专利名称：一种电渣钢残余铝的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电渣重熔方法，尤其是涉及一种电渣钢残余铝的控制方法。
背景技术：
铝对蠕变强度和断裂韧性的不良影响，使汽轮机转子钢、热强钢和高温合金等对铝含量有严格限制，一般不允许超过0.010%。铝作为金属材料中的一种残余元素，其含量都超过0. 010%，大多在0. 035%左右。采用一般的电渣重熔技术，当自耗电极中的残余铝较低，重熔过程中即使不加入含铝脱氧剂，由于熔渣中至少含有20%的A1203，金属熔池也发生增铝，即使在硅、锰等活性元素大量烧损的情况下也如此；当自耗电极中的铝较高时，重熔过程中又不能将其降到0. 010%以下，即使提高重熔渣中FeO含量，铝也不易氧化降低，反倒是硅、锰等合金元素的严重烧损以致脱格，氧含量上升，导致电渣钢的冶金质量不良。
中国专利公开号CN102407321A，
公开日2012年4月11日，公开了一种电渣重熔渣及其制备方法，该重熔渣的成分为CaO 30 35%，Al2O3 30 35%，CaF2 28 38%，MgOO. I 0. 5%,并满足CaOAl2O3=O. 98 I. 02，SiO2 ( 0. 01%, P2O5 ( 0. 01%, S 彡 0. 01%, TC ( 0. 01%。其制造方法将石灰、氧化铝氧粉、萤石和氧化镁破碎至< 200目后，配料、混合均匀，然后在120(Tl500°C高温下预溶，当渣料冷却后，再加工成< 40mm的颗粒，不足之处是重熔渣系稳定性差，重熔过程中金属熔池易发生增铝，电渣钢中残余铝难以控制，电渣钢质量差。
发明内容
本发明是为了克服现有的电渣重熔技术的重熔渣系稳定性差，重熔过程中金属熔池易发生增铝，电渣钢中残余铝难以控制，电渣钢质量差的不足，提供了一种重熔渣系稳定性好，金属熔池不易增铝，电渣钢中残余铝易于控制，电渣钢质量好的电渣钢残余铝的控制方法。本发明解决技术问题采用的技术方案如下
一种电渣钢残余铝的控制方法，以现有的电渣炉和电渣重熔工艺进行熔炼，重熔渣由下列组元按重量百分比组成CaO 28 40%，Al2O3 10 15%，MnO 0. 2 0. 5%, CaF2 15 25%，余量为Al2 (SiO3) 3，重熔过程中，通过重熔渣脱氧控制重熔渣中FeO的含量不大于0. 5%。控制重熔渣碱度及其组元的活度在合理的范围内，重熔渣物理化学性质稳定，重熔渣系的稳定性好；活性Al2O3的起始含量控制在适宜范围，一方面不影响重熔渣的电导率，不增加重熔过程中的电耗，另一方面，降低了重熔渣和金属熔池中的铝的浓度梯度，避免了重熔过程中金属熔池增铝，降低了电渣钢中的残余铝，重熔过程中，Al2 (SiO3) 3在高温(1545°C以上)条件下间歇分解成Al2O3和SiO2,能弥补重熔渣中活性Al2O3的损耗，同时SiO2可以吸附电渣钢中的杂质,重熔渣中添加MnO，可以弥补电渣钢在金属熔池中的锰的烧损；重熔渣中CaF2的用量控制在较低范围，减少了重熔过程中有毒有害物质的产生；重熔过程中添加脱氧剂，控制重熔渣中FeO的含量不大于0. 5%，提高了电渣钢的产品质量。作为优选，重熔渣由下列组元按重量百分比组成CaO 32 35%，Al20312 13%，MnO0. 3^0. 4%, CaF2 20 22%，余量为Al2 (SiO3) 3。重熔渣各组元搭配合理，电渣钢中残余铝控制在合理的水平，电渣钢质量稳定。作为优选，CaO采用活性冶金石灰，CaO纯度彡96%，Al2O3采用白刚玉或铝氧粉，MnO的纯度彡98%，CaF2采用萤石。CaO、A1203、MnO、CaF2均采用高纯的原料来作为重熔渣的组元，避免了外界杂质对重熔过程的影响。作为优选，采用Ca-Si合金或Mn-Ca合金作为脱氧剂，脱氧剂的用量为I. (T2. Okg/t电渣钢，重熔过程中将脱氧剂采用机械加入方式连续均匀加入重熔渣中。采用Ca-Si或Mn-Ca合金作为脱氧剂，脱氧效率高，脱氧剂的使用量大大减少，降低了重熔过程的成本。本发明具有如下的有益效果
