CN102277501A - 含钛合金钢电渣重熔工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含钛合金钢电渣重熔工艺，包括工序：a、制备自耗电极；b、电渣准备；c、电渣造渣；d、电渣重熔；在所述工序c电渣造渣过程中，先将渣料总量的三分之一加入结晶器中造渣，剩余渣料混入适量包括Al粉和FeTi粉的混合物后再加入结晶器造渣。本发明含钛合金钢电渣重熔工艺，不需要专门的渣料提纯工艺，减少了渣料提纯设备投入，并缩短了工艺流程，可很大的降低生产成本；本工艺通过向渣池中加入Al粉、FeTi粉和CaF2粉的混合物，可防熔渣中的不稳定氧化物产生的氧进入渣池及熔池中，将钢中的元素氧化，避免了钢中Ti元素的大量、不确定氧化烧损，使通过本工艺生产获得的含钛合金钢的Ti元素含量准确的达到标准要求，保证了含钛合金钢的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种炼钢工艺，特别涉及一种含钛合金钢的冶炼工艺。
背景技术
电渣重熔是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法，其主要目的是提纯金属并获得结晶组织均匀致密的钢锭。通过电渣重熔获得含钛合金钢过程中，由于Ti是高活性、易氧化元素，对如何防止活泼元素在电渣过程中被氧化烧损，一直是电渣重熔的重要冶金课题。
在电渣重熔过程中，氧是通过下述途径进入渣池及熔池，氧化烧损Ti，影响钢中Ti的含量变化：
1、自耗电极坯料（母材）中溶解的氧，以及钢中含有的不稳定氧化物，在电渣重熔过程中高温时，分解释放出的氧。
2、电渣重熔所使用渣料中的不稳定氧化物FeO、MnO、SiO2、Cr2O3等所含的氧。
3、电极及引锭板表面氧化皮带入渣中的氧。
4、渣中变价氧化物传递供氧作用，如渣中Fe、Mn、Cr等低价氧化物，在渣池表面吸收大气中的氧，形成高价氧化物。这些元素的高价氧化物在渣池和金属熔池界面放出氧，变成低价氧化物，氧从而进入钢中，这一反应是一个循环过程。如以Fe的氧化物为例，其化学反应式为：
2（FeO）+1/2O2→(Fe2O3)，
(Fe2 O3)+Fe→3(FeO)，
(FeO)→Fe+O。
通过以上途径进入钢液中的氧将钢中易氧化元属Ti氧化，引起Ti元素的烧损，其反应式为：[Ti]+2[O]＝TiO2。
并且现有技术中，电渣重熔含易烧损元素（Al、Ti、B及稀土等）的品种时，为了减少钢中易氧化元素的烧损，渣料都需要预先进行提纯以去除其中的不稳定氧化物。但渣料提纯需要专用设备，同时专门对渣料提纯又需耗费大量人力、物力和时间，增加了生产成本。
因此需要创造一种无需预先提纯渣料、又能避免在冶炼过程中氧化Ti元素，既能降低生产成本、又能提高含钛合金钢质量的电渣重熔工艺。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种含钛合金钢电渣重熔工艺，其无需预先提纯渣料、又能避免在冶炼过程中氧化Ti元素，既能简化工艺、降低生产成本、又能提高含钛合金钢质量。本工艺的具体方案为：
本发明含钛合金钢电渣重熔工艺，包括以下工序：
a、制备自耗电极；
b、电渣准备；
c、电渣造渣；
d、电渣重熔；
在所述工序c电渣造渣过程中，先将渣料总量的三分之一加入结晶器中造渣，剩余渣料混入适量包括Al粉和FeTi粉的混合物后再加入结晶器造渣。
进一步，在所述工序d电渣重熔过程中，以间隔≤2.5分钟加一次的方式向渣池中加入适量的包括Al粉和FeTi粉的混合物；
