CN102312106A - 一种用于电渣冶金的电渣炉及冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金技术领域，提供了一种用于电渣冶金的电渣炉及冶炼方法，该电渣炉直接应用没有锻成锻坯的模铸八角锭作为自耗电极，通过在八角锭入炉瞬间采用高电压冶炼以迅速提高渣温，使得自耗电极在刚入炉时电力系统便能对熔渣提供较多的热量，以保证熔渣有足够的过热提供给自耗电极，进而熔渣本身的温度不至于降的过低。针对模铸八角锭截面差异较大的特征，本发明通过计算，在冶炼八角锭的不同阶段的不同截面处配以不同的电流、电压，以保证自耗电极在熔渣中有合适的埋入深度，进而保证冶炼出优质的电渣锭。本发明扩大了自耗电极的来源范围，降低了生产成本，缩短了生产周期。

Description

一种用于电渣冶金的电渣炉及冶炼方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别设计一种用于电渣冶金的电渣炉及冶炼方法。 

背景技术

芯棒的主要制造过程包括：电渣重熔、锻造、机械加工、热处理和表面处理。电渣重熔法炼钢以其能得到高纯洁度且组织均匀致密的钢锭而被应用于芯棒制造的冶炼环节，其所用自耗电极坯料多是截面差异较小的模铸锭或连铸坯。 

目前，所用自耗电极受货源所限，规格非常单一，只有4.0T模铸八角锭一种，其帽口端与锭尾部截面外接圆相差约150mm，这样大的差距给直接冶炼带来许多实际困难进而影响冶炼出的钢锭质量。由于模铸八角锭帽口端截面较大，会在入炉接触熔渣的瞬间吸收很多热量造成渣面温度迅速降低导致渣面发黑，同时靠近结晶器的熔渣在水冷系统的作用下会迅速冷凝，最终在电渣锭上形成渣沟；另外，八角锭帽口端及锭尾部截面积差异较大，若使其冶炼过程达到“恒熔速”，电力参数难于掌控，故难以保证钢锭质量，国内大多数企业都是将其锻造成等截面的锻坯再生产利用，将八角锭锻成锻坯增加了锻造、退火等环节费用，且生产周期加长。 

发明内容

本发明提供了一种用于电渣冶金的电渣炉及冶炼方法，旨在解决模铸八角锭帽口端及锭尾部截面积差异较大，冶炼过程电力参数难于掌控及模铸锭在入炉接触熔渣的瞬间吸收很多热量造成渣面温度迅速降低进而在电渣锭表面形成渣沟以及将八角锭锻成锻坯增加了锻造、退火等环节费用，且生产周期加长等问题。 

本发明的目的在于提供一种用于电渣冶金的电渣炉，该该电渣炉直接应用没有锻成锻坯的模铸八角锭作为自耗电极，所述自耗电极一端与熔渣相连，另一端与供电系统相连接。 

本发明的另一目的在于提供一种利用上述电渣炉的冶炼方法，该冶炼方法包括以下步骤： 

将熔渣放入炉中，设定自耗电极的入炉电压；

将自耗电极的一端放入熔渣中冶炼；

根据自耗电极的不同截面尺寸，设定冶炼设备的电力冶炼参数。

本发明通过提高电压来迅速提高渣温，使得在坯料刚入炉时便能对熔渣提供较多的热量，保证熔渣有足够的过热提供给自耗电极，进而熔渣本身的温度不至于降的过低，针对自耗电极的不同截面，通过对其电流密度的计算得到与之匹配的电力制度参数，保证了自耗电极在熔渣中有合适的埋入深度以及锥头高度，有利于冶炼过程的稳定及得到高质量的钢锭，同时扩大了自耗电极的来源范围，降低了生产成本，缩短了生产周期，经济效益可观。 

附图说明

图1是本发明实施例提供的电渣炉的结构示意图； 

图2是本发明实施例提供的冶炼方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的根据自耗电极的不同截面尺寸，设定冶炼设备的电力冶炼参数的流程图。

图中：1、自耗电极；2、渣池。 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。 

图1示出了本发明实施例提供的模铸八角锭用作自耗电极的电渣炉的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。 

