專利名稱：真空充氬加壓電渣重熔方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電渣冶煉方法，具體涉及一種真空充氬加壓電渣重熔方法。
背景技術(shù)：
目前，電渣冶煉有兩種常見的方法，一種是在普通條件下，通過自耗電極、結(jié)晶器 鑄造實(shí)現(xiàn)的電渣重熔，另外一種是在真空條件下，通過自耗電極、結(jié)晶器鑄造實(shí)現(xiàn)的電渣重 熔。第一種方法具體如下自耗電極在電渣爐結(jié)晶器中熔化的鋼液滴與渣充分作用后 穿過渣層，在結(jié)晶器的水冷作用下，快速凝固，該工藝生產(chǎn)的鋼錠比電爐冶煉的鋼錠具有以 下優(yōu)缺點(diǎn)渣鋼作用充分，通過爐渣的集渣作用，使鋼中大顆粒雜物明顯降低，在結(jié)晶器快速 冷卻下凝固，鋼的均勻性和致密度大幅提高，但因其在大氣下熔煉，二次氧化嚴(yán)重，同時亦 無去氫作用，吸氮嚴(yán)重。根據(jù)李正邦所著《鋼鐵冶金前沿技術(shù)》一書182頁介紹日本神戶制鋼所用電渣重 熔法生產(chǎn)的軸承鋼，氧含量0. 0028%，氮含量，0.0098%。雖然該水平比電弧爐鋼有很大 改善。但還是存在較明顯的缺陷。本溪及西寧特鋼、大冶特鋼生產(chǎn)的電渣鋼氧含量均在 0. 0017%至0. 0035%之間，氮含量在0. 0085%至0. 0105%之間。第二種方法如下采用真空電爐冶金技術(shù)，隔絕了大氣，避免了鋼液二次氧化及吸 氮缺陷，并有脫氫作用，但由于該工藝鋼液在真空下凝固，造成鋼錠致密度明顯下降，還帶 來其它凝固缺陷。根據(jù)東北特鋼《第一代和第二代電渣冶金技術(shù)的發(fā)展》一文介紹，第二代電渣冶金 工藝鋼的純凈度H含量=lppm、0含量=17ppm，這雖然比第一代電渣爐有明顯降低，但還 不能完全滿足科技進(jìn)步的需求。根據(jù)其它資料及我們實(shí)驗(yàn)證明，真空電渣錠還存在一些凝 固缺陷。我們實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)液態(tài)鋼液在真空度達(dá)67Pa以下時的體積在迅速解除真空至常壓 時體積收縮達(dá)3%左右，所以在真空狀態(tài)下凝固的真空電渣錠的致密度，不如常壓下(更不 如加壓下)凝固的電渣錠致密。20世紀(jì)60年代，北京鋼鐵學(xué)院在實(shí)驗(yàn)室條件下研制成功真空電渣爐，近年來，我 國也成功研制出了氬氣保護(hù)電渣爐，氮?dú)饧訅弘娫鼱t，這些新技術(shù)的運(yùn)用使電渣冶金在特 種冶金中無論是產(chǎn)量和品種均居首位，大大滿足了社會的需要，但是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一 步發(fā)展，用戶對鋼產(chǎn)品的要求有了更進(jìn)一步的提高，采用上述電渣冶金方法已經(jīng)不能滿足 一些客戶(特別是航空，航天)領(lǐng)域的更高要求。經(jīng)查閱大量資料并結(jié)合電渣冶金理論后發(fā)現(xiàn)，電渣重熔真空電渣重熔，有各自的 優(yōu)點(diǎn)，真空電渣重熔是在普通電渣重熔技術(shù)發(fā)展起來的，它避免了鋼液與大氣的直接接觸， 使鋼中H含量，0含量，N含量有較大幅度降低，但采用新工藝后鋼的致密度進(jìn)一步降低，且 真空電渣工藝鋼液在真空狀態(tài)下凝固，如疏松、偏析及一些凝固缺陷在所難免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種不僅能夠有效地降低鋼中H含量、0含量、N含量等有害氣體及 夾雜物，并且能夠改善電渣錠致疏松等凝固缺陷的電渣冶煉方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種真空充氬加壓電渣重熔方法，是將電渣熔煉爐及結(jié)晶器置于真空罐內(nèi)，采用 自耗電極進(jìn)行電渣重熔，其特征在于在電渣重熔之前，首先將真空罐抽真空，然后將氬氣 充入真空罐，進(jìn)行電渣重熔。更進(jìn)一步的方案是所述的抽真空是使得真空罐內(nèi)空氣壓力< 67Pa。更進(jìn)一步的方案是所述的將氬氣充入真空罐的同時，將氮?dú)獬淙胝婵展?。更進(jìn)一步的方案是將氬氣充入真空罐，使得氬氣壓力在67Pa至0. 4MPa。