CN100421840C

CN100421840C - 一种电渣重熔精炼补缩自动控制工艺

Info

Publication number: CN100421840C
Application number: CNB2005100246680A
Authority: CN
Inventors: 刘友荣; 姚无病
Original assignee: Shanghai Meishan Baosteel Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Baosteel Group Co Ltd
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2025-03-28
Also published as: CN1840263A

Abstract

本发明涉及一种电渣炉冶炼工艺，特别涉及一种电渣重熔精炼补缩自动控制工艺。主要解决目前电渣重熔精炼的补缩操作靠人工控制存在的钢锭顶部缩孔缺陷随机性较大的技术问题。一种电渣重熔精炼补缩自动控制工艺，补缩是利用自耗电极熔化完成电渣钢锭顶部的缩孔的填补，其特征是：补缩工艺参数的控制按以下两公式建立控制曲线：lnfV_熔∝lnI²RT→lnfV_熔∝2lnI+lnR+lnT，I＝KT+B，根据控制曲线完成补缩操作。主要用于电渣重熔精炼补缩自动控制。

Description

一种电渣重熔精炼补缩自动控制工艺

技术领域：

本发明涉及一种电渣炉冶炼工艺，特别涉及一种电渣重熔精炼补缩自动控制工艺。

背景技术：

电渣重熔精炼后期必须进行补缩操作，这样才能降低电渣钢锭顶部的缩孔缺陷深度，提高钢锭的可利用率。传统的补缩操作工艺有两种，一种是手动，采用间断送电的方法进行。另一种是连续降低输入功率的方法进行补缩操作。这两种方法是完全依靠操作工的经验来进行的，所以电渣钢锭的顶部缩孔缺陷的随机性较大，不同的操作人员冶炼出的钢锭的顶部外观差别也较大。本发明就是针对以上情况，通过建立控制曲线模型实现控制补缩操作，达到提高补缩效果，提高电渣钢锭成材率的目的。

发明内容：

本发明的目的是提供一种电渣炉补缩自动控制工艺，解决目前补缩无法进行定量控制的技术问题。通过补缩冶炼工艺操作，控制熔炼速度和时间，使得在一定的时间内，所熔炼的钢水体积等于钢水凝固成钢锭时顶部所产生孔穴的体积，以减小缩孔缺陷，提高钢锭的可利用率。

由电渣重熔冶炼可知：自耗电极的熔化速度与熔渣池内的输入功率成一确定的对应关系。设计时通常采用的计算公式为：

V_熔＝(0.7~0.8)D_结 (1)

V_熔：自耗电极熔化速度，单位为Kg/h；

D_结：结晶器公称直径，单位为mm；

上式适用于d_电/D_结＝0.6±0.05的条件。

正常冶炼时V_熔为一常数，而在补缩期，要求在一定的时间内，自耗电极熔化成钢水的体积等于补缩期钢水凝固成钢锭时收缩的体积相等。补缩的要求是：钢锭顶部丰满，顶部缩孔缺陷深度要求最小或消除缩孔缺陷。在补缩过程中，这是一个逐步完成的过程，与钢锭的规格尺寸、熔池的温度、熔池内电能的输入功率和冷却强度等因素有关。在其他条件确定的情况之下，V_熔与熔池内电能输入的功率对应关系式如下：

f(V_熔)∝U²T/R＝I²RT (2)

f(V_熔)：补缩期所熔炼的钢水(kg)；

∝：f(V_熔)与熔池内输入功的对应关系。

U：输入电压(V)；

R：熔渣池的电阻(Ω)熔池渣量与渣的成分确定后其为一常数；

T：补缩熔炼时间(min)；

I：输入电流(A)；

在采用计算机自动控时，因调节电压技术上较困难，而调节电流相对较容易，所以一般采用固定电压，调节电流的方式来实现，即采用f(V_熔)∝I²RT式来控制。分析(2)式可知：f(V_熔)是与I²和T的乘积关系，而且与电流I是平方关系。在控制中较难实现。但是可以对上述关系式进行变换，通过指数变换可以将乘积关系转化为加法关系，即线性关系。