该电渣炉直接应用没有锻成锻坯的模铸八角锭作为自耗电极1，自耗电极1一端与渣池2内熔渣相连，另一端与供电系统相连接。 

作为本发明实施例的一个优选方案，模铸八角锭的帽口端的截面积大于锭尾部的截面积。 

图2示出了本发明实施例提供的模铸八角锭用作自耗电极冶炼方法的流程。 

该冶炼方法包括以下步骤： 

在步骤S201中，将熔渣放入炉中，设定自耗电极的入炉电压；

在步骤S202中，将自耗电极的一端放入熔渣中冶炼；

在步骤S203中，根据自耗电极的不同截面尺寸，设定冶炼设备的电力冶炼参数。

图3示出了本发明实施例提供的根据自耗电极的不同截面尺寸，设定冶炼设备的电力冶炼参数的流程。 

根据自耗电极的不同截面尺寸，设定冶炼设备的电力冶炼参数包括以下步骤： 

在步骤S301中，根据结晶器内炉况及相关理论计算设定自耗电极的入炉电压；

在步骤S302中，在确定电流密度的情况下，初步确定冶炼电流；

在步骤S303中，根据实际冶炼过程中电压及电流的波动、及自耗电极截面的变化，确定冶过程的电压、电流。

在本发明实施例中，设定自耗电极1的入炉电压的实现方法为： 

在选定三元渣冶炼H13钢的情况下，按经验公式初步计算电压：

V工作=0.5D结+B

式中：D结——结晶器平均直径/单位：厘米；

V工作——工作电压/单位：伏；

B——经验常数，其值波动在27～37之间。

在本发明实施例中，设定冶炼设备的电力冶炼参数的方法为： 

根据设定自耗电极1的入炉电压的方法，设定冶炼设备的冶炼电压；

查阅相关资料及根据行业经验，在确定电流密度的情况下，初步确定冶炼电流；

考虑实际冶炼过程中电压及电流的波动，最终确定冶炼设备的冶炼电流。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。 

1、   自耗电极1入炉的电压的确定：根据结晶器、外结晶器的规格、自耗电极1的规格以及设备承载能力，在保证电渣锭外观和内在质量以及设备安全的前提下制定自耗电极1坯料的入炉电压。 

在选定三元渣冶炼H13钢的情况下，按经验公式初步计算电压 

V工作=0.5D结+B

 式中：D结——结晶器平均直径/单位：厘米；

 V工作——工作电压/单位：伏；

B——经验常数，其值波动在27～37之间。

其中内结晶器的规格为：Φ1050/1000×2500mm，故：平均直径102.5cm，代入上式得：V工作=（78.25～88.25）V。 

根据我公司设备能力及相关实践经验，最终将坯料入炉电压定位为92V。 

确定坯料入炉电压92V。 

2、   冶炼过程中电力参数的确定：根据结晶器、自耗电极1的规格、设备的承载能力、电流密度，在保证电极坯料有合适的埋入深度及锥头高度的前提下确定冶炼参数。 

冶炼  电压的确定：确定方法同上述自耗电极1坯料入炉电压的确定方法，考虑冶炼过程外网电压的波动及自耗电极截面的变化，故冶炼电压定为92V～97V。 

冶炼电流的确定：经计算知自耗电极1坯料冒口端与锭尾端的截面积分别为376817mm2和280650mm2。查阅相关资料及根据行业经验，将电流密度定位0.073A/mm2，故冶炼电流为20.48～27.5KA，考虑实际冶炼过程中电压及电流的波动，最终将冶炼电流定位22.5～28.5KA。 

本次冶炼在帽口端入炉时的填充比已接近0.75，填充系数接近48%的情况下，属大填充比冶炼，在考虑大填充比及以上条件和熔速的条件下最终如下：冶炼电压定为92V～97V，冶炼电流22.5 KA～28.5KA。 

本发明通过提高自耗电极入炉电压来迅速提高渣温，使得在坯料刚入炉时便能对熔渣提供较多的热量，保证熔渣有足够的过热提供给自耗电极1，进而熔渣本身的温度不至于降的过低，针对不同截面，通过对其电流密度的计算得到与之匹配的电力制度参数，保证了自耗电极1在熔渣中有合适的埋入深度以及锥头高度，有利于冶炼过程的稳定及得到高质量的钢锭，同时扩大了自耗电极1的来源范围，降低了生产成本，缩短了生产周期，经济效益可观。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种用于电渣冶金的电渣炉，其特征在于，该电渣炉直接应用没有锻成锻坯的模铸八角锭作为自耗电极，所述自耗电极一端与熔渣相连，另一端与供电系统相连接。

2.如权利要求1所述的电渣炉，其特征在于，所述模铸八角锭的帽口端的截面积大于锭尾部的截面积。

3.一种利用权利要求1所述电渣炉的冶炼方法，其特征在于，该冶炼方法包括以下步骤：

将熔渣放入炉中，设定自耗电极的入炉电压；

将自耗电极的一端放入熔渣中冶炼；

根据自耗电极的不同截面尺寸，设定冶炼设备的电力冶炼参数。

4.如权利要求3所述的冶炼方法，其特征在于，所述设定自耗电极的入炉电压的实现方法为：

按经验公式计算电压：

V工作=0.5D结+B

式中：D结表示结晶器平均直径，单位为厘米；

      V工作表示工作电压，单位为伏；

      B表示经验常数，其值波动在27～37之间。

5.如权利要求3所述的冶炼方法，其特征在于，所述设定的电力冶炼参数的方法为：

根据结晶器内炉况设定自耗电极的入炉电压；

在确定电流密度的情况下，初步确定冶炼电流；

根据实际冶炼过程中电压及电流的波动、及自耗电极截面的变化，确定冶过程的电压、电流。

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