一种含CaO渣系生产低氢含量电渣钢的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电渣重熔技术领域，具体涉及一种含有CaO渣系生产低氢电渣钢的方 法。
【背景技术】
[0002] 电渣重熔在解决钢锭的纯净度和结晶两大冶金质量问题上独具优势，但很少发 现氢从重熔金属中去除，相反地，电渣重熔不但不能有效地去除氢，而且还存在着增氢现 象，特别是对于大型铸锭，这一现象更加严重。众所周知，氢含量偏高则显著降低钢的力学 性能，尤其是降低钢的塑性和韧性，破坏了钢的连续性，在钢中起内部缺口的作用。由于 石灰的钙离子位于氧离子的八面体空隙中，而其晶格常数较大，为〇.4797nm，而密度仅为 3. 32g/cm3,相对较小，晶格结构较为疏松，不稳定，易水化。因此含CaO的渣系在电渣重熔 过程很容易增氢。有研究表明：随渣中CaO含量增加，电渣钢的氢含量也呈增加趋势。
[0003] 现有氢含量控制技术主要有以下的方法：（1)控制电渣重熔过程中所使用的原 料，包括自耗电极和重熔渣料中所含有的水份和水合物；（2)降低熔渣对水份的渗透能力， 采用低渗透性渣系；（3)将外界气体与炉气隔离。从现有技术看，能同时满足以上条件者首 推真空电渣炉，但是众所周知，真空电渣炉的生产成本远高于常压电渣炉，即便是采用真空 电渣重熔，也未见电渣钢的氢含量小于1XΚΓ6的报道。
[0004] 因此，为了降低钢铁成品的成本，通过优化常规工艺来获得高质量钢是各钢企研 究的方向。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种在常压条件下（非真空状态）用CaO渣系 生产低氢含量电渣钢的方法。
[0006] 本发明一种含有CaO渣系生产低氢含量电渣钢的方法，包括以下步骤：
[0007] a、确定渣量：电渣钢锭锭型为Φ390~Φ500mm，渣量控制在43~95Kg/炉；
[0008] b、渣料预熔：先加渣熔化CaF2，加渣速度3~4Kg/min;再加入A1203，加渣速度4~ 5Kg/min;最后加入CaO和MgO,加渣速度4~5Kg/min;待几种渣料完全熔化并保温30min 后进行电渣重恪；
[0009] c、钢锭缓冷：待b步骤电渣重熔结束后，将电渣锭迅速移进预先挖好的砂坑并填 埋密实，利用电渣钢锭的余热保温缓冷，待钢锭温度< 150°C，出坑；
[0010] d、钢锭去氢退火：将C步骤缓冷后的电渣钢锭在670~690°C炉内保温30~40h， 待钢锭温度< 250°C，出炉，即得。
[0011] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种含有CaO渣系生产低氢含量电 渣钢的方法，其中a步骤中电渣钢锭锭型为Φ390mm，渣量优选控制在43~45Kg/炉；电渣 钢锭锭型为Φ450mm，渣量优选控制在67~70Kg/炉；电渣钢锭锭型为Φ500mm，渣量优选 控制在90~95Kg/炉。
[0012] 上述所述一种含有CaO渣系生产低氢含量电渣钢的方法，其中c步骤中填砂厚度 多 200mm〇
[0013] 上述所述一种含有CaO渣系生产低氢含量电渣钢的方法，其中c步骤中缓冷过程 冷却速率为：〇~12h内，电渣锭的平均冷却速度< 70°C/h;12~24h内，电渣锭的平均冷 却速度< 50°C/h;24h之后，电渣锭的平均冷却速度< 30°C/h。
[0014] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种含有CaO渣系生产低氢含量电 渣钢的方法，其中c步骤中缓冷过程冷却速率为：0~12h内，电渣锭的平均冷却速度优选 60~70°C/h;12~24h内，电渣锭的平均冷却速度优选45~50°C/h;24h之后，电渣锭的 平均冷却速度优选25~30°C/h。
[0015] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种含有CaO渣系生产低氢含量电 渣钢的方法，其中d步骤中电渣钢锭锭型为Φ390πιπι，保温时间优选为30~35h;电渣钢 锭锭型为Φ450πιπι，保温时间优选为30~35h;电渣钢锭锭型为Φ500πιπι，保温时间优选为 36 ~40h〇
