一种使用电化学脱氧的电渣重熔设备及电渣重熔方法与流程

文档序号:12168296阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种使用电化学脱氧的电渣重熔设备,所述电渣重熔设备包括结晶器(1)、自耗电极(2)、第一电源(3)和第二电源(4);其特征在于,所述结晶器(1)由结晶器单元(11)和还原层(12)组合而成;所述第一电源(3)与结晶器(1)和自耗电极(2)相连通;所述第二电源(4)的一端与还原层(12)相连通,另一端与电极(2)或结晶器(1)相连通;所述结晶器(1)上端设有用于容纳还原性气体的气体保护罩(5);所述自耗电极(2)位于气体保护罩(5)内;所述结晶器(1)的内底部形成含有钢锭的金属熔池层(13),所述金属熔池(13)的上部悬浮有液渣层(14);所述自耗电极(2)部分插入液渣层(14)内。

2.如权利要求1所述的使用电化学脱氧的电渣重熔设备,其特征在于,所述结晶器单元(11)和还原层(12)相互绝缘;所述还原层(12)主要由石墨组成。

3.如权利要求1所述的使用电化学脱氧的电渣重熔设备,其特征在于,所述还原层(12)主要由如下重量份数的组分组成:

石墨50-75 硅藻土10-12 聚甲基丙烯酸甲酯5-7.5

二氧化硅24-30 聚对苯二甲酸乙二醇酯5-7.5

环氧化甘油三酸酯3-5。

4.利用权利要求1所述的电渣重熔设备进行的电渣重熔方法,所述方法包括如下步骤:

步骤1:向结晶器(1)内注入液渣,将结晶器(1)、自耗电极(2)与第一电源(3)连通,形成回路,同时向气体保护罩(5)内不断通 入还原性气体;电渣重熔开始,插入液渣层(14)内的自耗电极(2)开始熔化,熔融金属汇聚成液态滴落,穿过液渣层(14),进入结晶器(1)底部形成金属熔池层(13),然后慢慢凝固形成钢锭;

步骤2:当液渣层(14)内的金属液上升至还原层(12)时,将还原层(12)与第二电源(4)接通,在电场的作用下驱动金属液中氧离子定向移动至还原层(12)表面,金属液中氧离子浓度降低迫使金属熔池层(13)钢锭表面的溶解氧向金属液移动,金属液开始脱氧;

步骤3:脱氧同时,将钢锭从结晶器(1)中抽出。

5.如权利要求4所述的电渣重熔方法,其特征在于,所述步骤2中,第二电源输出电压为10-20V;优选地,输出电流为10-25A,脉冲频率为1-5KHz。

6.如权利要求4所述的电渣重熔方法,其特征在于,所述步骤1中,第一电源的输出电压为35-55V;输出电流为(0.03-0.04)Sa,Sa表示自耗电极横截面积。

7.如权利要求4所述的电渣重熔方法,其特征在于,所述步骤1中通入的还原性气体为H2、CO或H2与CO的混合气体;优选地,通入的还原性气体为H2与CO的混合气体,所述H2和CO的体积比为0.1:3;通入还原性气体的速率为45L/min。

8.如权利要求4所述的电渣重熔方法,其特征在于,所述钢锭的抽出速率为8-11.5mm/min。

9.如权利要求4所述的电渣重熔方法,其特征在于,所述向结晶器(1)内注入液渣前还包括自耗电极的制备;所述自耗电极由重量份数为0-15份的钢铁、20-25份的铸铁、0-5份的铜合金、0-1份的钛合金和0-1份的铝组成;所述自耗电极的制备方法包括:将钢铁、铸铁、铜合 金、钛合金及铝经真空度为75Pa感应熔炼或采用转炉、真空钢包冶炼,在1320℃进行模铸或连铸,然后加热至1150℃锻造5-10h后,再将温度降至1050℃锻造2-3h,再降至900℃锻造1-2h,锻造成各处横截面均相等,锻造后经850℃保温5h,然后以15℃/分钟的速度降至720℃保温5小时,取出,表面进行打磨,去除氧化层,制得自耗电极,其长度为1000-1500mm,直径为结晶器内径的0.8-0.9倍。

10.如权利要求4所述的电渣重熔方法,其特征在于,所述方法还包括结晶器(1)的处理步骤;所述结晶器是由重量份数为50-55份的铜和40-50份的钢经焊接制备而成;所述处理步骤包括:将结晶器内表面打磨光滑,并在结晶器内均匀布设水道,通入冷却水,进水温度为25-30℃,出水温度不超过50℃。

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