进一步，所述工序c或工序d中的混合物还包括适量的CaF2粉；
进一步，所述工序a制备自耗电极过程中，自耗电极是采用EAF+LF+VD的三联工艺制得；
在EAF工序中：保证钢水脱C量≥0.40%，并将氧化渣去除干净，在炉渣白、流动性良好状态下出炉；
在LF工序中：对钢水进行充分的还原脱氧处理，在此过程中白渣保持时间≥30分钟；
在VD工序中：保证钢包极限真空度≤0.5托、并且真空度持续时间≥15分钟，然后软吹Ar≥5分钟，在保证钢液充分镇静后再进行浇注。
进一步，所述工序b电渣准备包括工序：1、将自耗电极和假电极焊接制成使用状态电极；2、按工艺要求称量、烘烤渣料；3、砂磨引锭板去除其表面的氧化皮；
进一步，在工序a和d之间还设置有工序a1，去除自耗电极的氧化皮；
进一步，还包括工序e，对步骤d电渣重熔中获得的钢锭进行退火处理。
本发明的有益效果：本发明含钛合金钢电渣重熔工艺，不需要专门的渣料提纯工艺，减少了渣料提纯设备投入，并缩短了工艺流程，可很大的降低生产成本；本工艺在电渣造渣和电渣重熔过程中，通过向渣池中加入Al粉、FeTi粉和CaF2粉的混合物，可防止大气中的氧进入渣池及熔池，避免大气中的氧、及熔渣中的氧化物通过置换反应产生的氧将钢中的Ti元素氧化，避免了钢中Ti元素的大量、不确定氧化烧损，使通过本工艺生产获得的含钛合金钢的Ti元素含量准确的达到标准要求，保证了含钛合金钢的质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明含钛合金钢电渣重熔工艺流程图。
具体实施方式
图1为本发明含钛合金钢电渣重熔工艺流程图。
如图所示，本实施例含钛合金钢电渣重熔工艺，包括以下工序：
a、制备自耗电极；
b、电渣准备；
c、电渣造渣；
d、电渣重熔；
在所述工序c电渣造渣过程中，先将渣料总量的三分之一加入结晶器中造渣，剩余渣料混入适量包括Al粉和FeTi粉的混合物后再加入结晶器造渣。在具体实施中，剩余渣料、Al粉和FeTi粉的比例关系需要根据不同的含钛合金钢具体调节，才能获得最好的保护效果，以确保Ti元素不被大量氧化烧损。
本工艺在电渣造渣过程中，通过向渣料中混合加入Al粉和FeTi粉，对渣料进行深度预脱氧，可大大的抑制钢中Ti元素的氧化烧损（特别是在电渣重熔初期抑制Ti元素被氧化烧损的效果更明显）。因此，采用本工艺不需要再对渣料进行单独的提纯处理，减少了渣料提纯所需要的设备投入，并可缩短了工艺流程，可很大的降低生产成本。并且可保证含钛合金钢中的Ti元素符合标准要求，保证含钛合金钢的质量要求。
作为对本实施方案的改进，在所述工序d电渣重熔过程中，以间隔2.5分钟加一次的方式向结晶器中加入适量的包括Al粉和FeTi粉的混合物；加入Al粉和FeTi粉可防止电渣重熔过程FeO和空气中的氧不断进入渣中，保证渣池及熔池中氧含量尽量低，尽量避免产生二次氧化，可进一步保证钢液中Ti元素不被氧化烧损；当然在具体操作中，也可以间隔＜2.5分钟加一次的方式向结晶器中加入适量的包括Al粉和FeTi粉的混合物，如以间隔2分钟加一次的方式、间隔1.5分钟加一次的方式、间隔1分钟加一次的方式、间隔0.5分钟加一次的方式或连续加入的方式向结晶器中加入适量的包括Al粉和FeTi粉的混合物，每次加入混合物分量可根据添加频率调节，频率越高，每次加入量越少。
