[實用新型]電渣重熔過程中還原性氣氛的控制裝置及自耗電極

有效

• 申請號: 201721921464.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN207749161U
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 蔣新亮;李連龍;羅玉立;稅遠強;金楊;路正平;葉成立;曾杰;方遷;陳道琦;鞠慶紅
• 申請（專利權）人: 二重（德陽）重型裝備有限公司
• 主分類號: C22B9/187
• 分類號: C22B9/187
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 張行知;楊冬

本實用新型涉及一種鋼鐵電渣重熔過程技術領域，公開了一種電渣重熔過程中還原性氣氛的控制裝置及自耗電極。該電渣重熔過程中還原性氣氛的控制裝置包括結晶器、自耗電極本體、脫氧材料和保護氣體輸送管，自耗電極本體設置于結晶器內，保護氣體輸送管采用自耗式材料，脫氧材料與保護氣體輸送管均設置于自耗電極本體上。其可以實現輸氣管、線形包芯脫氧材料與自耗電極本體的同步熔化，同時將保護性氣體和脫氧材料直接輸送到渣面，改善了結晶器內氣體的對流及脫氧劑的作用，穩定了氮氣分壓，防止鋼中氮含量降低，更好的控制了爐內還原性氣氛，對保護電渣過程中的易氧化元素燒損及控制氫、氧、氮等氣體含量均有更加明顯的效果。

技術領域

本實用新型涉及一種鋼鐵電渣重熔過程技術領域，尤其是可以實現電渣重熔過程中結晶器內還原性氣氛控制的電渣重熔過程中還原性氣氛的控制裝置及自耗電極。

背景技術

隨著能源工業的發展，對燃煤發電機組提出了更高的要求，為了提高熱效率和嚴格控制二氧化碳及污染物顆粒的排放，鍋爐和汽輪機的運行溫度已提高到620℃，其中鍋爐管道及汽輪機高中壓轉子用材料要求完全不同于以前，特別是高中壓轉子大型鍛件設計使用耐熱高強不銹鋼，要求鋼中硅含量小于0.10％，鋁小于0.010％，不含鈦，同時需將氮控制在0.015～0.030％，硼控制在0.008～0.011％，由于鋼中親氧元素硅、鋁、鈦含量相當少，在熔煉時，鋼中的硼、鉻等元素極易氧化，導致化學成分不合格而報廢，所以對于該鋼種要求在非氧化性氣氛中進行熔煉，不但要控制好鋼中親氧元素鉻、硅、硼等成分不被氧化，同時要控制好鋼中的氫、氧、氮含量。

如圖1所示，傳統的電渣爐中還原性氣氛的控制，是保護罩4置于結晶器9上，但是未接觸自耗電極本體2，同時吹氣管11安裝在結晶器9上端口；熔煉過程中，結晶器9內由上至下依次為渣池6、熔池7和鋼錠8。要保持渣的還原性氣氛需要手工加入少量脫氧材料，由于這些材料為細粒狀或粉狀，從結晶器上端口加入脫氧劑，在重熔過程中，傳統的還原性氣氛控制方案存在以下問題：

一是外界空氣未起到很好的隔離作用，由于渣池6溫度高達1700℃以上，渣池上方的空氣，特別是自耗電極本體2附近的空氣因加熱而大量溢出，致使吹入的保護性氣體和爐內的氣體會產生強對流和混合，無法將進入結晶器渣面6上方的空氣中的氧放排出，即自耗電極本體2附近的氣體向上流動，結晶器9的附近的氣體向下流動，因此因氣體對流和混合而使吹入的惰性保護氣體難以達到渣面6，無法起到氣體保護作用，還原性氣氛難以制造。

二是脫氧材料從結晶器上端口10加入，在到達渣面6之前的下落過程中，已有部分脫氧材料被爐中高溫氣體燒損氧化，無法對熔渣進行有效脫氧，難以制造爐內還原性氣氛。特別是對大型電渣錠更加困難。

三是該鋼中有較高的氮含量，在吹入保護氣體時由于渣面上方氣體中氮氣分壓降低會導致鋼中氮含量減少。

舉例說明：

某公司用傳統方法生產一個13噸電渣錠，其硼含量燒損高達50％，Si等元素亦有不同燒損，說明傳統方法難以制造還原性氣氛，無法保護B、Si等易氧化元素免遭燒損。電渣熔煉前后成分變化如表1。

表1 傳統方法熔煉時，熔煉前后成分變化(％)