CN107604173A - 一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺，所述工艺包括熔速工艺设计、线下模拟计算、过程干预调控；所述过程干预调控，通过电压、电流调控实现，所述熔速工艺设计，采用“起始熔速‑保持熔速‑进补缩熔速”三段式，所述“起始熔速”为14‑16kg/min。本发明对熔速进行工艺设计，采用“起始熔速→保持熔速→进补缩熔速”三段式；利用Excel表格工具对上述设计熔速进行线下模拟；生产过程中，可根据实际熔速情况，对电压电流进行人为调控，以保证实际熔速与设定熔速的偏差在±1kg/min以内，工艺执行精度大幅提升。杜绝了因熔速不合理造成的生产和质量事故，减少了损失，降低了生产成本，效益显著。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺。
背景技术
特厚钢板是高端装备制造业的关键材料，随着国民经济发展，装备趋于大型化、高端化，国内外对大单重特厚钢板的需求日益增加。但特厚钢板对产品质量和性能有严格要求，普通钢锭轧制成材的钢板，因其内部存在中心偏析、疏松、夹杂等缺陷，无法满足要求，特别是对厚度方向性能和超声波探伤有要求的高端特厚钢板，仍需进口。
电渣重熔是一种特殊的精炼工艺，与其它冶金方法相比，有着钢液纯净、冶金反应条件好、内部组织致密等优点。采用电渣重熔技术生产高端特厚钢板，已得到业界普遍认可，一些大型板坯电渣炉应运而生。
电渣炉生产过程中，熔速（自耗电极熔化速度）是一项重要的工艺参数。当熔速偏高时，金属熔池加深，发生偏析、疏松等内部缺陷的风险增加。特别是大型板坯电渣炉，截面大，重熔周期长，合理的熔速控制工艺，对保证产品质量尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺；工艺方法包括熔速工艺设计、线下模拟计算、过程干预调控三方面内容，以提高电渣重熔过程的熔速控制精度，避免因熔速不合理造成的生产和质量事故，减少损失。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：所述工艺包括熔速工艺设计、线下模拟计算、过程干预调控；所述过程干预调控，通过电压、电流调控实现，所述熔速工艺设计，采用“起始熔速-保持熔速-进补缩熔速”三段式，所述“起始熔速”为14-16kg/min。
本发明所述“保持熔速”为18.5-21kg/min。
本发明所述“进补缩熔速”为17-18.5kg/min，
本发明所述熔速工艺设计，采用“起始熔速-保持熔速-进补缩熔速”三段式，其中“起始熔速-保持熔速”阶段，熔速递增，自耗电极熔化掉总重量的1/5时达到保持熔速，熔速单位：kg/min，熔速的增幅按0-1kg/min控制。
本发明所述熔速工艺设计，采用“起始熔速-保持熔速-进补缩熔速”三段式，其中“保持熔速-进补缩熔速”阶段，熔速递减，自耗电极剩余重量为总重的1/4-1/3时开始递减，熔速单位：kg/min，熔速的降幅按0-1kg/min控制。
本发明所述线下模拟计算，利用Excel表格工具对上述设计熔速进行线下模拟，不同的电渣炉可根据自己WinCC熔速控制画面进行表格设计和公式编辑，不影响模拟效果，实际熔速与设定熔速的偏差在±1kg/min以内。
本发明所述过程干预调控，通过电渣炉电流调控实现，当实际熔速与设定熔速的偏高1kg/min以上时，可降低电渣炉电流30-50A。
本发明所述过程干预调控，通过电渣炉电流调控实现，当实际熔速与设定熔速的偏低1kg/min以上时，可升高电渣炉电流30-50A。
本发明产品检测方法：产品采用超声波探伤检测，参考标准号为GB/T2970-2004。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明创新性地提出了一种“低-高-低”的三段式熔速设计模式，避免电渣锭头尾出现探伤不合。2、本发明自主编制公式实现熔速线下模拟，提高了工艺的命中率。3、本发明生产过程中，通过对电压电流进行调整，实际熔速能够控制在设定值±1kg/min内，工艺执行精度大幅提升。4、本发明线下模拟表格与电渣炉Wincc控制画面中的表格相对应，操作简单、便捷。5、本发明应用后，杜绝了因熔速不合理造成的生产和质量事故，减少了损失，降低了生产成本，效益显著。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
某钢铁公司50t级板坯电渣炉，工艺包括熔速工艺设计、线下模拟计算、过程干预调控，具体方法如下：
1）熔速工艺设计，采用“起始熔速-保持熔速-进补缩熔速”三段式。
“起始熔速”为16kg/min，“起始熔速-保持熔速”阶段，熔速递增，熔速的增幅按0.5kg/min控制，自耗电极熔化掉总重量的1/5时（即10吨）达到保持熔速，“保持熔速”为20kg/min。
