專利名稱：一種電渣鋼殘余鋁的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電渣重熔方法，尤其是涉及一種電渣鋼殘余鋁的控制方法。
背景技術(shù)：
鋁對蠕變強度和斷裂韌性的不良影響，使汽輪機轉(zhuǎn)子鋼、熱強鋼和高溫合金等對鋁含量有嚴格限制，一般不允許超過0.010%。鋁作為金屬材料中的一種殘余元素，其含量都超過0. 010%，大多在0. 035%左右。采用一般的電渣重熔技術(shù)，當自耗電極中的殘余鋁較低，重熔過程中即使不加入含鋁脫氧劑，由于熔渣中至少含有20%的A1203，金屬熔池也發(fā)生增鋁，即使在硅、錳等活性元素大量燒損的情況下也如此；當自耗電極中的鋁較高時，重熔過程中又不能將其降到0. 010%以下，即使提高重熔渣中FeO含量，鋁也不易氧化降低，反倒是硅、錳等合金元素的嚴重?zé)龘p以致脫格，氧含量上升，導(dǎo)致電渣鋼的冶金質(zhì)量不良。
中國專利公開號CN102407321A，
公開日2012年4月11日，公開了一種電渣重熔渣及其制備方法，該重熔渣的成分為CaO 30 35%，Al2O3 30 35%，CaF2 28 38%，MgOO. I 0. 5%,并滿足CaOAl2O3=O. 98 I. 02，SiO2 ( 0. 01%, P2O5 ( 0. 01%, S 彡 0. 01%, TC ( 0. 01%。其制造方法將石灰、氧化鋁氧粉、螢石和氧化鎂破碎至< 200目后，配料、混合均勻，然后在120(Tl500°C高溫下預(yù)溶，當渣料冷卻后，再加工成< 40mm的顆粒，不足之處是重熔渣系穩(wěn)定性差，重熔過程中金屬熔池易發(fā)生增鋁，電渣鋼中殘余鋁難以控制，電渣鋼質(zhì)量差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有的電渣重熔技術(shù)的重熔渣系穩(wěn)定性差，重熔過程中金屬熔池易發(fā)生增鋁，電渣鋼中殘余鋁難以控制，電渣鋼質(zhì)量差的不足，提供了一種重熔渣系穩(wěn)定性好，金屬熔池不易增鋁，電渣鋼中殘余鋁易于控制，電渣鋼質(zhì)量好的電渣鋼殘余鋁的控制方法。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下
一種電渣鋼殘余鋁的控制方法，以現(xiàn)有的電渣爐和電渣重熔工藝進行熔煉，重熔渣由下列組元按重量百分比組成CaO 28 40%，Al2O3 10 15%，MnO 0. 2 0. 5%, CaF2 15 25%，余量為Al2 (SiO3) 3，重熔過程中，通過重熔渣脫氧控制重熔渣中FeO的含量不大于0. 5%。控制重熔渣堿度及其組元的活度在合理的范圍內(nèi)，重熔渣物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，重熔渣系的穩(wěn)定性好；活性Al2O3的起始含量控制在適宜范圍，一方面不影響重熔渣的電導(dǎo)率，不增加重熔過程中的電耗，另一方面，降低了重熔渣和金屬熔池中的鋁的濃度梯度，避免了重熔過程中金屬熔池增鋁，降低了電渣鋼中的殘余鋁，重熔過程中，Al2 (SiO3) 3在高溫(1545°C以上)條件下間歇分解成Al2O3和SiO2,能彌補重熔渣中活性Al2O3的損耗，同時SiO2可以吸附電渣鋼中的雜質(zhì),重熔渣中添加MnO，可以彌補電渣鋼在金屬熔池中的錳的燒損；重熔渣中CaF2的用量控制在較低范圍，減少了重熔過程中有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生；重熔過程中添加脫氧劑，控制重熔渣中FeO的含量不大于0. 5%，提高了電渣鋼的產(chǎn)品質(zhì)量。作為優(yōu)選，重熔渣由下列組元按重量百分比組成CaO 32 35%，Al20312 13%，MnO0. 3^0. 4%, CaF2 20 22%，余量為Al2 (SiO3) 3。重熔渣各組元搭配合理，電渣鋼中殘余鋁控制在合理的水平，電渣鋼質(zhì)量穩(wěn)定。作為優(yōu)選，CaO采用活性冶金石灰，CaO純度彡96%，Al2O3采用白剛玉或鋁氧粉，MnO的純度彡98%，CaF2采用螢石。CaO、A1203、MnO、CaF2均采用高純的原料來作為重熔渣的組元，避免了外界雜質(zhì)對重熔過程的影響。作為優(yōu)選，采用Ca-Si合金或Mn-Ca合金作為脫氧劑，脫氧劑的用量為I. (T2. Okg/t電渣鋼，重熔過程中將脫氧劑采用機械加入方式連續(xù)均勻加入重熔渣中。采用Ca-Si或Mn-Ca合金作為脫氧劑，脫氧效率高，脫氧劑的使用量大大減少，降低了重熔過程的成本。本發(fā)明具有如下的有益效果
