CN105567990A - 一种电渣重熔钢水合金化的方法 - Google Patents

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李�杰
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Abstract

本发明公开了一种电渣重熔钢水合金化的方法，其将合金化所需元素的金属线和/或合金线固定在自耗电级表面；所述金属线和/或合金线沿自耗电级外表面轴向方向上等间距布置。本方法提高了合金元素的利用率，保证了合金化元素溶入自耗电极熔滴中的均匀性，可保证电渣重熔冶炼过程的顺利进行，并保证合金化元素成分的精确控制。本方法可显著提合金化元素的收得率，同时节约金属（合金）的用量，降低电耗，从而有效地降低电渣重熔的冶炼成本。本发明选用的金属（合金）线的种类，用量，规格等可根据钢水合金化所需要求确定，可广泛适用于各种电渣重熔钢水合金化要求；具有结构简单、制作方便、容易掌握、易推广应用等特点。

Description

一种电渣重熔钢水合金化的方法
技术领域
本发明涉及一种钢水合金化的方法，尤其是一种电渣重熔钢水合金化的方法。
背景技术
目前，电渣重熔自耗电极过程钢水的合金化一般采用向熔融炉渣表面添加含合金化元素的纯金属和合金的方法进行。该方法实施过程中，合金化元素从炉渣表面向炉渣—钢水界面扩散传质对钢水进行合金化；该方法是一种间接的钢水合金化方法，合金化元素的收得率低，且含合金化元素的金属和合金在炉渣表面熔化过程吸热，从而降低炉渣的温度，提高了电渣重熔的电耗，增加了电渣重熔的冶炼成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高效、低成本的电渣重熔钢水合金化的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：将合金化所需元素的金属线和/或合金线固定在自耗电级表面；所述金属线和/或合金线沿自耗电级外表面轴向方向上等间距布置。
本发明所述金属线和/或合金线采用捆绑或者焊接的方式固定在自耗电级表面。
本发明所述自耗电级及其固定在其上的金属线和/或合金线在使用时距离水冷结晶器内壁最小为2cm。
本发明所述金属线和/或合金线的横断面为圆形或方形，其直径或对角线长度为4～15mm。
本发明所述金属线和/或合金线的长度与自耗电级的长度相同；所述金属线和/或合金线的一端距离自耗电极起弧侧横断面外沿2～3cm，另一端弯成90°角钩搭固定在自耗电级焊接电渣辅助电极的一侧。
本发明所述金属线和/或合金线的主要包括金属铝线、铜线材质和/或钛铁包芯线，熔化温度在550～1750℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明在自耗电级表面固定数根金属（合金）线后进行电渣重熔，在熔渣-自耗电极的接触熔化界面上，部分合金化元素直接溶解到自耗电极的液滴中，从而提高了合金元素的利用率。本发明所述金属（合金）线沿自耗电级外表面轴向方向上等间距布置，从而保证合金化元素溶入自耗电极熔滴中的均匀性，可保证电渣重熔冶炼过程的顺利进行，并保证合金化元素成分的精确控制。与传统熔渣表面合金化方法相比，本发明可显著提合金化元素的收得率，同时节约金属（合金）的用量，降低电耗，从而有效地降低电渣重熔的冶炼成本。本发明选用的金属（合金）线的种类，用量，规格等可根据钢水合金化所需要求确定，可广泛适用于各种电渣重熔钢水合金化要求。综上所述，本发明对电渣重熔自耗电级过程中钢水进行合金化，具有结构简单、制作方便、容易掌握、易推广应用等特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明固定有金属（合金）线的自耗电极的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是金属（合金）线的结构示意图。
图中：1－自耗电级；2－绑丝；3－金属（合金）线；4－卡槽。
具体实施方式
本电渣重熔钢水合金化的方法是在自耗电级表面固定数根金属（合金）线后进行电渣重熔；图1所示，所述金属（合金）线3沿自耗电级1外表面轴向方向上等间距布置，采用捆绑或者焊接的方式固定在自耗电级表面；所述金属（合金）线3布置间距由合金化所需元素加入量，金属（合金）线粗细、根数共同确定。本方法所述金属（合金）线3断面规格选取要满足包括金属（合金）线在内的自耗电极1与水冷结晶器内壁的距离在2cm及以上；金属（合金）线3的横断面最好为圆形（或方形），直径（或对角线）长度在4～15mm，其合金化效果更好。图2所示，本方法所述金属（合金）线3的长度与自耗电级1的长度相同；所述金属（合金）线3一端距离自耗电极起弧侧横断面外沿2～5cm，另一端弯成90°角钩搭固定在自耗电级焊接电渣辅助电极的一侧；在金属（合金）线3上设有卡槽4，以方便利用绑丝2将其捆绑在自耗电极1的外表面。本方法所述金属（合金）线的主要包括金属铝线、铜线材质、以及钛铁包芯线等，其熔化温度在550～1750℃。
实施例：本电渣重熔钢水合金化的方法，以电渣重熔冶炼TWIP130钢进行铝合金化为例，具体工艺如下所述。
本方法的工艺过程中包括原始自耗电极，材质为半成品的TWIP130钢的铸锭，所述自耗电极的规格为φ300×1000mm，重量为551kg，其中铝的质量分数为1.04%。所述自耗电极表面等间距固定32根金属铝线；所述金属铝线为圆柱状，直径为10mm，长度与自耗电极长度相等；所述金属铝线可根据需要采用4～25mm直径的圆形铝线，或对角线长4～25mm的方形铝线，在使用时与水冷结晶器内壁的距离在2cm及以上即可。所述金属铝线采用捆绑的方式固定在自耗电极表面即可，也可采用其它方式固定，比如焊接等。自耗电级表面金属铝线的间距根据选取金属铝线的根数、直径以及自耗电极的周长共同确定。本实施例中，具体的材料参数见表1。
表1：具体的材料参数
材 质 规 格 数 量 质 量 Al含量
自耗电极 半成品TWIP130锭 φ300×1000mm 1个 551kg 1.04%
金属铝线 Al Φ10×1000mm 32根 0.212 kg×32 99.74%
本方法在自耗电极表面等间距捆绑布置了32根金属铝线。所述铝线的布置间隔由合金化所需加铝量、铝线的直径共同确定，采用等间隔布置，保证铝合金化成分的均匀性。所述金属铝线的一端弯成90°角钩搭捆绑固定在自耗电极焊接电渣辅助电极的一侧，从而保证电渣重熔过程中铝线不脱落。所述金属铝线另一端距离自耗电极起弧侧横断面外沿25mm，保证电渣起弧开始阶段金属铝不熔化。所述金属铝线表面采用卡槽设计，机械加工数个3mm（深）×4mm（长）的凹槽，以保证绑丝通过凹槽将金属线固定。所述卡槽的位置从金属铝线拟弯成90°角一侧5mm位置上开始加工，卡槽间隔为300mm，卡槽个数由选取的金属线的长度和绑丝的间隔确定。所述的固定绑丝采用直径为3mm的45#钢丝即可，也可采用其它材质的铁丝，不锈钢丝等。采用上述固定方法，可有效保证电渣重熔过程金属铝线的紧固，同时满足电渣重熔铝合金化成分均匀性的要求。
采用本方法对半成品的TWIP钢铝合金化的电渣重熔过程与传统的自耗电极的电渣重熔冶炼方法相同。
本方法的实施效果：
分别采用本方法和传统渣面加铝方法对半成品的TWIP130钢进行铝合金化。两种合金化方法电渣重熔过程均采用Ar气保护，同时应用等量的40%CaF2＋30%Al2O3＋30%CaO预熔渣，冷却条件和供电控制条件相同。本方法与传统方法相比，具体实施效果如表2所示。
表2：具体实施效果
冶炼钢种 电极重量 初始电极铝含量 合金化方式 合金种类 合金加入量 电渣锭铝含量 元素收得率
TWIP130 551kg 1.02% 捆绑加铝 铝线 6.784kg 1.87% 69%
TWIP130 638kg 1.06% 渣面加铝 铝粒 9.693kg 1.85% 52%
由表2可知，较传统方法相比，采用本方法对半成品TWIP钢进行铝合金化，铝元素的收得率提高了15%以上；可见，本方法可显著提高合金化元素的收得率，且方法简单，可靠。

