[發(fā)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(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910053841.8
• 申請(qǐng)日: 2009-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101928839A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉清明;陸建生;童英豪;徐恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22B9/18
• 分類號(hào): C22B9/18
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金行業(yè)鋼鐵冶煉工藝技術(shù)領(lǐng)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(shù)

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(yīng)爐冶煉成本高，并且對(duì)真空系統(tǒng)設(shè)備和環(huán)境有不良影響，因此，常常采用電爐冶煉或非真空感應(yīng)爐冶煉，但電爐冶煉或非真空感應(yīng)爐冶煉的鋼錠在鍛造時(shí)容易產(chǎn)生開(kāi)裂、裂紋等缺陷，質(zhì)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(yīng)爐冶煉的錳基合金鋼鋼錠氣體含量較高、夾雜物較多、結(jié)晶狀態(tài)較差，即冶金質(zhì)量較差。

電渣重熔是利用電流通過(guò)熔渣所產(chǎn)生的熱量熔化金屬電極，形成熔滴，熔滴穿過(guò)渣層下落到水冷結(jié)晶器中緩慢結(jié)晶。由于渣鋼界面下便會(huì)保持一個(gè)液態(tài)的金屬熔池，金屬?gòu)娜刍_(kāi)始一直到凝固以后的整個(gè)過(guò)程都接觸渣液，通過(guò)渣-鋼間的一系列反應(yīng)，鋼液得到凈化，而且由于鋼液在結(jié)晶器內(nèi)具有優(yōu)越的結(jié)晶條件，所以，一般情況下，經(jīng)電渣重熔后能得到純凈而且趨于軸向結(jié)晶的優(yōu)質(zhì)鋼錠，從而改善鋼的冶金質(zhì)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(xué)院高溫教研室于1982年6月編寫(xiě)的《合金鋼及合金冶煉工藝》一書(shū)認(rèn)為：“通常對(duì)渣系的熔點(diǎn)選擇應(yīng)該以低于重熔金屬熔點(diǎn)100～150℃為宜，但對(duì)低熔點(diǎn)的合金如鎳基合金的電渣重熔可選擇與合金熔點(diǎn)相當(dāng)?shù)脑怠保丛档娜埸c(diǎn)至少應(yīng)不高于重熔金屬的熔點(diǎn)。但錳基合金鋼，如Mn75Ni15Cu10、Mn72Ni10Cu18等，熔點(diǎn)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(diǎn)遠(yuǎn)高于1030℃。按常規(guī)的電渣理論，因找不到相匹配的低熔點(diǎn)渣系，錳基合金鋼電渣重熔無(wú)法進(jìn)行。因此，突破理念的束縛，尋找熔點(diǎn)低并且適合錳基合金鋼的電渣渣系成為成功的關(guān)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?yàn)閾?jù)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(kāi)展電渣重熔改善錳基合金鋼鋼錠冶金質(zhì)量的試驗(yàn)，但因沒(méi)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(jīng)國(guó)際聯(lián)機(jī)檢索，得到以下3件相關(guān)專利信息，對(duì)于檢索到得的專利與本發(fā)明進(jìn)行分析如下：

專利1：美國(guó)專利號(hào)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(lián)申請(qǐng)?zhí)朣U488871、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(guó)專利公開(kāi)號(hào)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(jìn)行冶煉，未涉及電渣重熔的渣系選擇。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(guò)程及功能得以實(shí)現(xiàn)，改善鋼錠的冶金質(zhì)量，使其熱加工性能大大改善，提高質(zhì)量與成材率。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：本發(fā)明的適合錳基合金的電渣重熔的渣系是：100％的CaF₂，通過(guò)合理地選擇電渣工藝技術(shù)，提高了錳基合金鋼鋼錠的冶金質(zhì)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(chǎn)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(qū)的表層開(kāi)始，逐漸在電極端部形成熔滴，過(guò)熱的熔滴在重力、渣鋼界面表面張力及電動(dòng)力的綜合作用下，處電極端部斷落并穿過(guò)渣層下落到水冷結(jié)晶器中。隨著電極的不斷熔化，