本发明属于冶金熔炼
技术领域：
，尤其涉及一种电渣炉控氧渣系及其制备方法。
背景技术：
：电渣重熔技术作为冶炼优质钢锭的一种手段，以其优良的冶金反应条件及特殊的结晶方式有着其他炼钢方法所不能替代的优越性。但电渣重熔过程一般是在大气下进行，就钢中氧含量而言，电渣钢远比真空电弧重熔钢等经过真空处理的钢高。电渣钢增氧主要是在电渣重熔的熔渣中发生的，所以电渣熔渣做为电渣重熔冶金重要的组成部分，其组元配比、组元成分对电渣冶金过程控氧有着极为重要的作用。现电渣炉生产为控制电渣钢氧含量，渣料多使用预熔渣，按配比要求进行重熔。预熔渣采购价格昂贵，对部分钢种生产不适用。技术实现要素：为解决现有预熔渣脱氧能力弱且价格昂贵的问题，本发明提供了一种电渣炉控氧渣系及其制备方法。本发明的技术方案：一种电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣30～32％、al2o343～45％、cao20～22％和mgo3～5％，其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％。进一步的，所述al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，所述cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，所述mgo的纯度≥87％、mgo所含sio2≤1.5％。进一步的，所述自制预熔渣粒径≤30mm，所述al2o3的粒径≤0.1mm，所述cao的粒径为30～60mm，所述mgo的粒径为3～6mm。本发明提供的一种电渣炉控氧渣系的制备方法，以金属电极作为自耗电极，装配好电渣重熔炉，向结晶器中加入于一定温度下烘烤一定时间的原料萤石，调节电压和操作电流对所述自耗电极进行电渣重熔，包括熔化渣料和精炼渣料，同时在加入渣料、熔化渣料和精炼渣料的过程中分批次加入一定重量的al粒，精炼结束后停炉冷却，得到自制预熔渣，将自制预熔渣粉碎后按配比与al2o3、cao和mgo混合均匀得到电渣炉控氧渣系。进一步的，所述金属电极所含化学成分包括：c0.47～0.57％、si0.17～0.40％、mn0.60～0.90％、p≤0.030％、s≤0.030％、cr≤0.30％、ni≤0.31％、cu≤0.25％和al0.020～0.050％。进一步的，所述原料萤石的化学成分包括caf2≥95％和sio2≤4.5％，所述原料萤石的粒径≤30mm；所述铝粒的纯度≥98.5％，所述铝粒的粒径为3～7mm。进一步的，所述原料萤石的烘烤温度为600～800℃，烘烤时间为6～8h，所述电渣重熔过程中的电压为80v，所述操作电流为0～10.0ka。进一步的，所述加入渣料的过程中操作电流为0～5.0ka，加入渣料时每5min加入7～9kg原料萤石，加入渣料20min后按每2min加入1.5kg铝粒，按渣料重量控制加入铝粒的批次。进一步的，所述熔化渣料的过程中操作电流为5.0～8.0ka，熔化渣料开始后按每2分钟加入1.5kg铝粒，按渣料重量控制加入铝粒的批次。进一步的，所述精炼渣料的过程中操作电流为8.0～10.0ka，精炼渣料开始后按每2分钟加入1.5kg铝粒，按渣料重量控制加入铝粒的批次。本发明的有益效果：本发明提供的电渣炉控氧渣系组分中的自制预熔渣通过脱硅处理使sio2含量≤1.5％，还含有2～3％的铝，在电渣重熔初期就能起到很好的脱氧效果。在渣系组元中增加一定配比的cao和al2o3，配比按cao/(1/2*al2o3)＝0.89～1.02，使熔渣有较合适的碱度，来提高重熔过程中的脱氧能力，减少电渣钢增氧量。配入少量的mgo能够防止重熔过程渣池吸气和渣中变价氧化物向金属熔池传递供氧。本发明自制预熔渣成本远远低于外购预熔渣，也进一步降低了电渣炉控氧渣系的成本，具有制备工艺简单、节能降耗效果好、重熔化学成分稳定、在使用过程中渣系稳定的特点。利用本发明控氧渣系进行钢的熔炼，能够使电渣钢锭内部质量均匀，铸锭表面光滑，探伤指标优异。具体实施方式下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明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精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。实施例1一种电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣30～32％、al2o343～45％、cao20～22％和mgo3～5％，其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％。实施例2一种电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣30～32％、al2o343～45％、cao20～22％和mgo3～5％，其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％，其中al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，mgo的纯度≥87％、mgo所含sio2≤1.5％。实施例3一种电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣30～32％、al2o343～45％、cao20～22％和mgo3～5％，其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％，粒径≤30mm。本实施例中al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，粒径≤0.1mm；cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，粒径为30～60mm；mgo的纯度≥87％、mgo所含sio2≤1.5％，粒径为3～6mm。