更進(jìn)一步的方案是所述的自耗電極是經(jīng)真空精煉鋼水經(jīng)鑄造或軋制制成的自耗 電極，其中自耗電極中H含量彡2ppm，0含量彡15ppm，N含量彡80ppm。若用普通自耗電極 其H含量彡3ppm, 0含量彡30ppm, N含量彡80ppm。本發(fā)明通過采用先抽真空，再充入氬氣的方式，使電渣重熔后鋼水的H、0、N及夾 雜物含量進(jìn)一步降低，同時因?yàn)殇撘涸跉鍤饧訅旱慕Y(jié)晶器內(nèi)凝固，大大改善了凝固條件，使 電渣錠的疏松、偏析得以改善。另外，采用經(jīng)真空精煉鋼水制成的自耗電極，這使母料的H、 0、N的基礎(chǔ)含量比較低，也降低了電渣重熔后鋼液中H、0、N的含量。


圖1為本發(fā)明電渣重熔裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。一種真空充氬加壓電渣重熔方法，采用自制的經(jīng)真空精煉鋼水制成的自耗電極， 其中自耗電極中H含量彡2ppm, 0含量彡15ppm, N含量彡SOppm,將自耗電極8夾在置于真 空罐內(nèi)的電渣熔煉爐電極夾持器上，將結(jié)晶器9置于真空罐中合適位置，并加入渣料，將真 空罐蓋1蓋住真空罐2，抽真空使真空罐內(nèi)氣壓< 67Pa，關(guān)閉真空截止閥7，打開與氬氣罐5 相連的充氬閥6，使氬氣壓力在67Pa至0. 4MPa。當(dāng)壓力合適時，開始通電，進(jìn)行電渣重熔， 重熔結(jié)束，破真空，打開真空罐蓋，取出電渣錠保溫處理后，得到高質(zhì)量的電渣錠。采用上述工藝后，經(jīng)過電渣重熔生產(chǎn)的電渣錠合金結(jié)構(gòu)鋼中的氣體可降至H含 量彡Ippm ；0含量彡IOppm ；N含量彡70ppm，且鋼錠致密，鋼的力學(xué)性能和抗疲勞性能明顯 提尚。另外，在電渣重熔裝置結(jié)構(gòu)示意圖上還可以看到有一個氮?dú)夤?和氮?dú)忾y4，在冶 煉含氮鋼種時，可以打開氮?dú)忾y4進(jìn)行充氮?dú)獠僮鳌?br> 權(quán)利要求
1.一種真空充氬加壓電渣重熔方法，是將電渣熔煉爐及結(jié)晶器置于真空罐內(nèi)，采用自 耗電極進(jìn)行電渣重熔，其特征在于在電渣重熔之前，首先將真空罐抽真空，然后將氬氣充 入真空罐，進(jìn)行電渣重熔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空充氬加壓電渣重熔方法，其特征在于所述的抽真空是 使得真空罐內(nèi)空氣壓力< 67Pa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空充氬加壓電渣重熔方法，其特征在于所述的將氬氣充 入真空罐，使得氬氣壓力在67Pa至0. 4MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空充氬加壓電渣重熔方法，其特征在于所述的將氬氣充 入真空罐的同時，將氮?dú)獬淙胝婵展蕖?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的真空充氬加壓電渣重熔方法，其特征在于 所述的自耗電極是經(jīng)真空精煉鋼水經(jīng)鑄造或軋制制成的自耗電極，其中自耗電極中H含量 ≤2ppm, 0含量≤15ppm, N含量≤80ppm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種真空充氬加壓電渣重熔方法，是將電渣熔煉爐及結(jié)晶器置于真空罐內(nèi)，采用自耗電極進(jìn)行電渣重熔，在電渣重熔之前，首先將真空罐抽真空，然后將氬氣充入真空罐，進(jìn)行電渣重熔。本發(fā)明通過采用先抽真空，再充入氬氣的方式，使電渣重熔后鋼水的H、O、N及夾雜物含量進(jìn)一步降低，同時因?yàn)殇撘涸跉鍤饧訅旱慕Y(jié)晶器內(nèi)凝固，大大改善了凝固條件，使電渣錠的疏松、偏析得以改善。另外，采用經(jīng)真空精煉鋼水制成的自耗電極，這使母料的H、O、N的基礎(chǔ)含量比較低，也降低了電渣重熔后鋼液中H、O、N的含量。
文檔編號B22D23/10GK102002599SQ201010544360
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者俞勇伶, 沈高偉, 陳康胤, 項(xiàng)雪順 申請人:成都天馬鐵路軸承有限公司