[0016] 相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
[0017] 1、本发明是在常压条件下（非真空状态）进行生产，不受真空保护罩设备等对冶 炼操作的影响，现场操作灵活；
[0018] 2、通过本发明方法可生产出的氢含量< 1X10 6的电渣钢；
[0019] 3、本发明方法与真空电渣炉相比，生产成本较真空电渣炉降低约30%。
【具体实施方式】
[0020] 本发明一种含有CaO渣系生产低氢含量电渣钢的方法，包括以下步骤：
[0021] a、确定渣量：电渣钢锭锭型为Φ390~Φ500mm，渣量控制在43~95Kg/炉；
[0022] b、渣料预熔：由于CaO极易吸水，为防止增氢，须将含CaF2、A1203、CaO、MgO的渣 料提前称重并预熔；具体为先加渣熔化CaF2，加渣速度3~4Kg/min;再加入A1203，加渣速 度4~5Kg/min;最后加入CaO和MgO,加渣速度4~5Kg/min;待几种渣料完全熔化并保温 30min后进行电渣重熔；
[0023] c、钢锭缓冷：待b步骤电渣重熔结束后，将电渣锭迅速移进预先挖好的砂坑并填 埋密实，利用电渣钢锭的余热保温缓冷，待钢锭温度< 150°C，出坑；
[0024] d、钢锭去氢退火：将c步骤缓冷后的电渣钢锭在670~690°C炉内保温30~40h， 待钢锭温度< 250°C，出炉，即得。
[0025] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种含有CaO渣系生产低氢含量电 渣钢的方法，当渣料中的H20含量一定时，增加渣量一方面增加了钢液增氢的风险，但同 时又降低了大气中的水份渗入钢液的几率，故确定合适的渣量对控制钢液增氢有较大的 影响，经过发明人大量实验发现，其中a步骤中电渣钢锭锭型为Φ390_，渣量优选控制在 43~45Kg/炉；电渣钢锭锭型为Φ450mm，渣量优选控制在67~70Kg/炉；电渣钢锭锭型为 Φ500mm，渣量优选控制在90~95Kg/炉。
[0026] 上述所述一种含有CaO渣系生产低氢含量电渣钢的方法，其中c步骤中填砂厚度 ^ 200mm〇
[0027] 上述所述一种含有CaO渣系生产低氢含量电渣钢的方法，其中电渣重熔结束后， 将电渣锭迅速吊进预先挖好的砂坑并填埋密实，利用电渣钢锭的余热保温缓冷，使钢中的 氢在缓冷过程逸出，缓冷过程中冷却速率为：〇~12h内，电渣锭的平均冷却速度< 70°C/ h;12~24h内，电渣锭的平均冷却速度彡50°C/h;24h之后，电渣锭的平均冷却速度 彡 3(TC/h〇
[0028] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种含有CaO渣系生产低氢含量电 渣钢的方法，其中c步骤中缓冷过程冷却速率为：0~12h内，电渣锭的平均冷却速度优选 60~70°C/h;12~24h内，电渣锭的平均冷却速度优选45~50°C/h;24h之后，电渣锭的 平均冷却速度优选25~30°C/h。
[0029] 通过以上几个步骤，电渣钢中的氢含量已较低，为得到超低氢含量（氢含量小于 1X10 6)，还须通过去氢退火工艺，其具体工艺见下表1所示：
[0030] 表1去氢退火工艺参数
[0031]
[0032] 即电渣钢锭锭型为Φ390πιπι，保温时间优选为30~35h;电渣钢锭锭型为 Φ450mm，保温时间优选为30~35h;电渣钢锭锭型为Φ500mm，保温时间优选为36~40h〇
[0033] 下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本发明限 制在所述的实施例范围之中。
[0034] 实施例1Φ390ι?πιΧ2100mm、P91电渣钢的生产工艺
[0035] 分别称取CaF2:22. 5Kg;Α1 203:11· 2Kg;CaO:9Kg;MgO:2. 3Kg，总渣量 45Kg。
[0036] 先加渣熔化CaF2，加渣速度3. 2Kg/min;再加入A1203,加渣速度4. 4Kg/min;最后加 入CaO和MgO,加渣速度4. 2Kg/min;
[0037] 所有渣料完全熔化并精炼保温30min后