(I)本發(fā)明中的重熔渣系的組元搭配合理，重熔渣的熔點較低，重熔渣具有良好的冶金性質(zhì)和工藝性質(zhì)。
(2)本發(fā)明中重熔渣系的CaO含量高，可以充分去除電渣鋼中的雜質(zhì)含量；A1203的含量范圍控制合理，一方面不影響重熔渣的電導(dǎo)率，不增加重熔過程中的電耗，另一方面，降低了重熔渣和金屬熔池中的鋁的濃度梯度，避免了重熔過程中金屬熔池增鋁，電渣鋼中鋁的含量易于控制，電渣鋼產(chǎn)品質(zhì)量好。(3)本發(fā)明中的重熔渣系中CaF2的含量低，降低了重熔過程中有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生，減少了對環(huán)境的危害。(4)本發(fā)明在重熔過程中添加脫氧劑，控制重熔渣中FeO含量不大于0. 5%，提高了電渣鋼產(chǎn)品的質(zhì)量，脫氧劑采用Ca-Si合金或Mn-Ca合金，與現(xiàn)有的含Al的脫氧劑相比，脫氧效率高，脫氧劑用量省，降低了重熔過程的成本，同時避免了重熔過程中金屬熔池內(nèi)增鋁，電渣鋼中的鋁含量可以穩(wěn)定控制在合適范圍內(nèi)。
具體實施例方式下面通過具體實施例，對本發(fā)明做進一步的解釋說明。實施例一
采用本發(fā)明重熔10噸汽輪機轉(zhuǎn)子電渣鋼錠(30Cr2Ni4MoV)。自耗電極中的鋁含量為0.005%。重熔渣系的組成為CaO 32%, Al2O312%, MnO 0. 3%, CaF2 20%, Al2 (SiO3) 3 35. 7%, PJf述CaO采用活性冶金石灰，其中S含量彡0. 01%, CaO純度彡96%，Al2O3采用白剛玉，MnO的純度彡98%，CaF2采用螢石。渣料化清，渣深230mm，自耗電極直徑500mm，重熔過程中，渣溫為160(Tl680°C，用Mn-Ca合金作為脫氧劑(Mn-Ca合金來自市售)，用量為I. 5kg/噸電渣鋼，脫氧劑采用機械方式連續(xù)均勻加入，重熔渣中FeO含量控制在0. 3^0. 4%范圍內(nèi)。電渣鋼中Al含量為0. 005、. 007%, 0含量為18 20ppm，H含量為4ppm，硅、錳的燒損率分別為10. 2% 和 4. 5%o實施例二
采用本發(fā)明重熔15噸核電用電渣鋼錠(00Crl7Nil4Mo2)。自耗電極為高鋁自耗電極，其中鋁含量為0.04%。重熔渣系的組成為=CaO 28%，Al2O3 10%，MnO 0. 2%，CaF2 15%，余量為Al2 (SiO3) 3，所述CaO采用活性冶金石灰，其中S含量彡0. 01%, CaO純度彡96%, Al2O3采用鋁氧粉，MnO的純度彡98%，CaF2采用螢石。渣料化清，渣深250mm，自耗電極直徑620mm，重熔過程中，渣溫為160(Tl680°C，用Mn-Ca合金作為脫氧劑(Mn-Ca合金來自市售)，用量為Ikg/噸電渣鋼，脫氧劑采用機械方式連續(xù)均勻加入，重熔渣中FeO含量控制在0. 3^0. 4%范圍內(nèi)。電渣鋼中Al含量為0. 007^0. 008%，0含量為2(T23ppm，H含量為4ppm。硅、錳的燒損率分別為 10. 5% 和 5. 2%o實施例三
