、下炉仓，能将结晶器放入下炉仓内，设置有啮齿装置和氧气检测仪器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤①所述自耗电极是真空感应锭、连铸坯或模注坯，规格∮100mm，生产锭型为∮150mm的电渣锭。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤①所述自耗电极表面的feo先车削扒皮或以抛丸机抛丸除锈。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤①所述炉渣采用精炼渣，其主要组成质量含量为caf2：65～70％，al2o3：25～30％，mgo：2～5％，sio2≤0.01％，feo≤0.003％，h2o≤0.5％；渣量为3～4kg/炉。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述精炼渣的冶炼方法：采用3吨普通常压电渣炉生产，炉渣重量为150kg/炉，冶炼电极采用fe-al电极；在冶炼过程中，先将caf2和al2o3分批加入炉内起弧造渣，待形成一定熔池后，再将mgo和tio2加入炉内造渣；加渣完毕后，开始加入al粉360～400g/5min，共计5～6.5kg；精炼时间70～80min。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述fe-al电极的al含量为4.5～5.5％，mn含量为0.3～0.5％，其余为fe。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤①所述炉渣经烤红干燥，烘烤温度800～950℃，烘烤时间12h以上。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤③所述高纯氩气的ar含量99.999％。

技术总结本发明公开了控铝控钛无氧保护气氛电渣重熔方法，采用具有上下炉仓，专用啮齿装置密封，具有同轴导电功能的多功能保护气氛真空加压电渣炉，其密闭性好，充入氩气后，排出炉内空气速度快，氩气保护效果好；同轴导电可以实现与炉内钢液运动相反的电磁搅拌，达到成分均匀效果。采用此特定设备可以将氩气作为保护气氛通入炉内，炉内氧控制到0ppm，并合理使用低残余氧化物SiO2≤0.01％，FeO≤0.003％的精炼渣冶炼，能够有效防止含Al、含Ti或同时含Al、Ti的电渣锭中Al、Ti等易氧化元素的大量烧损，烧损量控制在≤8％以内，稳定控制电渣锭上下部Al、Ti含量的偏差量≤5％，保证了电渣锭中Al、Ti含量的均匀性。技术研发人员：李鑫,税烺,陈琦,黎颖受保护的技术使用者：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5