“保持熔速-进补缩熔速”阶段，熔速递减，自耗电极剩余重量为总重的1/4时开始递减，熔速的降幅按0.5kg/min控制。“进补缩熔速”为18.0kg/min。
2）线下模拟计算，利用Excel表格工具对上述设计熔速进行线下模拟，不同的电渣炉可根据自己WinCC熔速控制画面进行表格设计和公式编辑，不影响模拟效果，实际熔速与设定熔速的偏差在±1kg/min以内，实际模拟情况见表1。
表1 板坯电渣炉设定熔速模拟情况表
3）过程干预调控，通过电渣炉电流调控实现，当实际熔速与设定熔速的偏高1kg/min以上时，可降低电渣炉电流30-50A；当实际熔速与设定熔速的偏低1kg/min以上时，可升高电渣炉电流30-50A。
采用本发明后，熔速控制水平大幅提升，基本杜绝了因熔速不合理造成的生产和质量事故。电渣锭探伤合格率由之前的92.35%提高到98.51%，按每年生产电渣锭3000t，工序成本7260元/t计算，可减少损失=3000t×7260元/t×（98.51%-92.35%）=134.16万元。
实施例2
某钢铁公司45t级板坯电渣炉，工艺包括熔速工艺设计、线下模拟计算、过程干预调控，具体方法如下：
1）熔速工艺设计，采用“起始熔速-保持熔速-进补缩熔速”三段式。
“起始熔速”为16kg/min，“起始熔速-保持熔速”阶段，熔速递增，熔速的增幅按0.5kg/min控制，自耗电极熔化掉总重量的1/5时（即9吨）达到保持熔速，“保持熔速”为20kg/min。
“保持熔速-进补缩熔速”阶段，熔速递减，自耗电极剩余重量为总重的1/3时开始递减，熔速的降幅按0.5kg/min控制。“进补缩熔速”为18.0kg/min。
2）线下模拟计算，利用Excel表格工具对上述设计熔速进行线下模拟，不同的电渣炉可根据自己WinCC熔速控制画面进行表格设计和公式编辑，不影响模拟效果，实际熔速与设定熔速的偏差在±1kg/min以内；实际模拟情况见表2。
表2 板坯电渣炉设定熔速模拟情况表
3）过程干预调控，通过电渣炉电流调控实现，当实际熔速与设定熔速的偏高1kg/min以上时，可降低电渣炉电流30-50A；当实际熔速与设定熔速的偏低1kg/min以上时，可升高电渣炉电流30-50A。
采用本发明后，熔速控制水平大幅提升，基本杜绝了因熔速不合理造成的生产和质量事故。电渣锭探伤合格率由之前的91.33%提高到97.25%，按每年生产电渣锭5000t，工序成本7260元/t计算，可减少损失=5000t×7260元/t×（97.25%-91.33%）=214.90万元。
实施例3
某钢铁公司35t级板坯电渣炉，工艺包括熔速工艺设计、线下模拟计算、过程干预调控，具体方法如下：
1）熔速工艺设计，采用“起始熔速-保持熔速-进补缩熔速”三段式。
“起始熔速”为15kg/min，“起始熔速-保持熔速”阶段，熔速递增，熔速的增幅按0.5kg/min控制，自耗电极熔化掉总重量的1/5时（即7吨）达到保持熔速，“保持熔速”为19kg/min。
“保持熔速-进补缩熔速”阶段，熔速递减，自耗电极剩余重量为总重的1/4时开始递减，熔速的降幅按0.5kg/min控制，“进补缩熔速”为17.5kg/min。
2）线下模拟计算，利用Excel表格工具对上述设计熔速进行线下模拟，不同的电渣炉可根据自己WinCC熔速控制画面进行表格设计和公式编辑，不影响模拟效果，实际熔速与设定熔速的偏差在±1kg/min以内；实际模拟情况见表3。
表3 板坯电渣炉设定熔速模拟情况表
3）过程干预调控，通过电渣炉电流调控实现，当实际熔速与设定熔速的偏高1kg/min以上时，可降低电渣炉电流30-50A；当实际熔速与设定熔速的偏低1kg/min以上时，可升高电渣炉电流30-50A。
采用本发明后，熔速控制水平大幅提升，基本杜绝了因熔速不合理造成的生产和质量事故。电渣锭探伤合格率由之前的92.35%提高到97.11%，按每年生产电渣锭1000t，工序成本7260元/t计算，可减少损失=1000t×7260元/t×（97.11%-92.35%）=34.56万元。
实施例4
某钢铁公司30t级板坯电渣炉，工艺包括熔速工艺设计、线下模拟计算、过程干预调控，具体方法如下：
1）熔速工艺设计，采用“起始熔速-保持熔速-进补缩熔速”三段式。
“起始熔速”为14kg/min，“起始熔速-保持熔速”阶段，熔速递增，熔速的增幅按0.6kg/min控制，自耗电极熔化掉总重量的1/5时（即6吨）达到保持熔速，“保持熔速”为18.5kg/min。
“保持熔速-进补缩熔速”阶段，熔速递减，自耗电极剩余重量为总重的1/4时开始递减，熔速的降幅按0.6kg/min控制。“进补缩熔速”为17kg/min。
2）线下模拟计算，利用Excel表格工具对上述设计熔速进行线下模拟，不同的电渣炉可根据自己WinCC熔速控制画面进行表格设计和公式编辑，不影响模拟效果，实际熔速与设定熔速的偏差在±1kg/min以内；实际模拟情况见表4。
