CN104745831A

CN104745831A - 一种电渣钢冶炼用的碳质导电渣

Info

Publication number: CN104745831A
Application number: CN201310744297.8A
Authority: CN
Inventors: 张洲; 陈新; 余爱华; 黄志强
Original assignee: Daye Special Steel Co Ltd
Current assignee: Daye Special Steel Co Ltd
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2033-12-30
Also published as: CN104745831B

Abstract

本发明提供一种适合于电渣钢冶炼用的碳质导电渣及其制备方法。所述导电渣由碳粉，萤石粉和Na₂SiO₃水溶液配制而成，导电性和起弧性良好，在低钛含量钢冶炼中能够发挥重要作用，降低报废率，提高生产效率。

Description

一种电渣钢冶炼用的碳质导电渣

技术领域

本发明涉及一种适合于电渣钢冶炼用的碳质导电渣及其制备方法，属于电渣钢冶炼领域。

背景技术

目前的电渣钢冶炼中广泛采用起弧化渣后重熔冶炼的方式。传统的导电渣通常为钛质导电渣，钛质导电渣的原料是钛白粉和萤石（各占50%），放在结晶器内使用石墨电极送电高温熔炼，再冷却破碎备用。钛质导电渣因起弧稳定、操作方便而被广泛使用。随着科学技术进步，钢材质量要求越来越高。由于传统钛质导电渣中的钛对电渣钢锭底部的Ti含量有一定影响，不适于冶炼低钛钢种。比如电渣轴承钢GCr15、GCr18Mo要求Ti≤0.003%，G20CrNi2MoA要求Ti≤0.005%，如果使用钛质导电渣进行起弧化渣和熔炼，其电渣钢锭底部（起弧端）会由于Ti含量过高导致报废。为了满足GCr15、GCr18Mo、G20CrNi2MoA等低Ti钢种的生产需要，本领域对于导电渣存在强烈的改进需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种导电渣以克服现有技术中的缺陷，所述导电渣由碳粉，萤石粉和Na₂SiO₃水溶液配制而成，将碳粉与萤石粉按一定比例混合，使用Na₂SiO₃水溶液作粘结剂，在成型模具内制成小块，晾干使用。制作过程如下：

本发明人基于导电渣成分的性质对其比例进行了筛选和优化。现有技术通常认为碳粉导电性好，但是其所占比例过高时会导致起弧不稳定，因此现有技术中即使在导电渣中使用碳粉，其使用比例也不会超过70%，相应地，碳粉比例低时，萤石粉的使用比例就会增加，而萤石粉所占比例过高时导电性不好会导致无法起弧。发明人通过设计碳粉、萤石粉、Na₂SiO₃水溶液三者的不同配比制作导电渣，使用电焊机焊夹测试不同配方产品的导电性，再用该导电渣进行电渣钢起弧化渣试验，经反复试验后确定了碳质导电渣的最优配比。本发明的特定配方的碳质导电渣既保证了良好的导电性，又保证了良好的起弧稳定性，在低钛钢冶炼中能够发挥重要作用，降低报废率，提高生产效率。

碳质导电渣中碳粉保证其导电起弧，萤石粉保证在起弧过程中熔化形成液态渣，Na₂SiO₃水溶液作为粘结剂保证晾干后的强度，防止起弧破碎。经过起弧化渣后，碳粉氧化形成CO₂气体挥发，萤石粉熔化后形成电渣炼钢用的熔渣。使用本发明的碳质导电渣起弧化渣熔炼，在GCr15、GCr18Mo、G20CrNi2MoA等低Ti钢种的冶炼中未出现起弧端因高Ti含量报废的质量问题，满足了生产需要。碳质导电渣与传统钛质导电渣相比具有如下优点：

1、制作成本低。碳质导电渣是直接将碳粉、萤石粉、Na₂SiO₃水溶液按比例混匀粘结，制作成本低廉，而传统钛质导电渣要在电渣炉上的结晶器内送电熔化钛白粉和萤石粉，每100Kg导电渣耗电180Kwh。使用碳质导电渣与传统钛质导电渣相比，其每吨钢成本能下降2.55元。

