CN112813280A - 用于电渣重熔含b的转子钢锭的中低氟渣系及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中低氟渣系及使用方法，属于电渣特种冶金技术领域，用以解决现有含B的电渣熔炼渣系能耗高及高氟渣挥发污染的问题。所述中低氟渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF₂；30.06％～39.30％，Al₂O₃：34.02％～43.79％，CaO；18.31％～22.72％，MgO：3％～5％，B₂O₃：0.10％～3.50％，其余为杂质；杂质中SiO₂＜0.5％。其中，CaO/(SiO₂+0.5*Al₂O₃)的范围为0.7～1.4。本发明的中低氟渣系减少了高氟渣挥发污染，使用时电耗低，综合冶金性能良好。

Description

用于电渣重熔含B的转子钢锭的中低氟渣系及使用方法

技术领域

本发明涉及电渣特种冶金技术领域，尤其涉及一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中低氟渣系及其使用方法。

背景技术

中国是全球第一大电力生产国和消费国，中国火电发电比例为70％～80％。然而，大部分火电机组普遍效率低，这不仅造成了能源浪费，而且带来了严重的环境污染。因此，无论从经济角度还是环保角度，中国都亟待大力发展高效率的发电技术。提高电站发电效率的方法包括合理的管理技术和提高机组效率两个方面，其中提高机组效率的有效方法是提高蒸汽参数水平，发展(超)临界火电机组。目前9～12％Cr的耐热钢转子具有良好的应用性能，其中欧洲COST-FB2是一个典型9Cr耐热钢前沿钢种，含B约0.01％，熔化温度区间约为1329～1504℃。

我国超临界转子材料及其关键制造技术的发展，尚需从冶炼、热处理等方面入手。其中，冶炼工艺的重点是改善铸锭成分、组织的均匀性和纯净度，电渣重熔是重要的特种冶炼手段。比如我国发电机组的FB2钢基本依靠进口，重要一点是在电渣熔炼方面尚有一些难点存在，比如FB2钢专用渣系、大直径电渣锭的元素窄成分控制等。

对于以FB2钢为例的含B钢电渣熔炼用渣系，现有的熔炼渣系有：(1)三元渣系CaF₂，Al₂O₃，CaO，余量为杂质，用于熔炼COST-FB2钢或CB2钢等；(2)五元渣系CaF₂(高氟)，CaO，Al₂O₃，MgO，B₂O₃的渣系。

但是国内研究机构、渣生产企业、渣使用企业，对上述两类渣系设计选择是以CaF₂-Al₂O₃-CaO三元渣确定主成分，适当补加一定量的MgO、B₂O₃等成分的方法完成渣系设计，其以试探性加渣系组员的实验思路进行渣系选择，通常在渣系设计理论上考虑不到位。这两类现用渣系存在含氟高、污染大，且渣系成分在长时间电渣熔炼过程中结构稳定性不足的问题。对于含B的高压转子用耐热钢，及其他含B≤0.015％不锈钢的电渣熔炼专用渣系，在节能降耗、熔炼稳定及环保角度出发仍需要基于理论计算进一步开展系统优化。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中低氟渣系及使用方法，用以解决现有含B的电渣熔炼渣系能耗高及高氟渣挥发污染的问题。

一方面，本发明提供了一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中低氟渣系，所述中低氟渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF₂；30.06％～39.30％，Al₂O₃：34.02％～43.79％，CaO；18.31％～22.72％，MgO：3％～5％，B₂O₃：0.10％～3.50％，其余为杂质；杂质中SiO₂≤0.5％。

进一步的，所述中低氟渣系中，CaO/(SiO₂+0.5*Al₂O₃)的范围为0.7～1.4。

进一步的，所述中低氟渣系中，(CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)的范围为0.5～0.75。

进一步的，所述中低氟渣系中，MgO/Al₂O₃的范围为0.05～0.15。

进一步的，所述中低氟渣系的基本物性特征为：熔点1320～1370℃；在1700～1800℃时，密度2.67～2.78g/cm³，黏度0.011～0.021Pa·s，电导率1.23～2.31S/cm。