lnf(V_熔)∝lnI²RT→lnf(V_熔)∝2lnI+lnR+lnT(3)。

而且电流与时间T可以简化成直线关系I＝KT+B(4)。

式中K为直线系数，B为常数。

由(3)与(4)可得如附图所示的控制曲线，由附图可知：f(V_熔)是电流对时间积分的函数关系式。将其他次要的因素略去，只考虑几个主要的控制参数(输入电压U、输入电流I₀、补缩时间段T₀、T₁、T₂、T₃和电流电流控制直线斜率K₁、K₂、K₃)。于是补缩控制就变得非常的直观和可行。

本发明的有益效果是：通过建立不同钢种的补缩控制曲线，就可以通过控制参数来对电渣重熔精炼补缩进行定量控制，避免了人为控制的随机性，提高了补缩效果和电渣钢锭成材率。

附图说明：

图1为本发明电渣重熔精炼补缩控制曲线图

具体实施方式：

在实际生产中，补缩工艺控制参数与所冶炼的钢种、钢锭的规格尺寸、所采用的渣系等因素密切相关。控制参数可以在生产中实测得到或采用计算公式得到，但这些参数会因不同钢种，不同规格尺寸的钢锭而不同。针对具体的钢种和规格尺寸的电渣钢锭，在实际的生产中不断地调整控制参数，找到最佳控制曲线并确定下来。所以不同的钢种、不同规格尺寸的钢锭须采用不同的控制曲线，才能到达最佳预期的效果。通过不断的调试建立具体的控制曲线模型。就可以实现自动控制补缩冶炼电渣钢锭了。所以建立附图所示补缩控制曲线模型就非常重要了。通过这些控制曲线模型在生产中可以很方便地进行补缩冶炼操作控制。

实施例1，具体的控制曲线举例：如Ф280规格的9Cr2Mo电渣钢经过3个月的调试摸索，找到的最佳补缩控制参数为：电压U＝53V；电流I₀＝6000A；I₁＝I₂＝4000A；K₁＝500；K₂＝0；K₃＝400；T1～T2＝4min；T2～T3＝3min；T3～T4＝8min。采用这种曲线进行自动补缩操作，可以将电渣钢锭的顶部缩孔缺陷深度控制在10mm以内，消除顶部缩孔缺陷问题。

实施例2，如Ф420规格的H13热作模具钢，该钢种与9Cr2Mo相比，合金含量高，液态的钢水表面张力大，钢液凝固成固态时的收缩率大，而且电渣钢锭的锭型尺寸越大，其顶部缩孔缺陷就越难控制。经过1年多时间的调试摸索，找到的最佳补缩控制参数为：电压U＝62V；电流I₀＝7800A；I₁＝6300A；I₂＝4800A；K₁＝60；K₂＝500；K₃＝300；T₁～T₂＝25min；T₂～T₃＝3min；T₃～T₄＝15min。采用这种曲线进行自动补缩操作，可以将电渣钢锭的顶部缩孔缺陷深度控制在30mm以内，按此控制曲线生产已有6个月的时间，满足H13热作模具钢Ф420规格的电渣钢锭顶部缺陷深度小于50mm的用户要求，基本消除顶部缩孔缺陷问题。通过这项技术的实施，基本可以保证电渣钢锭可利用率达95％以上。

Claims

1. 一种电渣重熔精炼补缩自动控制工艺，补缩是利用自耗电极熔化完成电渣钢锭顶部的缩孔的填补，其特征是：补缩工艺参数的控制按以下两公式建立控制曲线：lnfV_熔∝lnI²RT→lnfV_熔∝2lnI+lnR+lnT，I＝KT+B，根据控制曲线完成补缩操作，f(V_熔)：补缩期所熔炼的钢水重量，∝：f(V_熔)与熔池内输入功的对应关系，I：输入电流，R：熔渣池的电阻，T：补缩熔炼时间，K为直线系数，B为常数。