專利名稱：一種含Ti鋼電渣重溶工藝方法
技術領域：
本發(fā)明屬于金屬材料精煉技術領域，涉及一種含Ti鋼電渣重溶工藝方法。
背景技術：
電渣重溶可以改善鋼錠的內(nèi)部組織，減少鋼中非金屬夾雜及雜質(zhì)，改善鋼的熱加 工性能，提高鋼錠的加工成材率。電渣重溶是通過自耗電極的熔化，使液滴穿過熔渣層而形 成熔池，并在結(jié)晶器內(nèi)重新結(jié)晶凝固成鋼錠的。在自耗電極熔化形成液滴-渣洗一凝固的 過程中，會發(fā)生一系列的冶金反應，不同的鋼種在不同的重溶工藝制度下，其錠坯重溶前后 的化學成份也將發(fā)生不同程度的變化，由于Ti燒損變化大且不同爐批電極的Ti波動大，鋼 錠的成份就更難控制。按常規(guī)工藝操作，對電極的Ti含量要求范圍較窄，并常會發(fā)生Ti含 量超標造成鋼錠報廢。近年800、825等含Ti的耐蝕耐熱合金得到越來越廣泛的應用，生產(chǎn)這類合金鋼錠 多采用電渣重溶工藝。由于Ti在電極熔煉和電渣重溶中都較易燒損，造成電極和重溶鋼錠 Ti成分超標產(chǎn)生廢品；其中825合金標準要求0.6%彡[Ti]彡1.2%，由于Ti在電渣重熔 中較易燒損，在重熔的不同時期Ti的燒損也不一樣。按常規(guī)工藝操作，對電極的Ti含量要 求范圍較窄，需達到1.0%彡[Ti]彡1.3%。Ti是易氧化元素，在電極熔煉過程中易燒損， 不同爐批電極的[Ti]波動大，往往會超出1.0 1.3%的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是公開一種含Ti鋼電渣重溶工藝方法，使Ti 波動范圍較大的電極經(jīng)電渣重熔后，鋼錠上下的Ti含量均在合格范圍內(nèi)，提高電渣重熔鋼 錠的成品率。為完成上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種Ti鋼電渣重溶工藝方法，在CaF2+Al203+Ca0三元渣系的基礎上添加TiO2用以 減少Ti的燒損從而形成四元渣系，其中基礎渣中CaF2 Al2O3 CaO = 70 15 15 ；并在 所述的渣系中添加返回渣用以減少渣中不穩(wěn)定氧化物的影響；由于不同批次的電極中Ti 的含量不同，需要通過調(diào)整渣系中基礎渣、TiO2和返回渣的配比并采取不同的脫氧方法，使 Ti含量低的減少燒損，Ti含量高的加大燒損，并使鋼錠上下Ti的燒損相差不大，最終獲得 Ti含量均在合格范圍內(nèi)的鋼錠；具體工藝方法為根據(jù)電極中Ti的含量高低將電極分為5 擋:[Ti] ^ 1. 0%Λ. 0%< [Ti] ^ 1. 1%Λ. 1%< [Ti] ^ 1. 2%Λ. 2%< [Ti] ^ 1. 3%, [Ti] > 1.3% ；當電極中Ti的含量彡1.0%時，渣系中基礎渣、返回渣和TiO2加入的質(zhì)量 百分比分別為48. 5%,48. 5%和3%，并添加占渣系總重量5%的Al進行脫氧，其中渣(指 重熔渣，也即基礎渣和返回渣的整體)中加All %、重熔過程的前期加Α12%、重熔后期加 Α12% ；當電極中Ti的含量1.0% < [Ti]彡1. 時；渣系中基礎渣、返回渣和TiO2的加 入量分別為53.9%、43. 和3%，并添加占渣系總重量5%的Al進行脫氧，其中渣中加 All%、重熔前期加Α12%、重熔后期加Α12% ；當電極中Ti的含量1.2%< [Ti]彡1.3%時，渣系中基礎渣、返回渣和TiO2的加入量分別為67. 4%,29. 7%和2. 9%，并添加占渣系 總重量3%的Al進行脫氧，其中重熔前期加A12%、重熔后期加All%;當電極中Ti的含量 > 1. 3%時，渣系中基礎渣、返回渣和TiO2的加入量分別為76. 2%,21. 8%和2%，并在重熔 前期添加占渣系總重量的Al進行脫氧。