作为对本实施方案的改进，所述工序c或工序d中的混合物还包括适量的CaF2粉，大量Al粉的加入会使渣料的成分发生变化，加入CaF2粉可构成CaF2-Al2O3-TiO2系平衡渣，可保证渣料成分在低熔共晶点上，并通过渣中的TiO2抑制钢液中Ti元素的氧化烧损，CaF2粉的添加量需根据加入的Al粉量具体调节。
作为对本实施方案的改进，所述工序a制备自耗电极过程中，自耗电极是采用EAF+LF+VD的三联工艺制得；
在EAF工序中：保证钢水脱C量≥0.40%，并将氧化渣去除干净，在炉渣白、流动性良好状态下出炉；
在LF工序中：对钢水进行充分的还原脱氧处理，在此过程中白渣保持时间≥30分钟；
在VD工序中：保证钢包极限真空度≤0.5托、并且真空度持续时间≥15分钟，然后软吹Ar≥5分钟，在保证钢液充分镇静后再进行浇注。
通过本工序制造出的自耗电极，其各成分均能达到要求，便于后续电渣重熔过程操作，保证含钛合金钢各成分均达到要求。
作为对本实施方案的改进，所述工序b电渣准备包括工序：1、将自耗电极和假电极焊接制成使用状态电极；2、按工艺要求称量、烘烤渣料；3、砂磨引锭板去除其表面的氧化皮。自耗电极在电渣重熔中熔入结晶器中，只有少部分与普通钢接触的部分不被熔掉，可最大限度的提高自耗电极的利用率；在称量渣料过程中，渣料分量要根据自耗电极分量和自耗电极种类合理匹配；砂磨引锭板可避免其表面的氧化物对钢液成分造成影响。
作为对本实施方案的改进，在工序a和d之间还设置有工序a1，去除自耗电极的氧化皮，可消除氧化皮对钢液成分的影响。
作为对本实施方案的改进，还包括工序e，对步骤d电渣重熔中获得的钢锭进行退火处理，可消除钢锭应力。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种含钛合金钢电渣重熔工艺，包括以下工序：
a、制备自耗电极；
b、电渣准备；
c、电渣造渣；
d、电渣重熔；
其特征在于：在所述工序c电渣造渣过程中，先将渣料总量的三分之一加入结晶器中造渣，剩余渣料混入适量包括Al粉和FeTi粉的混合物后再加入结晶器造渣。
2.根据权利要求1所述的含钛合金钢电渣重熔工艺，其特征在于：在所述工序d电渣重熔过程中，以间隔≤2.5分钟加一次的方式向渣池中加入适量的包括Al粉和FeTi粉的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的含钛合金钢电渣重熔工艺，其特征在于：所述工序c或工序d中的混合物还包括适量的CaF2粉。
4.根据权利要求1所述的含钛合金钢电渣重熔工艺，其特征在于：所述工序a制备自耗电极过程中，自耗电极是采用EAF+LF+VD的三联工艺制得；
在EAF工序中：保证钢水脱C量≥0.40%，并将氧化渣去除干净，在炉渣白、流动性良好状态下出炉；
在LF工序中：对钢水进行充分的还原脱氧处理，在此过程中白渣保持时间≥30分钟；
在VD工序中：保证钢包极限真空度≤0.5托、并且真空度持续时间≥15分钟，然后软吹Ar≥5分钟，在保证钢液充分镇静后再进行浇注。
5.根据权利要求1所述的含钛合金钢电渣重熔工艺，其特征在于：所述工序b电渣准备包括工序：1、将自耗电极和假电极焊接制成使用状态电极；2、按工艺要求称量、烘烤渣料；3、砂磨引锭板去除其表面的氧化皮。
6.根据权利要求1所述的含钛合金钢电渣重熔工艺，其特征在于：在工序a和d之间还设置有工序a1，去除自耗电极的氧化皮。
7.根据权利要求1所述的含钛合金钢电渣重熔工艺，其特征在于：还包括工序e，对步骤d电渣重熔中获得的钢锭进行退火处理。
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