(I)本发明中的重熔渣系的组元搭配合理，重熔渣的熔点较低，重熔渣具有良好的冶金性质和工艺性质。
(2)本发明中重熔渣系的CaO含量高，可以充分去除电渣钢中的杂质含量；A1203的含量范围控制合理，一方面不影响重熔渣的电导率，不增加重熔过程中的电耗，另一方面，降低了重熔渣和金属熔池中的铝的浓度梯度，避免了重熔过程中金属熔池增铝，电渣钢中铝的含量易于控制，电渣钢产品质量好。(3)本发明中的重熔渣系中CaF2的含量低，降低了重熔过程中有毒有害物质的产生，减少了对环境的危害。(4)本发明在重熔过程中添加脱氧剂，控制重熔渣中FeO含量不大于0. 5%，提高了电渣钢产品的质量，脱氧剂采用Ca-Si合金或Mn-Ca合金，与现有的含Al的脱氧剂相比，脱氧效率高，脱氧剂用量省，降低了重熔过程的成本，同时避免了重熔过程中金属熔池内增铝，电渣钢中的铝含量可以稳定控制在合适范围内。
具体实施例方式下面通过具体实施例，对本发明做进一步的解释说明。实施例一
采用本发明重熔10吨汽轮机转子电渣钢锭(30Cr2Ni4MoV)。自耗电极中的铝含量为0.005%。重熔渣系的组成为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纯度彡96%，Al2O3采用白刚玉，MnO的纯度彡98%，CaF2采用萤石。渣料化清，渣深230mm，自耗电极直径500mm，重熔过程中，渣温为160(Tl680°C，用Mn-Ca合金作为脱氧剂(Mn-Ca合金来自市售)，用量为I. 5kg/吨电渣钢，脱氧剂采用机械方式连续均匀加入，重熔渣中FeO含量控制在0. 3^0. 4%范围内。电渣钢中Al含量为0. 005、. 007%, 0含量为18 20ppm，H含量为4ppm，硅、锰的烧损率分别为10. 2% 和 4. 5%o实施例二
采用本发明重熔15吨核电用电渣钢锭(00Crl7Nil4Mo2)。自耗电极为高铝自耗电极，其中铝含量为0.04%。重熔渣系的组成为=CaO 28%，Al2O3 10%，MnO 0. 2%，CaF2 15%，余量为Al2 (SiO3) 3，所述CaO采用活性冶金石灰，其中S含量彡0. 01%, CaO纯度彡96%, Al2O3采用铝氧粉，MnO的纯度彡98%，CaF2采用萤石。渣料化清，渣深250mm，自耗电极直径620mm，重熔过程中，渣温为160(Tl680°C，用Mn-Ca合金作为脱氧剂(Mn-Ca合金来自市售)，用量为Ikg/吨电渣钢，脱氧剂采用机械方式连续均匀加入，重熔渣中FeO含量控制在0. 3^0. 4%范围内。电渣钢中Al含量为0. 007^0. 008%，0含量为2(T23ppm，H含量为4ppm。硅、锰的烧损率分别为 10. 5% 和 5. 2%o实施例三