实施例4本实施例提供一种电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣30％、al2o345％、cao20％和mgo5％，cao/(1/2*al2o3)＝0.8；其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％，粒径≤30mm。本实施例中al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，粒径≤0.1mm；cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，粒径为30～60mm；mgo的纯度≥87％、mgo所含sio2≤1.5％，粒径为3～6mm。实施例5本实施例提供一种电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣31％、al2o343％、cao22％和mgo4％，cao/(1/2*al2o3)＝1.02；其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％，粒径≤30mm。本实施例中al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，粒径≤0.1mm；cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，粒径为30～60mm；mgo的纯度≥87％、mgo所含sio2≤1.5％，粒径为3～6mm。实施例6本实施例提供一种电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣32％、al2o344％、cao21％和mgo3％，cao/(1/2*al2o3)＝0.95；其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％，粒径≤30mm。本实施例中al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，粒径≤0.1mm；cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，粒径为30～60mm；mgo的纯度≥87％、mgo所含sio2≤1.5％，粒径为3～6mm。实施例7本实施例提供一种电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣32％、al2o343％、cao22％和mgo3％，cao/(1/2*al2o3)＝1.02；其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％，粒径≤30mm。本实施例中al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，粒径≤0.1mm；cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，粒径为30～60mm；mgo的纯度≥87％、mgo所含sio2≤1.5％，粒径为3～6mm。实施例8本实施例提供一种电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣30％、al2o344％、cao20％和mgo4％，其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％，粒径≤30mm。本实施例中al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，粒径≤0.1mm；cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，粒径为30～60mm；mgo的纯度≥87％、mgo所含sio2≤1.5％，粒径为3～6mm。实施例9本实施例提供一种电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣31％、al2o345％、cao21％和mgo5％，其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％，粒径≤30mm。本实施例中al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，粒径≤0.1mm；cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，粒径为30～60mm；mgo的纯度≥87％、mgo所含sio2≤1.5％，粒径为3～6mm。实施例10本实施例提供一种电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣32％、al2o343％、cao22％和mgo3％，其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％，粒径≤30mm。本实施例中al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，粒径≤0.1mm；cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，粒径为30～60mm；mgo的纯度≥87％、mgo所含sio2≤1.5％，粒径为3～6mm。实施例11本实施例提供一种电渣炉控氧渣系的制备方法，以金属电极作为自耗电极，装配好电渣重熔炉，向结晶器中加入于一定温度下烘烤一定时间的原料萤石，调节电压和操作电流对所述自耗电极进行电渣重熔，包括熔化渣料和精炼渣料，同时在加入渣料、熔化渣料和精炼渣料的过程中分批次加入一定重量的al粒，精炼结束后停炉冷却，得到自制预熔渣，将自制预熔渣粉碎后按配比与al2o3、cao和mgo混合均匀得到电渣炉控氧渣系。