Claims (6)

1.一种电渣重熔钢水合金化的方法，其特征在于：将合金化所需元素的金属线和/或合金线固定在自耗电级表面；所述金属线和/或合金线沿自耗电级外表面轴向方向上等间距布置。
2.根据权利要求1所述的一种电渣重熔钢水合金化的方法，其特征在于：所述金属线和/或合金线采用捆绑或者焊接的方式固定在自耗电级表面。
3.根据权利要求1所述的一种电渣重熔钢水合金化的方法，其特征在于：所述自耗电级及其固定在其上的金属线和/或合金线在使用时距离水冷结晶器内壁最小为2cm。
4.根据权利要求1所述的一种电渣重熔钢水合金化的方法，其特征在于：所述金属线和/或合金线的横断面为圆形或方形，其直径或对角线长度为4～15mm。
5.根据权利要求1所述的一种电渣重熔钢水合金化的方法，其特征在于：所述金属线和/或合金线的长度与自耗电级的长度相同；所述金属线和/或合金线的一端距离自耗电极起弧侧横断面外沿2～3cm，另一端弯成90°角钩搭固定在自耗电级焊接电渣辅助电极的一侧。
6.根据权利要求1－5任意一项所述的一种电渣重熔钢水合金化的方法，其特征在于：所述金属线和/或合金线的主要包括金属铝线、铜线材质和/或钛铁包芯线，熔化温度在550～1750℃。
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