另一方面，本发明提供了一种中低氟渣系的制备方法，包括：

步骤1：对工业纯的CaF₂进行高温烘烤后备用；

步骤2：采用工业纯的CaF₂、CaO、Al₂O₃、MgO、B₂O₃按目标渣系成分的质量百分比进行配制渣系，并烘干备用；

步骤3：对配制好的渣系熔点进行加热熔化，得到熔融渣产品；

步骤4：对生产的熔融渣产品进行淋水处理，冷却得到中低氟渣系，破碎备用。

进一步的，所述步骤2中，烘干温度为551～599℃，烘干时间为2～4小时。

进一步的，所述步骤3中，熔化后配入步骤1中制备的烘烤过的CaF₂微调成分，以得到最终生产出的熔融渣产品符合目标渣系。

另一方面，本发明提供了一种中低氟渣系的使用方法，包括：

步骤1：将块状预熔渣烘干备用；

步骤2：将渣料装入电渣炉中，电渣炉降下金属电极棒，通电熔炼，直至电极棒熔化完成。

进一步的，所述步骤1中，烘干温度为451℃～499℃，烘干时间为3～4小时。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

1、与高氟渣系相比，本发明通过降低CaF₂的添加量，降低含氟挥发物6％以上，减少了高氟渣挥发污染。

2、本发明渣系电渣稳态熔炼时，与50％～70％CaF₂的高氟渣系(如ANF-6渣)相比电耗可以降低10％以上，稳态熔炼能量输入合理时渣皮厚度在1.8mm以下。

3、该渣系含氟量低，对环境污染小，且具有良好的流动性，黏度较低，表面张力较小，精炼效果好，精炼所得电渣锭表面质量好，综合冶金性能良好。

4、与5％～30％CaF₂的低氟渣相比，本发明的渣系具有起弧容易，渣皮更薄，钢锭表面质量较好，可优化改善钢锭凝固条件，易于实现浅熔池控制。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书的内容来实现和获得。

具体实施方式

下面结合示例来具体描述本发明的优选实施例，其中，示例构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明提供了一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中低氟渣系。中低氟渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF₂；30.06％～39.30％，Al₂O₃：34.02％～43.79％，CaO：18.31％～22.72％，MgO：3％～5％，B₂O₃：0.10％～3.50％，其余为杂质；杂质中SiO₂＜0.5％。

具体的，转子钢锭为含B小于0.02％的9Cr转子钢锭。

具体的，本发明的中低氟渣系的基本物性特征为：熔点1320～1370℃；在1700～1800℃时，密度2.67～2.78g/cm³，黏度0.011～0.021Pa·s，电导率1.23～2.31S/cm。

需要说明的是，在电渣重熔用于含B的9Cr转子钢锭的生产中，渣系的理化性质影响钢锭的生产品质。

(1)熔点：炉渣熔点的高低会影响到渣系的导电度、黏度以及发热量的大小。过高或过低的熔点，不利于脱磷脱硫等物化反应，而且还容易使钢锭产品产生内在及表面质量问题，产生空洞气孔及夹杂物等冶金缺陷。本发明中设计熔点范围为1320～1370，保证钢锭表面质量均匀，表面不产生气孔。

(2)黏度：炉渣的黏度对炉渣的循环流动速度产生影响，由于电磁搅拌力的作用，低黏度的炉渣将具有强烈的搅拌效果，进而可以加强炉渣的流动性，有利于传热，同时还会加强反应界面的扩散。本发明中1700～1800℃时黏度0.011～0.021Pa·s，保证熔炼中的钢渣具有良好的流动性，提高熔炉中的传热传质效率，降低能量损失。

(3)密度：渣系的密度主要决定电渣重熔过程的用渣量、电渣重熔过程中熔点穿过渣层速率和停留时间等从而决定电渣重熔过程中的提纯净化作用，以及电渣重熔过程中渣金分离的难易程度等，因此选择合适的渣系密度对电渣重熔过程的冶金质量有一定的影响。本发明中1700～1800℃时密度为2.67～2.78g/cm³，保证钢锭质量均匀，杂质含量少，同时保证了钢锭与电渣表面更好的分离。