本發(fā)明添加CaO是為了提高渣堿度，電渣重熔隨著渣堿度的增加鋼中氧含量明顯 降低，鋼錠中氧含量降低則元素燒損減少，因此使用高堿度渣系Ti燒損率要降低。本發(fā)明中Ti是易氧化元素，它與電極棒本身的氧及大氣中的氧反應生成TiO2進 入熔渣中；渣中加入TiO2是為了通過石墨電極化渣過程生成一定量的Ti3O5，Ti3O5是復合的 大離子半徑的原子團，難以擴散，對氧的傳輸起著阻礙作用，故可減少Ti的燒損；本發(fā)明加 入TiO2還可在重熔初期使Ti的氧化迅速達到平衡，避免在鋼錠底部Ti急劇燒損。本發(fā)明中造渣材料CaF2*CaO中不可避免的存在Si02、Fe0、Mn0等不穩(wěn)定氧化物， 這些不穩(wěn)定氧化物含量越高Ti的燒損率越大，這也是鋼錠底部Ti燒損比上部高的一個主 要原因；返回渣是經(jīng)過精煉的重熔渣，渣中不穩(wěn)定氧化物極少；添加返回渣是為了減少渣 中不穩(wěn)定氧化物的影響。本發(fā)明中Al元素與氧的親和力大于Ti，Al2O3的穩(wěn)定性大于TiO2, Al與渣中的TiO2 發(fā)生如下反應3(Ti02)+4Al -2 (Al2O3)+3Ti ；隨著重熔的進行，渣中的氧化物越來越多，采 用逐步加入Al的方式脫氧，不僅可以脫氧保Ti，而且有利于錠中Ti的軸向均勻化。采用本發(fā)明所述的電渣重熔工藝方法，先后重熔了 25爐批150支鋼錠，盡管電 極的Ti含量波動很大，最低[Ti]達0.80%，最高[Ti]達1.68%，超出了電極原訂的 [Ti]控制范圍1. 0 1. 3%，采用本發(fā)明后重熔鋼錠上下Ti含量均在合格范圍內(nèi)0. 6% ^ [Ti] ^ 1. 2%。
具體實施例方式結(jié)合具體實施例對本發(fā)明加以說明如表1所示，一種Ti鋼電渣重溶工藝方法，在CaF2+Al203+Ca0三元渣系的基礎 上添加TiO2用以減少Ti的燒損從而形成四元渣系，其中基礎渣中CaF2 Al2O3 CaO = 70 15 15;并在所述的渣系中添加返回渣用以減少渣中不穩(wěn)定氧化物的影響；由于不 同批次的電極中Ti的含量不同，需要通過調(diào)整渣系中基礎渣、TiO2和返回渣的配比并采 取不同的脫氧方法，使Ti含量低的減少燒損，Ti含量高的加大燒損，并使鋼錠上下Ti的 燒損相差不大，最終獲得Ti含量均在合格范圍內(nèi)的鋼錠；具體做法為根據(jù)電極中Ti的 含量高低分為 5 擋:[Ti] ( 1.0%,1.0%< [Ti] ( 1. 1%U. 1%< [Ti] ( 1. 2%U. 2%
<[Ti]彡1.3%, [Ti] > 1.3% ；當電極中Ti的含量彡1.0%時，渣系中基礎渣、返回 渣和TiO2的加入量分別為48. 5%、48. 5%和3%，并添加占渣系總重量5%的Al進行脫 氧，其中渣中加Al 1%、重熔前期加A]2%、重熔后期加A12% ；當電極中Ti的含量1.0%
<[Ti]彡1. 時；渣系中基礎渣、返回渣和TiO2的加入量分別為53. 9%,43. 和3%， 并添加占渣系總重量5%的Al進行脫氧，其中渣中加All%、重熔前期加A12%、重熔后期加 A12%;當電極中Ti的含量1.2%< [Ti]彡1.3%時，渣系中基礎渣、返回渣和TiO2的加入 量分別為67.4%、29.7%和2.9%，并添加占渣系總重量3%的Al進行脫氧，其中重熔前期 加A12%、重熔后期加All%;當電極中Ti的含量> 1.3%時，渣系中基礎渣、返回渣和TiO2
4的加入量分別為76. 2%,21. 8%和2%，并在重熔前期添加占渣系總重量的Al進行脫氧。實施例1給出電極中Ti ( 1. 0%的實施例，該實施例中母材電極爐號081127-2， 錠號D42046，表中所述電極[Ti]為電渣重熔前電極中Ti的含量，所述鋼錠是指電渣重熔后 得到的重熔鋼錠，即電渣重熔后的產(chǎn)品；Δ Ti是指電渣重熔前后的變化量。
