CN102337415A - 一种水平电渣冶炼铁铬铝合金的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属材料制备领域，涉及一种水平电渣冶炼铁铬铝合金的方法。本方法打破传统的自耗电极垂直电渣重熔的方式，采用三相有衬电渣炉作为初炼设备，通过水平电渣浇铸进行精炼和控制凝固。在水平电渣浇铸的过程中，采用“非自耗”金属电极技术控制浇注过程的渣温，借鉴了“导电结晶器”及“连铸氩气保护浇铸”技术和“中间包感应加热”技术组合集成创新。该方法的突出优点是节省设备、厂房的垂直高度、所制备的材料各向同性好、显著降低电耗(约降低1000KWH/T)。

Description

一种水平电渣冶炼铁铬铝合金的方法

技术领域

本发明属于金属材料制备领域，涉及一种水平电渣冶炼铁铬铝合金的方法。

背景技术

传统的自耗电极电渣重熔生产的大钢锭，钢锭中心部位和头部的性能、边部和锭身的性能差别较大，钢锭中心部位和头部的易出现疏松、缩孔和夹杂物聚集。对于铁铬铝的大型钢锭更是如此。同时，对于垂直的大型电渣钢锭，设备本身的高度，往往都会受到厂房高度的限制，电极的制备也会遇到很大的困难。再有，传统的垂直电渣重熔的电耗都非常高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能、降低设备及厂房高度，提高金属收得率及各向性能一致性好的电渣钢锭的制备方法。

一种水平电渣冶炼铁铬铝合金的方法，其特征在于采用矩形长底水箱和矩形导电结晶器，把传统垂直电渣锭的“垂直高度”变成了水平电渣结晶器的“水平长度”；既能生产棒线材，又能生产扁平材；

对于棒线材或小扁平材锻坯，L_(长)＞H_(高)＞W_(宽)，铸坯的横断面接近正方形；

对于大扁平材，L_(长)＞W_(宽)＞H_(高)，铸坯为板坯；

冶炼过程以铁铬铝合金为原料，采用三相有衬电渣冶炼+水平电渣浇铸的“双电渣”方式，采用“非自耗”金属电极，控制浇铸过程的渣温和液态金属的凝固，通过控制流经导电结晶器和“非自耗”金属电极之间的电流比例以达到控制凝固和优化结晶组织的目的。

本发明采用低熔点熔渣，使熔渣熔点低于金属液相线温度，渣池温度均匀，控制金属凝固和吸收上浮非金属夹杂，促进新生夹杂物的细小均匀分布。

如上所述的一种水平电渣冶炼铁铬铝合金的方法，其特征在于

(1)配置一个化渣炉，为水平电渣炉提供液渣；

(2)建立了一个钢包浇注工位，氩气密封长水口潜入式浇铸，采用感应加热控制钢液过热度；

(3)采用电子称控制浇铸速度。

本发明采用液态金属水平电渣浇铸的电渣冶金方法，降低了设备和厂房的垂直高度，省去了电极制备，提高了金属收得率，节约了投资，降低了制造成本，同时电渣锭的各向同性好，组织致密，电耗降低显著(约降低1000KWH/T)。

具体实施方式：

实施例1铁铬铝的水平电渣浇铸长型材结晶器尺寸：230mm×450mm×1150mm，1150mm是结晶器的水平长度，450mm是结晶器的高度，230mm是结晶器的宽度。