(4)导电率：渣池在整个电渣重熔过程的回路中，可将其看作一个电阻器，为重熔提供所需的电阻热。当通过渣池的电流、电压以及渣池的有效面积一定时，自耗电极和金属熔池间距与炉渣的导电度成正比。导电度过小，将会导致极间距(自耗电极和金属熔池间距)缩短，极间距过短，容易导致电渣重熔过程不稳定，同时还影响了金属小熔滴坠落过程中的钢渣反应的时间，不利于夹杂物的去除。本发明中1700～1800℃时电导率1.23～2.31S/cm，为电渣熔炼过程提供足够的热量传输，保证电渣熔炼过程的顺利进行。

具体的，本发明的中低氟渣系的成分设计，基于以下原理：

CaF₂在渣系中能降低渣的熔点、黏度和表面张力，但和其他组元相比，CaF₂的电导率较高；CaO在渣系中的作用增大渣的碱度，提高脱硫效率，降低渣电导率；Al₂O₃在渣系中能明显降低渣的电导率，减少电耗，提高生产率。

MgO在渣系中的作用有两个，一是由于转子钢对钢锭中的H质量分数要求极为严格，因此在设计渣系中需要在渣系中配入一定量的MgO减小H的渗透率，也有降低熔池中氧、氮的作用；二是MgO可在渣池表面形成一层半凝固膜，减少渣表面向大气辐射热损失。

B₂O₃在渣系中的作用是平衡渣系中易烧损的B元素。

因此，为了保证渣系的合适的熔点、黏度、密度、导电率，本发明进一步优化渣系组分，具体的，上述渣系组分中，定义渣系的特征碱度(CaO/(SiO₂+0.5*Al₂O₃))的范围为0.7～1.4，将渣系的特征碱度控制在上述范围，具有较好的脱硫率。

具体的，根据钢种对S含量的要求选择合适的渣系配比，当电极棒中的S＜0.005％时，选用特征碱度在0.7～0.99的渣系进行熔炼；当电极棒中的0.005％≤S＜0.015％时，选用特征碱度在1～1.4的渣系进行熔炼。

具体的，定义渣系的广义碱度((CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃))范围在0.5～0.75之间，将渣系的广义碱度控制在上述范围，能够具备很好的吸附夹杂物的能力。

具体的，渣系的MgO/Al₂O₃的范围在0.05～0.15之间，以获得较好的渣皮凝固膜，有效降低渣池中氧的传递，降低金属熔池增氧量。

本发明的渣系基于含3％～5％MgO和0.1～3.5％B₂O₃的CaF₂-Al₂O₃-CaO的热力学相图，按照含B转子钢物性及所需渣系的温度范围，算得渣系中各个组分的具体含量，获得的渣系成分结构稳定、能平衡钢渣间易烧损B元素、具备节能效果等优点的渣系，满足含B的9Cr高压转子钢等的电渣熔炼难点技术要求，为新材料的电渣熔炼提供技术支持。

与现有的高氟渣渣系不同的是，本发明中采用的是中低氟渣系，渣系中CaF₂含量降低了，CaO与Al₂O₃含量增加了。研究中发现，CaF₂与MgO都与渣系的黏度相关，CaF₂的添加量与渣系的黏度呈负相关，CaF₂的添加量增加，渣系黏度会降低。渣系的熔点和黏度低，流动性好，有利于电渣重熔过程的顺利进行。

在高温下，渣系的密度和表面张力均随温度升高而减小，且随着CaF₂含量和MgO含量增加逐渐降低。该渣系含氟量低，对环境污染小，且具有良好的流动性，黏度较低，表面张力较小，精炼效果好，精炼所得电渣锭表面质量好。

具体的，本发明的发明人经过深入的热态实验和生产研究发现，保证电渣在长时间的冶炼过程中成分稳定，渣皮表面均匀，B₂O₃元素的含量应该控制在0.1％～3.5％。

B元素在冶炼过程中会发生如下的反应：

3[Si]+2(Al₂O₃)＝3(SiO₂)+4[Al] (式1)

4[Nb]+5(SiO₂)＝2(Nb₂O₅)+5[Si] (式2)

2[Mn]+(SiO₂)＝2(MnO)+[Si] (式3)