渣系配比 實施例2給出電極中1. 0%< [Ti] ( 1. 的實施例，該實施例中母材電極爐號 母材電極爐號081024-2，錠號D41905。 渣系配比 實施例3.給出電極中1. [Ti] ^ 1.2% [Ti] > 1. 3% ；的實施例，該實施例 中母材電極爐號母材電極爐號080723-1，錠號D41632。
渣系配比 實施例4.給出電極中1. 2%< [Ti] ( 1. 3%、的實施例，該實施例中母材電極爐 號母材電極爐號080722-2，錠號D41644。
渣系配比 實施例5.給出電極中1. 2%< [Ti] ( 1. 3%、的實施例，該實施例中母材電極爐 號母材電極爐號081127-1，錠號D42058。
渣系配比
隆中先不加鋁，重熔過程 中加掛2%的鋁條，半程 后抽出。
權利要求
一種Ti鋼電渣重溶工藝方法，其特征在于在CaF2+Al2O3+CaO三元渣系的基礎上添加TiO2用以減少Ti的燒損從而形成四元渣系，其中基礎渣中CaF2∶Al2O3∶CaO＝70∶15∶15；并在所述的渣系中添加返回渣用以減少渣中不穩(wěn)定氧化物的影響；由于不同批次的電極中Ti的含量不同，需要通過調(diào)整渣系中基礎渣、TiO2和返回渣的配比并采取不同的脫氧方法，使Ti含量低的減少燒損，Ti含量高的加大燒損，并使鋼錠上下Ti的燒損相差不大，最終獲得Ti含量均在合格范圍內(nèi)的鋼錠；具體工藝方法為根據(jù)電極中Ti的含量高低分為5擋[Ti]≤1.0％、1.0％＜[Ti]≤1.1％、1.1％＜[Ti]≤1.2％、1.2％＜[Ti]≤1.3％、[Ti]＞1.3％；當電極中Ti的含量≤1.0％時，渣系中基礎渣、返回渣和TiO2的加入量分別為48.5％、48.5％和3％，并添加占渣系總重量5％的Al進行脫氧，其中渣中加Al1％、重熔前期加Al2％、重熔后期加Al2％；當電極中Ti的含量1.0％＜[Ti]≤1.1％時；渣系中基礎渣、返回渣和TiO2的加入量分別為53.9％、43.1％和3％，并添加占渣系總重量5％的Al進行脫氧，其中渣中加Al1％、重熔前期加Al2％、重熔后期加Al2％；當電極中Ti的含量1.2％＜[Ti]≤1.3％時，渣系中基礎渣、返回渣和TiO2的加入量分別為67.4％、29.7％和2.9％，并添加占渣系總重量3％的Al進行脫氧，其中重熔前期加Al2％、重熔后期加Al1％；當電極中Ti的含量＞1.3％時，渣系中基礎渣、返回渣和TiO2的加入量分別為76.2％、21.8％和2％，并在前期添加占渣系總重量1％的Al進行脫氧。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬材料精煉技術領域，涉及一種含Ti鋼電渣重溶工藝方法，在CaF2+Al2O3+CaO三元渣系的基礎上添加TiO2形成四元渣系，其中基礎渣中CaF2∶Al2O3∶CaO＝70∶15∶15；根據(jù)電極中Ti的含量高低分為5擋[Ti]≤1.0％、1.0％＜[Ti]≤1.1％、1.1％＜[Ti]≤1.2％、1.2％＜[Ti]≤1.3％、[Ti]＞1.3％；并根據(jù)電極中Ti的含量不同調(diào)節(jié)渣系中基礎渣、返回渣和TiO2的加入量和采用不同的脫氧方法；采用本發(fā)明所述的電渣重熔工藝方法，可使Ti波動范圍較大的電極經(jīng)電渣重熔后，鋼錠上下的Ti含量均在合格范圍內(nèi)，提高電渣重熔鋼錠的成品率。
文檔編號C22B9/18GK101899579SQ201010201980
公開日2010年12月1日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權日2010年6月18日
發(fā)明者李墨, 袁亞民 申請人:洛陽雙瑞特種裝備有限公司