锭子的尺寸：230mm×230mm×1150mm

锭重：约430kg。

钢种：0Cr19Al3

实施过程：

1)在三相有衬电渣炉内完成0Cr19Al3钢液的初炼。三相有衬电渣炉采用电子称控制冶炼技术。

2)在三相有衬电渣冶炼的同时冶炼水平电渣浇铸的液体渣。

3)将炼好的液体渣浇入导电结晶器内，随即开始钢液浇注，由电子称控制浇注速度。

4)三相有衬电渣炉初炼后，出钢到1吨钢包中，由长水口保护浇注到结晶器或中包中，中包有感应加热装置控制温度。

5)钢液由钢包或中包经长水口快速保护浇注到结晶器，浇注结束后导电结晶器开始给电。给电30分钟后停电。

6)停电20分钟后脱锭

结果：

1)对所试验的钢锭进行了化学成分分析，其波动范围很小。化学成份波动见表1：

表1化学成份波动，％

钢种	C	Si	Mn	P	S	Cr	Al
								0Cr19Al3	0	0.001	0.001	0.001	0.0002	0.01	0.03

2)宏观组织

从Φ64mm的锻坯上取样分析，宏观组织非常致密，总孔隙度＜0.5，没有发现皮下缺陷，没有宏观组织缺陷。

3)超声波探伤：

对Φ64mm的锻坯进行超声波探伤，没有发现内部缺陷。

4)热锻测试：

经过全部热锻后没有发现任何锻造缺陷。

5)显微检测

通过显微检测发现该方法制备的钢锭非常洁净，A类、B类、C类、D类非金属夹杂物评级均为0.5级。

6)机械性能：

机械性能检测都大大优于标准要求性能。抗拉强度：710MPa；

延伸率：32％

实施例2铁铬铝的水平电渣浇铸锻坯

导电结晶器尺寸：350mm×580mm×950mm，950mm是结晶器的水平长度，580mm是结晶器的高度，350mm是结晶器的宽度。

锭子的尺寸：350mm×450mm×950mm

锭重：约950kg。

钢种：00Cr20Al6

工艺流程：采用1吨三相有衬电渣炉冶炼+水平电渣浇铸的工艺实施过程：

1)在三相有衬电渣炉内完成00Cr20Al6钢液的初炼。三相有衬电渣炉采用电子称控制冶炼技术。

2)在三相有衬电渣冶炼的同时冶炼水平电渣浇铸的液体渣。

3)将炼好的液体渣浇入导电结晶器内，随即开始钢液浇注，由电子称控制浇注速度。

4)三相有衬电渣炉初炼后，出钢到1吨钢包中，由长水口保护浇注到结晶器或中包中，中包有感应加热装置控制温度。

5)钢液由钢包或中包经长水口快速保护浇注到结晶器，浇注结束后导电结晶器开始给电。给电45分钟后停电。

6)停电30分钟后脱锭

结果：

1)对所试验的钢锭进行了化学成分分析，其波动范围很小。化学成份波动见表2：

表2化学成份波动，％

钢种	C	Si	Mn	P	S	Cr	Al
								00Cr20Al6	0	0.001	0.001	0.001	0.0002	0.01	0.05

2)宏观组织

从锻坯上取样分析，宏观组织非常致密，总孔隙度＜0.5，没有发现皮下缺陷，没有宏观组织缺陷。

3)超声波探伤：

对锻坯进行超声波探伤，没有发现内部缺陷。

4)热锻测试：

如不经电渣重熔的铁铬铝(00Cr20Al6)浇铸锭，锻造和热轧开裂非常严重；经水平电渣浇铸的铁铬铝(00Cr20Al6)浇铸锭，钢锭锻造和热轧都不开裂。经过全部热锻后没有发现任何锻造缺陷。

5)显微检测

通过显微检测发现该方法制备的钢锭非常洁净，各类非金属夹杂物评级均为0.5级。

6)机械性能：

机械性能检测优于标准要求性能。抗拉强度：720MPa；延伸率：30％

Claims (3)

1.一种水平电渣冶炼铁铬铝合金的方法，其特征在于采用矩形长底水箱和矩形导电结晶器，把传统垂直电渣锭的“垂直高度”变成了水平电渣结晶器的“水平长度”；既能生产棒线材，又能生产扁平材；

对于棒线材或小扁平材锻坯，L_(长)＞H_(高)＞W_(宽)，铸坯的横断面接近正方形；

对于大扁平材，L_(长)＞W_(宽)＞H_(高)，铸坯为板坯；

冶炼过程以铁铬铝合金为原料，采用三相有衬电渣冶炼+水平电渣浇铸的“双电渣”方式，采用“非自耗”金属电极，控制浇铸过程的渣温和液态金属的凝固，通过控制流经导电结晶器和“非自耗”金属电极之间的电流比例以达到控制凝固和优化结晶组织的目的。

2.如权利要求1所述的一种水平电渣冶炼铁铬铝合金的方法，其特征在于采用低熔点熔渣，使熔渣熔点低于金属液相线温度，渣池温度均匀，控制金属凝固和吸收上浮非金属夹杂，促进新生夹杂物的细小均匀分布。

3.如权利要求1或2所述的一种水平电渣冶炼铁铬铝合金的方法，其特征在于(1)配置一个化渣炉，为水平电渣炉提供液渣；

(2)建立了一个钢包浇注工位，氩气密封长水口潜入式浇铸，采用感应加热控制钢液过热度；

(3)采用电子称控制浇铸速度。