4[B]+3(SiO₂)＝2(B₂O₃)+3[Si] (式4)

为了精确控制钢中主要合金元素质量分数，不使钢液中的易氧化元素烧损，渣系中的SiO₂质量分数必须很少。而且为了控制钢中主要的强化元素B的质量分数稳定，SiO₂的含量应控制在0.5％以下。

另一方面，本发明提供一种中低氟渣系的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：对工业纯的CaF₂进行高温烘烤后备用；

步骤2：采用工业纯的CaF₂、CaO、Al₂O₃、MgO、B₂O₃按目标渣系成分的质量百分比进行配制渣系，并烘干备用；

步骤3：对配制好的渣系熔点进行加热熔化，得到熔融渣产品；

步骤4：对生产的熔融渣产品进行淋水处理，冷却，破碎成3～6mm的块状预熔渣备用。

需要说明的是，上述步骤1中，考虑到工业原料的加工、生产、运输过程可能环境潮湿等因素，对工业纯的CaF2进行851～900℃高温下烘烤2～4小时备用，目的为去除水分及杂质；

具体的，上述步骤2中，为减少渣的中低含量CaF₂挥发，在551～599℃下进行烘烤2～4小时，备用，目的为去除水分及杂质。

具体的，上述步骤3中，为了保证熔化充分，加热熔化的温度大于渣系的熔点温度，且加热熔化的温度与渣系的熔点温度之差在50℃以上。

具体的，考虑到CaF₂具有易损耗特点，上述步骤3中，熔化后配入步骤1中制备的烘烤过的CaF₂微调成分，以得到最终生产出的熔融渣产品符合目标渣系。

另一方面，本发明提供一种中低氟渣系的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：将块状预熔渣在451℃～499℃温度条件下烘烤3～4小时，去除水分，备用；

步骤2：将渣料装入电渣炉中，电渣炉降下金属电极棒，通电熔炼，直至电极棒熔化完成。

需要说明的是，上述步骤2中，对于冷启动电渣炉，将步骤1烘烤过的渣料加入电渣炉的结晶器内后，电渣炉降下金属电极棒，通电熔炼，直至电极棒熔化完成。其中，渣料的加入采用如下方法：首先在电渣炉结晶器装入电极前加入渣料，将部分渣料均匀平铺到结晶器底部；再将剩余渣料用加料器均匀加入到结晶器中，在1～4h内加入完毕；目的是在电渣结晶器内形成金属熔池与渣池后，慢慢加入渣料，避免短时间内过量夹渣造成渣料熔化困难现象。同时选择较低速度加渣料(在1～4h内加入完毕)，适当延长加渣时间，可以一定程度上延缓渣料加入后B₂O₃的分解。需要说明的是，先加入的渣料的量占总的加入的渣料的质量百分比为5％～20％。

需要说明的是，上述步骤2中，对于热启动电渣炉，可以利用加热炉将烘烤过的渣料在“熔点+50℃”温度以上熔化成液态后，加入到结晶器中再执行通电熔炼，或将步骤1烘烤过的渣料加入电渣炉的结晶器内后，使用石墨电极通电，以高于熔点的温度加热渣料直至形成熔融态渣液，再执行通电熔炼。

示例性的，在5t电渣炉中进行中试生产时，取之前渣料约100～120kg，在460℃温度条件下烘烤4小时，目的为去除水分。在电渣结晶器装入电极前加入10～15kg渣到结晶器底部，渣料应平铺均匀不堆积。剩余热态渣料用加料器均匀加入到结晶器中，宜在1～4小时内加入完毕，目的是在电渣结晶器内形成金属熔池与渣池后，慢慢加入渣料，避免短时间内过量夹渣造成渣料熔化困难现象。同时选择低速加渣料，适当延长加渣时间，可以一定程度上延缓渣料加入后B₂O₃的分解。然后在电渣炉结晶器中装入1.9～2.1t熔炼电极棒。电极成分符合FB2钢的成分要求，表面打磨去皮，表面光泽无氧化层，待用。检查测试5t气氛保护电渣炉装备的水电气等系统，准备就绪待用。