实施例12本实施例提供一种电渣炉控氧渣系的制备方法，以金属电极作为自耗电极，装配好电渣重熔炉，向结晶器中加入于600～800℃烘烤6～8h的原料萤石，使用碳粉作为引弧剂，金属电极起弧，调节电压为80v和操作电流0～10.0ka对自耗电极进行电渣重熔，包括熔化渣料和精炼渣料，同时在加入渣料、熔化渣料和精炼渣料的过程中分批次加入一定重量的al粒，加入渣料的过程中操作电流为0～5.0ka，加入渣料时每5min加入7～9kg原料萤石，加入渣料20min后按每2min加入1.5kg铝粒，按渣料重量控制加入铝粒的批次；熔化渣料的过程中操作电流为5.0～8.0ka，熔化渣料开始后按每2分钟加入1.5kg铝粒，按渣料重量控制加入铝粒的批次；精炼渣料的过程中操作电流为8.0～10.0ka，精炼渣料开始后按每2分钟加入1.5kg铝粒，按渣料重量控制加入铝粒的批次；加完铝粒后精炼10min停炉，抬出金属电极，冷却120min，得到自制预熔渣，色泽显白色，粉碎后按配比与al2o3、cao和mgo混合均匀得到电渣炉控氧渣系。本实施例中金属电极所含化学成分包括：c0.47～0.57％、si0.17～0.40％、mn0.60～0.90％、p≤0.030％、s≤0.030％、cr≤0.30％、ni≤0.31％、cu≤0.25％和al0.020～0.050％。本实施例中原料萤石的化学成分包括caf2≥95％和sio2≤4.5％，所述原料萤石的粒径≤30mm；所述铝粒的纯度≥98.5％，所述铝粒的粒径为3～7mm。实施例13本实施例提供一种电渣炉控氧渣系的制备方法，以规格为200mm*200mm的1支金属电极作为自耗电极，装配好电渣重熔炉，向规格为ф480mm/520mm的结晶器中加入分批加入250kg于600～800℃烘烤6～8h的原料萤石，使用碳粉作为引弧剂，金属电极起弧，调节电压为80v和操作电流0～10.0ka对自耗电极进行电渣重熔。加入渣料的过程中操作电流为0～5.0ka，加入渣料时每5min加入7～9kg原料萤石，加入渣料20min后按每2min加入1.5kg铝粒，共加入2个批次；熔化渣料的过程中操作电流为5.0～8.0ka，熔化渣料开始后按每2分钟加入1.5kg铝粒，共加入3个批次；精炼渣料的过程中操作电流为8.0～10.0ka，精炼渣料开始后按每2分钟加入1.5kg铝粒，共加入15个批次；加完全部铝粒后精炼10min停炉，抬出金属电极，冷却120min，得到自制预熔渣，色泽显白色，粉碎后按自制预熔渣30％、al2o345％、cao20％和mgo5％的配比将自制预熔渣与al2o3、cao和mgo混合均匀得到电渣炉控氧渣系。本实施例中金属电极所含化学成分包括：c0.47～0.57％、si0.17～0.40％、mn0.60～0.90％、p≤0.030％、s≤0.030％、cr≤0.30％、ni≤0.31％、cu≤0.25％和al0.020～0.050％。本实施例中原料萤石的化学成分包括caf2≥95％和sio2≤4.5％，所述原料萤石的粒径≤30mm；所述铝粒的纯度≥98.5％，所述铝粒的粒径为3～7mm。对比例1本对比例使用萤石原料，即未经脱硅处理的caf230％、al2o345％、cao20％和mgo5％混合后制备脱氧渣系，al2o3的纯度≥98.2％，粒径≤0.1mm；cao的纯度≥95％，粒径为30～60mm；mgo的纯度≥87％，粒径为3～6mm。对比例2本对比例提供了一种cao/(1/2*al2o3)≤0.8的电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣30％、al2o347％、cao18％和mgo5％，cao/(1/2*al2o3)≤0.8；其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％，粒径≤30mm。本实施例中al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，粒径≤0.1mm；cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，粒径为30～60mm；mgo的纯度≥87％、mgo所含sio2≤1.5％，粒径为3～6mm。对比例3本对比例提供了一种不含mgo的电渣炉控氧渣系，包括如下重量百分比的组分：自制预熔渣30％、al2o350％和cao20％，cao/(1/2*al2o3)≤0.8；其中自制预熔渣所含化学成分包括caf2≥95％、sio2≤1.5％、feo≤0.2％和al2～3％，粒径≤30mm。本实施例中al2o3的纯度≥98.2％、al2o3所含sio2≤0.02％，粒径≤0.1mm；cao的纯度≥95％、cao所含sio2≤1.5％，粒径为30～60mm。使用实施例4-实施例7，对比例1-3的渣系生产轴承钢3t锭型，检测电极坯料氧含量、重熔后电渣锭氧含量、电渣锭表面光滑程度和电渣锭探伤指标，结果如表1所示：表1序号电极坯料氧含量重熔后电渣锭氧含量电渣锭表面电渣锭探伤指标实施例410ppm17ppm光滑φ1～2实施例510ppm16ppm光滑φ1～2实施例610ppm16ppm光滑φ1～2实施例710ppm15ppm光滑φ1～2对比例110ppm30ppm粗糙φ2～3对比例210ppm23ppm光滑φ1～2对比例310ppm25ppm粗糙φ2～3由表1中数据可以看出，利用本发明提供的电渣炉控氧渣系生产的电渣锭氧含量为15～17ppm，而对比例1未经脱硅处理的渣系生产的电渣锭氧含量为30ppm，电渣锭表面粗糙，探伤指标为φ2～3，这说明未经脱硅处理的渣系中原料萤石所含硅元素影响了渣系的脱氧效果；对比例2中cao/(1/2*al2o3)≤0.8的电渣炉控氧渣系生产的电渣锭氧含量为23ppm，比本发明实施例略高，这说明本发明cao/(1/2*al2o3)＝0.89～1.02的配比使熔渣有较合适的碱度，能进一步提高重熔过程中的脱氧能力，减少电渣钢增氧量；对比例3不含mgo的电渣炉控氧渣系生产的电渣锭氧含量为25ppm，这说明mgo能够防止重熔过程渣池吸气和渣中变价氧化物向金属熔池传递供氧，进一步减少电渣钢增氧。本发明控氧渣系中各组分的协同作用能够更好的起到控氧作用，使电渣钢锭内部质量均匀，铸锭表面光滑，探伤指标优异。当前第1页12