采用本发明重熔40吨轧辊钢(70Cr3Mo)电渣锭，采用10根自耗电极，每根重4. 2吨，自耗电极的直径为500mm，每根自耗电极的Al含量不同，Al含量范围在0. 005、. 05%之间，重熔渣系的组成为CaO 35%，Al2O3 13%，MnO 0. 35%，CaF2 18%，余量为 Al2 (SiO3) 3，所述 CaO采用活性冶金石灰，其中S含量彡0. 01%, CaO纯度彡96%，Al2O3采用白刚玉，MnO的纯度彡98%，CaF2采用萤石。渣料化清，渣深300mm，重熔过程中渣温为170(Tl75(TC，分别采用Mn-Ca合金和Ca-Si合金作为脱氧剂(Mn-Ca和Ca-Si合金来自市售)，各占二分之一个熔炼期，用量均为I. Okg/电渣钢，脱氧剂采用机械方式连续均匀加入，重熔渣中FeO含量控制在0.3 0.5%范围内。电渣钢中Al含量为0. 007 0. 008%，0含量为17 20ppm，H含量为4ppm，硅、锰的烧损率分别为9. 8%和4. 1%。实施例四
采用本发明重熔75吨高温高压容器用电渣钢锭(2. 25Cr-lMo-0. 25V)。采用30根自耗电极，每根重2. 6吨，自耗电极的直径为450mm，自耗电极中铝含量为0.01-0. 032%，重熔渣系的组成为=CaO 40%，Al2O3 15%，MnO 0.5%，CaF2 25%，余量为 Al2 (SiO3) 3，所述 CaO 采用活性冶金石灰，其中S含量≤0. 01%, CaO纯度≥96%，Al2O3采用铝氧粉，MnO的纯度≥98%，CaF2采用萤石。渣料化清渣深290mm，重熔过程中，渣温为163(Tl700°C，用Ca-Si合金作为脱氧剂(Ca-Si合金来自市售)，用量为2. Okg/吨电渣钢，脱氧剂采用机械方式连续均匀加入，重熔渣中FeO含量控制在0. 3^0. 4%范围内。电渣钢中Al含量为0. 006、. 008%, 0含量为22 24ppm，H含量为4ppm，硅、锰的烧损率分别为10. 2%和4. 4%。
权利要求
1.一种电渣钢残余铝的控制方法，以电渣炉和电渣重熔工艺进行熔炼，其特征在于，重熔渣由下列组元按重量百分比组成=CaO 28 40%，Al2O3 10 15%，MnO O. 2 O. 5%，CaF215 25%，余量为Al2 (SiO3) 3，重熔过程中，通过重熔渣脱氧控制重熔渣中FeO的含量不大于O. 5%。
2.根据权利要求I所述的一种电渣钢残余铝的控制方法，其特征在于，重熔渣由下列组元按重量百分比组成CaO 32 35%，Al20312 13%，MnO O. 3 O. 4%，CaF2 20 22%，余量为Al2(SiO3)3O
3.根据权利要求I或2所述的一种电渣钢残余铝的控制方法，其特征在于，CaO采用活性冶金石灰，CaO纯度彡96%, Al2O3采用白刚玉或铝氧粉，MnO的纯度彡98%，CaF2采用萤石。
4.根据权利要求I或2所述的一种电渣钢残余铝的控制方法，其特征在于，采用Ca-Si 合金或Mn-Ca合金作为脱氧剂，脱氧剂的用量为I. (Γ2. Okg/t重熔金属，重熔过程中将脱氧剂采用机械加入方式连续均匀加入重熔渣中。
全文摘要
本发明涉及一种电渣重熔技术，尤其是涉及一种电渣钢中残余铝的控制方法，旨在克服现有的电渣重熔技术的重熔渣系稳定性差，重熔过程中金属熔池易发生增铝，电渣钢中残余铝难以控制，电渣钢质量差的不足，该电渣钢残余铝的控制方法，以现有的电渣炉和电渣重熔工艺进行熔炼，重熔渣由下列组元按重量百分比组成CaO28~40%，Al2O310~15%，MnO0.2~0.5%，CaF215~25%，余量为Al2(SiO3)3，重熔过程中，通过重熔渣脱氧控制重熔渣中FeO的含量不大于0.5%。本发明具有重熔渣系稳定性好，金属熔池不易增铝，电渣钢中残余铝易于控制，电渣钢质量好的优点。
文档编号C22B9/18GK102796882SQ201210252479
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月20日 优先权日2012年7月20日
发明者向大林, 辜荣如 申请人:浙江电渣核材有限公司