需要说明的是，例如在5t电渣炉进行中试生产，工艺关键点条件为：电极直径375mm，结晶器直径435mm，渣层设计约160mm，起弧加入引弧剂量提高30％(相较于50％～65％CaF₂的高氟渣系)，起弧阶段功率输入约700～1200kW，稳态阶段功率输入450～550kW，熔速平均约4.7kg/min。熔炼效果为：熔炼后锭高1.76m，实际锭重约2吨。锭长度方向元素分布均匀并达到控制标准，表面质量良好，渣皮厚度分布较为均匀，钢锭中段平均渣皮厚度≤1.8mm。

下述用于实施例1-5进行对比的高氟渣系为现有的50％～65％CaF₂的高氟渣系。进行对比的低氟渣系为现有的5％～30％CaF₂的低氟渣系。

实施例1

本实施例提供了一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中低氟渣系，渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF₂：33.20％，Al₂O₃：43.79％，CaO：19.50％，MgO：3％，B₂O₃：0.5％；其余为杂质，杂质中SiO₂的质量百分含量≤0.5％。

本实施例的渣系的基本物性特征为：熔点1352℃，1700～1800℃时，密度范围2.70～2.71g/cm³，黏度为0.016～0.021Pa·s，电导率范围1.23～1.62S/cm。

该渣系的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：考虑到工业原料的加工、生产、运输过程可能环境潮湿等因素，对工业纯的CaF₂进行860℃下烘烤3小时，备用，目的为去除水分及杂质；

步骤2：采用工业纯的CaF₂、CaO、Al₂O₃、MgO、B₂O₃按本发明设计的目标渣系成分的质量百分比进行配制渣系，在560℃下进行烘烤3小时，备用，目的为去除水分及杂质；

步骤3：对配制渣系根据自身熔点特征在1410℃温度下进行熔化，因CaF₂具有易损耗特点，熔化后配入烘烤过的CaF₂微调成分，以得到最终生产出的熔融渣产品符合目标渣系；

步骤4：对生产的熔融渣产品进行淋水处理，冷却，破碎成3～5mm的块状预熔渣备用。

该渣系的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：将块状预熔渣在460℃温度条件下烘烤4小时，目的为去除水分，备用；

步骤2：对于冷启动电渣炉，将步骤1烘烤过的渣料加入进电渣炉的结晶器内后，电渣炉降下金属电极棒，通电熔炼，直至电极棒熔化完成。

本实施例的渣系应用实施效果对比见下表1：

表1实施效果

实施例2

本实施例提供了一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中低氟渣系，渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF₂：39.30％，Al₂O₃：34.02％，CaO：22.68％，MgO：3％，B₂O₃：1％；其余为杂质，杂质中SiO₂的质量百分含量≤0.5％。

本实施例的渣系的基本物性特征为：熔点1333℃，1700～1800℃时，密度范围2.67～2.69g/cm³，黏度为0.011～0.015Pa·s，电导率范围1.92～2.31S/cm。

该渣系的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：考虑到工业原料的加工、生产、运输过程可能环境潮湿等因素，对工业纯的CaF₂进行860℃下烘烤3小时，备用，目的为去除水分及杂质；

步骤2：采用工业纯的CaF₂、CaO、Al₂O₃、MgO、B₂O₃按本发明设计的目标渣系成分的质量百分比进行配制渣系，在560℃下进行烘烤3小时，备用，目的为去除水分及杂质；

步骤3：对配制渣系根据自身熔点特征在1390℃温度下进行熔化，因CaF₂具有易损耗特点，熔化后配入烘烤过的CaF₂微调成分，以得到最终生产出的熔融渣产品符合目标渣系；

步骤4：对生产的熔融渣产品进行淋水处理，冷却，破碎成3～6mm的块状预熔渣备用。

该渣系的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：将块状预熔渣在460℃温度条件下烘烤4小时，目的为去除水分，备用；

