專利名稱：一種電渣重熔精煉補縮自動控制工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電渣爐冶煉工藝，特別涉及一種電渣重熔精煉補縮自動控制工藝。
背景技術：
電渣重熔精煉后期必須進行補縮操作，這樣才能降低電渣鋼錠頂部的縮孔缺陷深度，提高鋼錠的可利用率。傳統(tǒng)的補縮操作工藝有兩種，一種是手動，采用間斷送電的方法進行。另一種是連續(xù)降低輸入功率的方法進行補縮操作。這兩種方法是完全依靠操作工的經驗來進行的，所以電渣鋼錠的頂部縮孔缺陷的隨機性較大，不同的操作人員冶煉出的鋼錠的頂部外觀差別也較大。本發(fā)明就是針對以上情況，通過建立控制曲線模型實現(xiàn)控制補縮操作，達到提高補縮效果，提高電渣鋼錠成材率的目的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種電渣爐補縮自動控制工藝，解決目前補縮無法進行定量控制的技術問題。通過補縮冶煉工藝操作，控制熔煉速度和時間，使得在一定的時間內，所熔煉的鋼水體積等于鋼水凝固成鋼錠時頂部所產生孔穴的體積，以減小縮孔缺陷，提高鋼錠的可利用率。
由電渣重熔冶煉可知自耗電極的熔化速度與熔渣池內的輸入功率成一確定的對應關系。設計時通常采用的計算公式為V熔＝(0.7~0.8)D結(1)V熔自耗電極熔化速度，單位為Kg/h；D結結晶器公稱直徑，單位為mm；上式適用于d電/D結＝0.6±0.05的條件。
正常冶煉時V熔為一常數(shù)，而在補縮期，要求在一定的時間內，自耗電極熔化成鋼水的體積等于補縮期鋼水凝固成鋼錠時收縮的體積相等。補縮的要求是鋼錠頂部豐滿，頂部縮孔缺陷深度要求最小或消除縮孔缺陷。在補縮過程中，這是一個逐步完成的過程，與鋼錠的規(guī)格尺寸、熔池的溫度、熔池內電能的輸入功率和冷卻強度等因素有關。在其他條件確定的情況之下，V熔與熔池內電能輸入的功率對應關系式如下
f(V熔)∝U2T/R＝I2RT(2)f(V熔)補縮期所熔煉的鋼水(kg)；∝f(V熔)與熔池內輸入功的對應關系。
U輸入電壓(V)；R熔渣池的電阻(Ω)熔池渣量與渣的成分確定后其為一常數(shù)；T補縮熔煉時間(min)I輸入電流(A)；在采用計算機自動控時，因調節(jié)電壓技術上較困難，而調節(jié)電流相對較容易，所以一般采用固定電壓，調節(jié)電流的方式來實現(xiàn)，即采用f(V熔)∝I2RT式來控制。分析(2)式可知f(V熔)是與I2和T的乘積關系，而且與電流I是平方關系。在控制中較難實現(xiàn)。但是可以對上述關系式進行變換，通過指數(shù)變換可以將乘積關系轉化為加法關系，即線性關系。
lnf(V熔)∝lnI2RT→lnf(V熔)∝2lnI+lnR+lnT(3)。
而且電流與時間T可以簡化成直線關系I＝KT+B(4)。
式中K為直線系數(shù)，B為常數(shù)。
由(3)與(4)可得如附圖所示的控制曲線，由附圖可知f(V熔)是電流對時間積分的函數(shù)關系式。將其他次要的因素略去，只考慮幾個主要的控制參數(shù)(輸入電壓U、輸入電流I0、補縮時間段T0、T1、T2、T3和電流電流控制直線斜率K1、K2、K3)。于是補縮控制就變得非常的直觀和可行。
本發(fā)明的有益效果是通過建立不同鋼種的補縮控制曲線，就可以通過控制參數(shù)來對電渣重熔精煉補縮進行定量控制，避免了人為控制的隨機性，提高了補縮效果和電渣鋼錠成材率。


附圖為本發(fā)明電渣重熔精煉補縮控制曲線圖
具體實施例方式在實際生產中，補縮工藝控制參數(shù)與所冶煉的鋼種、鋼錠的規(guī)格尺寸、所采用的渣系等因素密切相關?？刂茀?shù)可以在生產中實測得到或采用計算公式得到，但這些參數(shù)會因不同鋼種，不同規(guī)格尺寸的鋼錠而不同。針對具體的鋼種和規(guī)格尺寸的電渣鋼錠，在實際的生產中不斷地調整控制參數(shù)，找到最佳控制曲線并確定下來。所以不同的鋼種、不同規(guī)格尺寸的鋼錠須采用不同的控制曲線，才能到達最佳預期的效果。通過不斷的調試建立具體的控制曲線模型。就可以實現(xiàn)自動控制補縮冶煉電渣鋼錠了。所以建立附圖所示補縮控制曲線模型就非常重要了。通過這些控制曲線模型在生產中可以很方便地進行補縮冶煉操作控制。
實施例1，具體的控制曲線舉例如Φ280規(guī)格的9Cr2Mo電渣鋼經過3個月的調試摸索，找到的最佳補縮控制參數(shù)為電壓U＝53V；電流I0＝6000A；I1＝I2＝4000A；K1＝500；K2＝0；K3＝400；T1～T2＝4min；T2～T3＝3min；T3～T4＝8min。采用這種曲線進行自動補縮操作，可以將電渣鋼錠的頂部縮孔缺陷深度控制在10mm以內，消除頂部縮孔缺陷問題。
實施例2，如Φ420規(guī)格的H13熱作模具鋼，該鋼種與9Cr2Mo相比，合金含量高，液態(tài)的鋼水表面張力大，鋼液凝固成固態(tài)時的收縮率大，而且電渣鋼錠的錠型尺寸越大，其頂部縮孔缺陷就越難控制。經過1年多時間的調試摸索，找到的最佳補縮控制參數(shù)為電壓U＝62V；電流I0＝7800A；I1＝6300A；I2＝4800A；K1＝60；K2＝500；K3＝300；T1～T2＝25min；T2～T3＝3min；T3～T4＝15min。采用這種曲線進行自動補縮操作，可以將電渣鋼錠的頂部縮孔缺陷深度控制在30mm以內，按此控制曲線生產已有6個月的時間，滿足H13熱作模具鋼Φ420規(guī)格的電渣鋼錠頂部缺陷深度小于50mm的用戶要求，基本消除頂部縮孔缺陷問題。通過這項技術的實施，基本可以保證電渣鋼錠可利用率95％以上。
權利要求
1.一種電渣重熔精煉補縮自動控制工藝，補縮是利用自耗電極熔化完成電渣鋼錠頂部的縮孔的填補，其特征是補縮工藝參數(shù)的控制按以下兩公式建立控制曲線lnfV熔∝lnI2RT→lnfV熔∝21nI+lnR+lnT，I＝KT+B，根據控制曲線完成補縮操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電渣爐冶煉工藝，特別涉及一種電渣重熔精煉補縮自動控制工藝。主要解決目前電渣重熔精煉的補縮操作靠人工控制存在的鋼錠頂部縮孔缺陷隨機性較大的技術問題。一種電渣重熔精煉補縮自動控制工藝，補縮是利用自耗電極熔化完成電渣鋼錠頂部的縮孔的填補，其特征是補縮工藝參數(shù)的控制按以下兩公式建立控制曲線lnfV
文檔編號B22D7/00GK1840263SQ200510024668
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月28日 優(yōu)先權日2005年3月28日
發(fā)明者劉友榮, 姚無病 申請人:寶鋼集團上海梅山有限公司