CN110607455B - 一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢锭化学成分控制技术领域，公开了一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法，所述控制方法包括如下步骤：步骤一、结晶器准备，步骤二、通入干燥空气，步骤三、渣料准备，步骤四、造渣，步骤五、重熔，步骤六、脱锭。本发明首先控制自耗电极的化学成分，符合客户要求；其次使用和熔炼钢种相同钢种的钢板作为引锭板。最后在电渣重熔过程中向结晶器内投入脱氧剂，让脱氧剂本身和大量注入的干燥空气中的氧发生反应，保持熔渣的还原性，达到降低钢中易被氧化元素被氧化的可能性，从而保证在大流量干燥空气保护下钢锭各成分全部符合制造规范。具有投资小、成本低、容易实现的优点。

Description

一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法
技术领域
本发明涉及钢锭化学成分控制技术领域，具体是一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法。
背景技术
国家核电技术公司在国家重大科技专项设备制造类项目中安排了CAP1400主管道研制课题，成立了以中船重工集团公司渤船重工为牵头单位，上重公司、中国一重和中国二重为课题成员单位的课题组，开展CAP1400主管道国产化研制攻关。上重铸锻承担了主管道大锻件直管坯的冶炼、锻造工艺攻关。此类钢特点是纯净度要求高，重量巨大(百吨级)，化学成分要求高(Cr含量16.0-18.0％，Ni含量11.0-14.0％，As、Sn、Sb、Pb含量都小于0.005％)，机械性能指标高。
上重铸锻现有的电渣重熔设备为半敞开式电渣炉，以干燥空气作为气体保护系统的气源，可使重熔过程中将大气的影响降到最低。但由于干燥空气的存在，冶炼时整个炉内处于一个强氧化的状态。如何在强氧化的冶炼气氛下保证Cr，Ni等活泼元素不发生烧损，同时保持钢水的纯净度，控制有害元素的含量，有着相当大的难度。
发明内容
本发明提供一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法，所述控制方法包括如下步骤：
步骤一、结晶器准备，在底部铺上同钢种板作为引锭板；
步骤二、通入干燥空气，通电前十分钟向装置内部通入干燥空气；
步骤三、渣料准备，采用AHф–8配比渣料；
步骤四、造渣，将配好的渣料加入结晶器底部，用石墨电极在结晶器内通电引弧；
步骤五、重熔，在渣料全部熔化后吊出石墨电极，换上自耗电极重熔，重熔时每五分钟加入Si-Ca合金和铝丝进行脱氧；
步骤六、脱锭，电渣重熔结束后6小时后脱锭，并清理钢锭表面。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤二中，所述干燥空气的流量为900-1000立方米/小时。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤二中，所述干燥空气的制备方法如下：
A、气体准备，通过空压机产生足量的气体；
B、气体处理，通过冷冻机对于空压机产生的气体进行干燥处理，然后经过油气分离机进行油气分离处理；
C、气体储存，将处理完成的气体通入气包内进行储存。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤三中，所述AHф–8配比的成分为：萤石65％-白刚玉20％-石灰15％。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤五中，所述自耗电极的长度偏差小于等于10mm。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤五中，所述自耗电极在使用前用煤气烘烤，并且烘烤时间大于等于4小时，烘烤的温度大于等于700℃。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤五中，所述Si-Ca合金加入量为50-1500g/5分钟，铝丝100-1100g/5分钟。
本发明具有以下有益之处：
本发明首先控制自耗电极的化学成分，符合客户要求；其次使用和熔炼钢种相同钢种的钢板作为引锭板。最后在电渣重熔过程中向结晶器内投入脱氧剂，让脱氧剂本身和大量注入的干燥空气中的氧发生反应，保持熔渣的还原性，达到降低钢中易被氧化元素被氧化的可能性，从而保证在大流量干燥空气保护下钢锭各成分全部符合制造规范。具有投资小、成本低、容易实现的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法，所述控制方法包括如下步骤：