步骤2：采用热启动电渣炉，先利用加热炉将烘烤过的渣料在1380℃温度下熔化成液态后，将液态渣加入到结晶器，电渣炉降下金属电极棒，通电熔炼，直至电极棒熔化完成。

本实施例的渣系应用实施效果对比见下表2：

表2实施效果

实施例3

本实施例提供了一种用于电渣重熔含B的9Cr转子钢锭的中低氟渣系，渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF₂：30.06％，Al₂O₃：41.22％，CaO：22.72％，MgO：3％，B₂O₃：3％；其余为杂质，杂质中SiO₂的质量百分含量≤0.5％。

本实施例的渣的基本物性特征为：熔点1361℃，1700～1800℃时，密度范围2.76～2.78g/cm³，黏度约为0.015～0.021Pa·s，电导率范围1.23～1.62S/cm。

该渣系的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：考虑到工业原料的加工、生产、运输过程可能环境潮湿等因素，对工业纯的CaF₂进行860℃下烘烤3小时，备用，目的为去除水分及杂质；

步骤2：采用工业纯的CaF₂、CaO、Al₂O₃、MgO、B₂O₃按本发明设计的目标渣系成分的质量百分比进行配制渣系，在560℃下进行烘烤3小时，备用，目的为去除水分及杂质；

步骤3：对配制渣系根据自身熔点特征在1420℃温度下进行熔化，因CaF₂具有易损耗特点，熔化后配入烘烤过的CaF₂微调成分，以得到最终生产出的熔融渣产品符合目标渣系；

步骤4：对生产的熔融渣产品进行淋水处理，冷却，破碎成小于3～5mm的块状预熔渣备用。

该渣系的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：将块状预熔渣在460℃温度条件下烘烤4小时，目的为去除水分，备用；

步骤2：采用热启动电渣炉，将步骤1烘烤过的渣料加入进电渣炉的结晶器内后，使用石墨电极通电，以高于熔点的温度加热渣料直至形成熔融态渣液，再将电渣炉降下金属电极棒，通电熔炼，直至电极棒熔化完成。

本实施例的渣系应用实施效果对比见下表3：

表3实施效果

实施例4

本实施例提供了一种用于电渣重熔含B的9Cr转子钢锭的中低氟渣系，渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF₂：36.08％，Al₂O₃：36.84％，CaO：21.58％，MgO：5％，B₂O₃：0.5％；其余为杂质，杂质中SiO₂的质量百分含量≤0.5％。

本实施例的渣的基本物性特征为：熔点1339℃，1700～1800℃时，密度范围2.70～2.71g/cm³，黏度约为0.012～0.016Pa·s，电导率范围1.52～1.91S/cm。

该渣系的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：考虑到工业原料的加工、生产、运输过程可能环境潮湿等因素，对工业纯的CaF₂进行860℃下烘烤3小时，备用，目的为去除水分及杂质；

步骤2：采用工业纯的CaF₂、CaO、Al₂O₃、MgO、B₂O₃按本发明设计的目标渣系成分的质量百分比进行配制渣系，在560℃下进行烘烤3小时，备用，目的为去除水分及杂质；

步骤3：对配制渣系根据自身熔点特征在1400℃温度下进行熔化，因CaF₂具有易损耗特点，熔化后配入烘烤过的CaF₂微调成分，以得到最终生产出的熔融渣产品符合目标渣系；

步骤4：对生产的熔融渣产品进行淋水处理，冷却，破碎成小于5mm的块状预熔渣备用。

该渣系的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：将块状预熔渣在460℃温度条件下烘烤4小时，目的为去除水分，备用；

步骤2：采用热启动电渣炉，先利用加热炉将烘烤过的渣料在1380℃温度下熔化成液态后，将液态渣加入到结晶器，电渣炉降下金属电极棒，通电熔炼，直至电极棒熔化完成。

本实施例的渣系应用实施效果对比见下表4：

表4实施效果

实施例5

本实施例提供了一种用于电渣重熔含B的9Cr转子钢锭的中低氟渣系，渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF₂：39.14％，Al₂O₃：34.55％，CaO：18.31％，MgO：5％，B₂O₃：3％；其余为杂质，杂质中SiO₂的质量百分含量≤0.5％。

本实施例的渣的基本物性特征为：熔点1341℃，1700～1800℃时，密度范围2.70～2.72g/cm³，黏度约为0.012～0.016Pa·s，电导率范围1.55～1.94S/cm。