表4 板坯电渣炉设定熔速模拟情况表
3）过程干预调控，通过电渣炉电流调控实现，当实际熔速与设定熔速的偏高1kg/min以上时，可降低电渣炉电流30-50A；当实际熔速与设定熔速的偏低1kg/min以上时，可升高电渣炉电流30-50A。
采用本发明后，熔速控制水平大幅提升，基本杜绝了因熔速不合理造成的生产和质量事故。电渣锭探伤合格率由之前的94.25%提高到98.31%，按每年生产电渣锭1200t，工序成本7260元/t计算，可减少损失=1200t×7260元/t×（98.31%-94.25%）=35.37万元。
实施例5
某钢铁公司53t级板坯电渣炉，工艺包括熔速工艺设计、线下模拟计算、过程干预调控，具体方法如下：
1）熔速工艺设计，采用“起始熔速-保持熔速-进补缩熔速”三段式。
“起始熔速”为16kg/min，“起始熔速-保持熔速”阶段，熔速递增，熔速的增幅按0.7kg/min控制，自耗电极熔化掉总重量的1/5时（即10.6吨）达到保持熔速，“保持熔速”为20.8kg/min。
“保持熔速-进补缩熔速”阶段，熔速递减，自耗电极剩余重量为总重的1/4时开始递减，熔速的降幅按0.7kg/min控制。“进补缩熔速”为18.3kg/min。
2）线下模拟计算，利用Excel表格工具对上述设计熔速进行线下模拟，不同的电渣炉可根据自己WinCC熔速控制画面进行表格设计和公式编辑，不影响模拟效果，实际熔速与设定熔速的偏差在±1kg/min以内；实际模拟情况见表5。
表5 板坯电渣炉设定熔速模拟情况表
3）过程干预调控，通过电渣炉电流调控实现，当实际熔速与设定熔速的偏高1kg/min以上时，可降低电渣炉电流30-50A；当实际熔速与设定熔速的偏低1kg/min以上时，可升高电渣炉电流30-50A。
采用本发明后，熔速控制水平大幅提升，基本杜绝了因熔速不合理造成的生产和质量事故。电渣锭探伤合格率由之前的93.33%提高到96.52%，按每年生产电渣锭900t，工序成本7260元/t计算，可减少损失=900t×7260元/t×（96.52%-93.33%）=20.84万元。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺，其特征在于，所述工艺包括熔速工艺设计、线下模拟计算、过程干预调控；所述过程干预调控，通过电压、电流调控实现，所述熔速工艺设计，采用“起始熔速-保持熔速-进补缩熔速”三段式，所述“起始熔速”为14-16kg/min。
2.根据权利要求1所述的一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺，其特征在于，所述“保持熔速”为18.5-21kg/min。
3.根据权利要求1所述的一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺，其特征在于，所述“进补缩熔速”为17-18.5kg/min。
4.根据权利要求1所述的一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺，其特征在于，所述熔速工艺设计，采用“起始熔速-保持熔速-进补缩熔速”三段式，其中“起始熔速-保持熔速”阶段，熔速递增，自耗电极熔化掉总重量的1/5时达到保持熔速，熔速单位：kg/min，熔速的增幅按0-1kg/min控制。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺，其特征在于，所述熔速工艺设计，采用“起始熔速-保持熔速-进补缩熔速”三段式，其中“保持熔速-进补缩熔速”阶段，熔速递减，自耗电极剩余重量为总重的1/4-1/3时开始递减，熔速单位：kg/min，熔速的降幅按0-1kg/min控制。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺，其特征在于，所述线下模拟计算，利用Excel表格工具对上述设计熔速进行线下模拟，不同的电渣炉可根据自己WinCC熔速控制画面进行表格设计和公式编辑，不影响模拟效果，实际熔速与设定熔速的偏差在±1kg/min以内。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺，其特征在于，所述过程干预调控，通过电渣炉电流调控实现，当实际熔速与设定熔速的偏高1kg/min以上时，可降低电渣炉电流30-50A。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种大型板坯电渣炉熔速控制工艺，其特征在于，所述过程干预调控，通过电渣炉电流调控实现，当实际熔速与设定熔速的偏低1kg/min以上时，可升高电渣炉电流30-50A。
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