步骤一、结晶器准备，结晶器采用采用三相双极串联电渣炉；采用铜壁水冷结晶器和水冷底板，在底部铺上同钢种板作为引锭板；
步骤二、通入干燥空气，通电前十分钟向装置内部通入干燥空气，干燥空气的流量为900-1000立方米/小时，干燥空气的制备方法如下：
A、气体准备，通过空压机产生足量的气体；
B、气体处理，通过冷冻机对于空压机产生的气体进行干燥处理，然后经过油气分离机进行油气分离处理；
C、气体储存，将处理完成的气体通入气包内进行储存；
步骤三、渣料准备，采用AHф–8配比渣料，所述AHф–8配比的成分为：萤石65％-白刚玉20％-石灰15％；
步骤四、造渣，调节结晶器内干燥空气流量，通入的干燥空气流量为700-800立方米/小时，将部分配好的渣料加入结晶器底部，用石墨电极在结晶器内通电引弧，逐渐把渣料全部加入结晶器内，直至渣料全部熔化；
步骤五、重熔，在渣料全部熔化后吊出石墨电极，调整结晶器内干燥空气压力，使干燥空气流量为600-800立方米/小时，换上自耗电极重熔，自耗电极的长度偏差小于等于10mm，单支长2500±10mm，自耗电极在使用前用煤气烘烤，并且烘烤时间大于等于4小时，烘烤的温度大于等于700℃，重熔时每五分钟加入Si-Ca合金和铝丝进行脱氧，Si-Ca合金加入量为50-1500g/5分钟，铝丝100-1100g/5分钟；待熔化到距自耗电极顶端50±50mm时吊出，换另一对自耗电极继续重熔，当重熔到电渣锭实际重量比预定重量少8吨时，减低电功率转入末期补缩操作；
自耗电极满足表1要求：
Figure GDA0003331281920000061
表1
步骤六、脱锭，电渣重熔结束后6小时后脱锭，并清理钢锭表面。
本发明采用干燥空气保护电渣重熔法制造用于核电主管道的重量为100吨以上的高纯净度种TP316大型不锈钢电渣重熔钢锭，其成分满足表2所示：
Figure GDA0003331281920000062
Figure GDA0003331281920000071
表2
本发明首先控制自耗电极的化学成分，符合客户要求；其次使用和熔炼钢种相同钢种的钢板作为引锭板。最后在电渣重熔过程中向结晶器内投入脱氧剂，让脱氧剂本身和大量注入的干燥空气中的氧发生反应，保持熔渣的还原性，达到降低钢中易被氧化元素被氧化的可能性，从而保证在大流量干燥空气保护下钢锭各成分全部符合制造规范。具有投资小、成本低、容易实现的优点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
步骤一、结晶器准备，在底部铺上同钢种板作为引锭板；
步骤二、通入干燥空气，通电前十分钟向装置内部通入干燥空气，所述干燥空气的流量为900-1000立方米/小时；
步骤三、渣料准备，采用AHф–8配比渣料，所述AHф–8配比的成分为：萤石65％-白刚玉20％-石灰15％；
步骤四、造渣，调节结晶器内干燥空气流量，通入的干燥空气流量为700-800立方米/小时，将配好的渣料加入结晶器底部，用石墨电极在结晶器内通电引弧；
步骤五、重熔，在渣料全部熔化后吊出石墨电极，调整结晶器内干燥空气压力，使干燥空气流量为600-800立方米/小时，换上自耗电极重熔，重熔时每五分钟加入Si-Ca合金和铝丝进行脱氧，当重熔到电渣锭实际重量比预定重量少8吨时，减低电功率转入末期补缩操作，自耗电极元素要求满足：C≤0.020％，Mn≤2.00％，Si≤2.00％，S≤0.005％，P≤0.025％，Cr16.00％-18.00％，Ni11.00％-14.00％，Mo2.00％-3.00％，N0.10-0.16％；
步骤六、脱锭，电渣重熔结束后6小时后脱锭，并清理钢锭表面。
2.根据权利要求1所述的一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法，其特征在于，步骤二中，所述干燥空气的制备方法如下：
A、气体准备，通过空压机产生足量的气体；
B、气体处理，通过冷冻机对于空压机产生的气体进行干燥处理，然后经过油气分离机进行油气分离处理；
C、气体储存，将处理完成的气体通入气包内进行储存。
3.根据权利要求1所述的一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法，其特征在于，步骤五中，所述自耗电极的长度偏差小于等于10mm。
4.根据权利要求1或3所述的一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法，其特征在于，步骤五中，所述自耗电极在使用前用煤气烘烤，并且烘烤时间大于等于4小时，烘烤的温度大于等于700℃。
5.根据权利要求1所述的一种大型不锈钢电渣重熔钢锭的化学成分控制方法，其特征在于，步骤五中，所述Si-Ca合金加入量为50-1500g/5分钟，铝丝100-1100g/5分钟。
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