该渣系的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：考虑到工业原料的加工、生产、运输过程可能环境潮湿等因素，对工业纯的CaF₂进行860℃下烘烤3小时，备用，目的为去除水分及杂质；

步骤2：采用工业纯的CaF₂、CaO、Al₂O₃、MgO、B₂O₃按本发明设计的目标渣系成分的质量百分比进行配制渣系，在560℃下进行烘烤3小时，备用，目的为去除水分及杂质；

步骤3：对配制渣系根据自身熔点特征在1400℃温度下进行熔化，因CaF₂具有易损耗特点，熔化后配入烘烤过的CaF₂微调成分，以得到最终生产出的熔融渣产品符合目标渣系；

步骤4：对生产的熔融渣产品进行淋水处理，冷却，破碎成小于5mm的块状预熔渣备用。

该渣系的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：将块状预熔渣在460℃温度条件下烘烤4小时，目的为去除水分，备用；

步骤2：采用热启动电渣炉，将步骤1烘烤过的渣料加入进电渣炉的结晶器内后，使用石墨电极通电，以高于熔点的温度加热渣料直至形成熔融态渣液，再将电渣炉降下金属电极棒，通电熔炼，直至电极棒熔化完成。

本实施例的渣系应用实施效果对比见下表5：

表5实施效果

通过本发明的实施例1-5的实施效果可以看出，本发明的渣系电渣稳态熔炼时，与50％～65％CaF₂的高氟渣系相比电耗可以降低5％～10％，稳态熔炼能量输入合理时渣皮厚度在1.6mm以下；与5％～30％CaF₂的低氟渣系相比，本发明的渣系具起弧容易，渣皮较薄，钢锭表面质量较好，综合冶金性能良好。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中低氟渣系，其特征在于，所述中低氟渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF₂；30.06％～39.30％，Al₂O₃：34.02％～43.79％，CaO；18.31％～22.72％，MgO：3％～5％，B₂O₃：0.10％～3.50％，其余为杂质；杂质中SiO₂≤0.5％。

2.根据权利要求1所述的中低氟渣系，其特征在于，所述中低氟渣系中，CaO/(SiO₂+0.5*Al₂O₃)的范围为0.7～1.4。

3.根据权利要求1所述的中低氟渣系，其特征在于，所述中低氟渣系中，(CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)的范围为0.5～0.75。

4.根据权利要求1所述的中低氟渣系，其特征在于，所述中低氟渣系中，MgO/Al₂O₃的范围为0.05～0.15。

5.根据权利要求1所述的中低氟渣系，其特征在于，所述中低氟渣系的基本物性特征为：熔点1320～1370℃；在1700～1800℃时，密度2.67～2.78g/cm³，黏度0.011～0.021Pa·s，电导率1.23～2.31S/cm。

6.一种中低氟渣系的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-5任一项所述的中低氟渣系，包括：

步骤1：对工业纯的CaF₂进行高温烘烤后备用；

步骤2：采用工业纯的CaF₂、CaO、Al₂O₃、MgO、B₂O₃按目标渣系成分的质量百分比进行配制渣系，并烘干备用；

步骤3：对配制好的渣系熔点进行加热熔化，得到熔融渣产品；

步骤4：对生产的熔融渣产品进行淋水处理，冷却得到中低氟渣系，破碎备用。

7.根据权利要求6所述的中低氟渣系的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，烘干温度为551～599℃，烘干时间为2～4小时。

8.根据权利要求6所述的中低氟渣系的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，熔化后配入步骤1中制备的烘烤过的CaF₂微调成分，以得到最终生产出的熔融渣产品符合目标渣系。

9.一种中低氟渣系的使用方法，其特征在于，所述中低氟渣系为权利要求1-5所述的中低氟渣系或权利要求6-8制备得到的中低氟渣系，包括：

步骤1：将块状预熔渣烘干备用；

步骤2：将渣料装入电渣炉中，电渣炉降下金属电极棒，通电熔炼，直至电极棒熔化完成。

10.根据权利要求9所述的中低氟渣系的使用方法，其特征在于，所述步骤1中，烘干温度为451℃～499℃，烘干时间为3～4小时。