采用本發(fā)明重熔40噸軋輥鋼(70Cr3Mo)電渣錠，采用10根自耗電極，每根重4. 2噸，自耗電極的直徑為500mm，每根自耗電極的Al含量不同，Al含量范圍在0. 005、. 05%之間，重熔渣系的組成為CaO 35%，Al2O3 13%，MnO 0. 35%，CaF2 18%，余量為 Al2 (SiO3) 3，所述 CaO采用活性冶金石灰，其中S含量彡0. 01%, CaO純度彡96%，Al2O3采用白剛玉，MnO的純度彡98%，CaF2采用螢石。渣料化清，渣深300mm，重熔過程中渣溫為170(Tl75(TC，分別采用Mn-Ca合金和Ca-Si合金作為脫氧劑(Mn-Ca和Ca-Si合金來自市售)，各占二分之一個熔煉期，用量均為I. Okg/電渣鋼，脫氧劑采用機械方式連續(xù)均勻加入，重熔渣中FeO含量控制在0.3 0.5%范圍內(nèi)。電渣鋼中Al含量為0. 007 0. 008%，0含量為17 20ppm，H含量為4ppm，硅、錳的燒損率分別為9. 8%和4. 1%。實施例四
采用本發(fā)明重熔75噸高溫高壓容器用電渣鋼錠(2. 25Cr-lMo-0. 25V)。采用30根自耗電極，每根重2. 6噸，自耗電極的直徑為450mm，自耗電極中鋁含量為0.01-0. 032%，重熔渣系的組成為=CaO 40%，Al2O3 15%，MnO 0.5%，CaF2 25%，余量為 Al2 (SiO3) 3，所述 CaO 采用活性冶金石灰，其中S含量≤0. 01%, CaO純度≥96%，Al2O3采用鋁氧粉，MnO的純度≥98%，CaF2采用螢石。渣料化清渣深290mm，重熔過程中，渣溫為163(Tl700°C，用Ca-Si合金作為脫氧劑(Ca-Si合金來自市售)，用量為2. Okg/噸電渣鋼，脫氧劑采用機械方式連續(xù)均勻加入，重熔渣中FeO含量控制在0. 3^0. 4%范圍內(nèi)。電渣鋼中Al含量為0. 006、. 008%, 0含量為22 24ppm，H含量為4ppm，硅、錳的燒損率分別為10. 2%和4. 4%。
權(quán)利要求
1.一種電渣鋼殘余鋁的控制方法，以電渣爐和電渣重熔工藝進行熔煉，其特征在于，重熔渣由下列組元按重量百分比組成=CaO 28 40%，Al2O3 10 15%，MnO O. 2 O. 5%，CaF215 25%，余量為Al2 (SiO3) 3，重熔過程中，通過重熔渣脫氧控制重熔渣中FeO的含量不大于O. 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電渣鋼殘余鋁的控制方法，其特征在于，重熔渣由下列組元按重量百分比組成CaO 32 35%，Al20312 13%，MnO O. 3 O. 4%，CaF2 20 22%，余量為Al2(SiO3)3O
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種電渣鋼殘余鋁的控制方法，其特征在于，CaO采用活性冶金石灰，CaO純度彡96%, Al2O3采用白剛玉或鋁氧粉，MnO的純度彡98%，CaF2采用螢石。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種電渣鋼殘余鋁的控制方法，其特征在于，采用Ca-Si 合金或Mn-Ca合金作為脫氧劑，脫氧劑的用量為I. (Γ2. Okg/t重熔金屬，重熔過程中將脫氧劑采用機械加入方式連續(xù)均勻加入重熔渣中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電渣重熔技術(shù)，尤其是涉及一種電渣鋼中殘余鋁的控制方法，旨在克服現(xiàn)有的電渣重熔技術(shù)的重熔渣系穩(wěn)定性差，重熔過程中金屬熔池易發(fā)生增鋁，電渣鋼中殘余鋁難以控制，電渣鋼質(zhì)量差的不足，該電渣鋼殘余鋁的控制方法，以現(xiàn)有的電渣爐和電渣重熔工藝進行熔煉，重熔渣由下列組元按重量百分比組成CaO28~40%，Al2O310~15%，MnO0.2~0.5%，CaF215~25%，余量為Al2(SiO3)3，重熔過程中，通過重熔渣脫氧控制重熔渣中FeO的含量不大于0.5%。本發(fā)明具有重熔渣系穩(wěn)定性好，金屬熔池不易增鋁，電渣鋼中殘余鋁易于控制，電渣鋼質(zhì)量好的優(yōu)點。
文檔編號C22B9/18GK102796882SQ201210252479
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者向大林, 辜榮如 申請人:浙江電渣核材有限公司