2、碳质导电渣起弧操作方便。碳质导电渣由于外形规则，方便起弧化渣。而传统的钛质导电渣是由大块敲打破碎而成的，其外形极不规则，与电极对中较为困难。

3、电渣炉炼钢生产效率高。由于熔化传统的钛质导电渣需占用电渣炉，而制作碳质导电渣不需占用电渣炉，不会影响电渣钢的生产。

4、碳质导电渣对环境无影响。送电熔化生产传统钛质导电渣时，产生大量的白烟，烟中含氟，该物质对环境污染严重，危害人体健康。

本发明的碳质导电渣以重量份数计的成分配比为：碳粉﹕萤石粉﹕Na₂SiO₃水溶液=72-75﹕21-24﹕4-5，其中Na₂SiO₃水溶液的浓度为20-30%（比如为22%、24%、26%、28%）。制备方法如下：按比例称取原料，先将碳粉、萤石粉混合均匀，再将Na₂SiO₃水溶液加入碳粉、萤石粉的混合物中，搅拌，混合均匀，使用成型模具制成小块，晾干备用。

具体实施方式

下面结合具体实施例详细阐述。

以下实施例以示例的方式展示本发明的技术方案和技术效果，但是并不构成对本发明的限制。

实施例1：按照重量份数比为：碳粉﹕萤石粉﹕Na₂SiO₃水溶液=72﹕24﹕4的比例称取原料，先将碳粉、萤石粉混合均匀，再将Na₂SiO₃水溶液加入碳粉、萤石粉的混合物中，搅拌，混合均匀，使用成型模具制成小块，晾干备用；其中Na₂SiO₃水溶液的浓度为20%。

实施例2：按照重量份数比为：碳粉﹕萤石粉﹕Na₂SiO₃水溶液=75﹕21﹕4的比例称取原料，先将碳粉、萤石粉混合均匀，再将Na₂SiO₃水溶液加入碳粉、萤石粉的混合物中，搅拌，混合均匀，使用成型模具制成小块，晾干备用；其中Na₂SiO₃水溶液的浓度为24%。

实施例3：按照重量份数比为：碳粉﹕萤石粉﹕Na₂SiO₃水溶液=73﹕22﹕5的比例称取原料，先将碳粉、萤石粉混合均匀，再将Na₂SiO₃水溶液加入碳粉、萤石粉的混合物中，搅拌，混合均匀，使用成型模具制成小块，晾干备用；其中Na₂SiO₃水溶液的浓度为26%。

按以上实施例1-3制备的碳质导电渣分别称为碳质导电渣1，碳质导电渣2，碳质导电渣3，使用电焊机焊夹测试其导电性、起弧稳定性，结果如表1所示。

表1使用Na₂SiO₃水溶液的碳质导电渣与无Na₂SiO₃水溶液的碳质导电渣的性能对比

【导电性以“电导率”衡量，碳质导电渣1、2、3的导电性与焦炭差不多，焦炭的电导率约为8000000—9000000（S/m）(西门子/米)。】

使用不同导电渣起弧、冶炼的电渣钢锭G20CrNi2MoA，其底部【Ti】含量结果如表2所示。

表2：不同导电渣起弧、冶炼的电渣钢锭底部【Ti】含量

注：上表中“max”为最大值，“min”为最小值。

Claims

1.一种导电渣，由碳粉，萤石粉和Na₂SiO₃水溶液制成，以重量百分数计，碳粉﹕萤石粉﹕Na₂SiO₃水溶液=72-75﹕21-24﹕4-5，其中Na₂SiO₃水溶液的浓度为20-30%。

2.根据权利要求1的导电渣，其中：

碳粉﹕萤石粉﹕Na₂SiO₃水溶液=72﹕24﹕4。

3.根据权利要求1的导电渣，其中：

碳粉﹕萤石粉﹕Na₂SiO₃水溶液=75﹕21﹕4。

4.根据权利要求1的导电渣，其中：

碳粉﹕萤石粉﹕Na₂SiO₃水溶液=73﹕22﹕5。

5.根据权利要求1的导电渣，其中：

Na₂SiO₃水溶液的浓度为20-24%。

6.根据权利要求1的导电渣，其中：

Na₂SiO₃水溶液的浓度为20-26%。

7.根据权利要求1的导电渣，其中：

Na₂SiO₃水溶液的浓度为24-26%。

8.权利要求1-7任一项所述的导电渣的制备方法，其特征在于：

按比例称取碳粉，萤石粉和Na₂SiO₃水溶液，先将碳粉、萤石粉混合均匀，再将Na₂SiO₃水溶液加入碳粉、萤石粉的混合物中，搅拌，混合均匀，使用成型模具制成小块，晾干即得。