[發明專利]一種用于錳基合金鋼電渣重熔的渣系及其使用方法

無效

• 申請號: 200910053841.8
• 申請日: 2009-06-25
• 公開（公告）號: CN101928839A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 劉清明;陸建生;童英豪;徐恒
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22B9/18
• 分類號: C22B9/18
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明屬于冶金行業鋼鐵冶煉工藝技術領域，尤其涉及一種用于錳基合金鋼電渣重熔的渣系及其使用方法。

背景技術

所謂的錳基合金鋼，是指Mn含量≥50％、Ni含量≤30％、Cu含量≤30％的合金鋼，如Mn75Ni15Cu10、Mn72Ni10Cu18等。由于錳含量高，使用真空感應爐冶煉成本高，并且對真空系統設備和環境有不良影響，因此，常常采用電爐冶煉或非真空感應爐冶煉，但電爐冶煉或非真空感應爐冶煉的鋼錠在鍛造時容易產生開裂、裂紋等缺陷，質量差，難以滿足使用要求。這主要是因電爐冶煉或非真空感應爐冶煉的錳基合金鋼鋼錠氣體含量較高、夾雜物較多、結晶狀態較差，即冶金質量較差。

電渣重熔是利用電流通過熔渣所產生的熱量熔化金屬電極，形成熔滴，熔滴穿過渣層下落到水冷結晶器中緩慢結晶。由于渣鋼界面下便會保持一個液態的金屬熔池，金屬從熔化開始一直到凝固以后的整個過程都接觸渣液，通過渣-鋼間的一系列反應，鋼液得到凈化，而且由于鋼液在結晶器內具有優越的結晶條件，所以，一般情況下，經電渣重熔后能得到純凈而且趨于軸向結晶的優質鋼錠，從而改善鋼的冶金質量，改善熱加工性能。

電渣重熔的效果主要取決于重熔渣渣系的選擇。錳基合金鋼的重熔渣渣系的選擇難度很大。北京鋼鐵學院高溫教研室于1982年6月編寫的《合金鋼及合金冶煉工藝》一書認為：“通常對渣系的熔點選擇應該以低于重熔金屬熔點100～150℃為宜，但對低熔點的合金如鎳基合金的電渣重熔可選擇與合金熔點相當的渣系”，即渣系的熔點至少應不高于重熔金屬的熔點。但錳基合金鋼，如Mn75Ni15Cu10、Mn72Ni10Cu18等，熔點較低，約1030℃，而通常使用的電渣渣系由幾種渣料按一定比例混合而成，其熔點遠高于1030℃。按常規的電渣理論，因找不到相匹配的低熔點渣系，錳基合金鋼電渣重熔無法進行。因此，突破理念的束縛，尋找熔點低并且適合錳基合金鋼的電渣渣系成為成功的關鍵。

電渣重熔的渣系一般都由二元或三元甚至更多元渣料組成，因為據了解，通常情況下，二元或多元渣料組成的渣系電渣重熔效果較一元渣系的好，所以，很少選用一元渣系。雖然，以前也選用多種渣系開展電渣重熔改善錳基合金鋼鋼錠冶金質量的試驗，但因沒找到適合的渣系而未能取得成功。

以錳基合金鋼、電渣重熔、渣系，為主題，經國際聯機檢索，得到以下3件相關專利信息，對于檢索到得的專利與本發明進行分析如下：

專利1：美國專利號US4450007、名稱為“Original?Titles：Process?for?electroslag?remelting?of?manganese-base?alloys.Electroslag?remelting?of?manganese?alloys-using?high?melting?slag?contg.calcium?oxide，alumina?and?calcium?fluoride”的專利，即錳基合金鋼所選電渣重熔的渣系為Al₂O₃-CaO-CaF₂；

專利2：前蘇聯申請號SU488871、名稱為“Flux?for?manganese?based?alloys-contg.clacium?and?sodium?fluorides?and?silica”的專利，錳基合金鋼所選電渣重熔的渣系為CaF₂?44-60％，NaF?26-36％，SiO2?14-20％。

專利3：中國專利公開號CN1042191、名稱為“稀土高錳合金鋼及其冶煉方法”，即在高錳合金鋼中加入稀土進行冶煉，未涉及電渣重熔的渣系選擇。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于錳基合金鋼電渣重熔的渣系及其使用方法，從而使電渣重熔過程及功能得以實現，改善鋼錠的冶金質量，使其熱加工性能大大改善，提高質量與成材率。

本發明的技術方案如下：本發明的適合錳基合金的電渣重熔的渣系是：100％的CaF₂，通過合理地選擇電渣工藝技術，提高了錳基合金鋼鋼錠的冶金質量。

電渣重熔就是金屬自耗電極埋在渣層中，熔渣由于通電而產生渣阻熱，因而使電極升溫以致熔化。金屬的熔化先從高溫區的表層開始，逐漸在電極端部形成熔滴，過熱的熔滴在重力、渣鋼界面表面張力及電動力的綜合作用下，處電極端部斷落并穿過渣層下落到水冷結晶器中。隨著電極的不斷熔化，