[发明专利]一种电渣重熔渣系及用于电渣重熔Fe-Cr-Al合金低氧控制方法

说明书

本发明公开了一种电渣重熔渣系及用于电渣重熔Fe‑Cr‑Al合金低氧控制方法，电渣重熔所采用渣系的各组分按重量百分比为RE₂O₃ 20～30％，CaO 10～15％，MgO 10～15％，余量为CaF₂。所述渣系在使用前需要进行烘烤，即取即用。电渣重熔过程中需要均匀加入铝粉，加入铝粉的总量是所述Fe‑Cr‑Al合金质量的0.7～0.9‰。本发明的低氧控制方法，具有减氧效果极佳，操作简单，能耗低，成本低。制备的重溶Fe‑Cr‑Al合金中氧含量低于25ppm，并且在强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性等性能表现优异。

技术领域

本发明涉及电冶金技术领域，特别的涉及一种电渣重熔渣系及用于电渣重熔Fe-Cr-Al合金低氧控制方法。

背景技术

电渣重熔冶炼是以自耗电极熔化形成熔滴及在渣中过渡，以及处于金属熔池各阶段，液态金属与熔渣进行充分的冶金物化反应，在底部水冷和渣池保温的条件下钢液快速轴向凝固结晶，基于这个特点，确定了电渣重熔炼钢有以下四个方面的优点：钢渣间充分的物化反应，提高了钢液的纯净度；钢锭轴向结晶组织发展，提高钢的致密性和组织成分均匀性；渣皮保护钢锭表面良好；设备简单，操作方便。

然而，随着炼钢技术的进步，自耗电极中的氧含量和夹杂物含量都可以控制到很低的水平，这样的自耗电极在电渣重熔后，有时不但不能降低氧的含量，反而会出现一定的增氧。如钢研总院杨海森、常立忠等在Ar气密封保护气氛条件下通过实验发现，当电极中的氧含量较低时(18ppm)，电渣冶金过程中实际上是增氧过程，增氧量6～35ppm。《北京科技大学学报》2000第1期，傅杰老师等在GCr15轴承钢电渣重熔试验中发现，氧含量由重熔前10.2ppm增加至重熔后的32.5ppm。《真空》2012第5期，东北大学刘喜海等采用Ar气密封保护气氛电渣重熔Incone1718(Cr～Ni不锈钢)，氧含量由重熔前14.5ppm增加至重熔后的50ppm因为现有电渣冶炼工艺中，由于电渣重熔是在大气条件下进行，即使使用低氧含量的电极重熔也难保证电渣锭获得低氧钢，另外，通过查阅国内外电渣重熔过程氧含量的变化趋势看，不论是小锭还是重达几十吨的大锭，目前都存在增氧的问题。

在实际生产中，电渣重熔冶炼自耗电极中的原始夹杂可以去除，重熔钢中的夹杂主要是金属熔池冷却结晶过程中新生成的。由于非金属夹杂物的存在，严重的影响了重溶钢的质量。如当其中含氧量增加时，严重的影响了钢的强度、塑性等力学性能。另外，钢中夹杂的氧化物还使其耐磨性、耐腐蚀性等大大的降低。大量实践表明，钢中的氧化物夹杂与氧含量有着直接的关系。目前，在电渣重熔过程中仅通过定时定量连续加入微量的辅料如铝粒等进行脱氧作用，来抑制金属熔池中的含氧量，从而最终降低钢中的氧含量，但效果不佳。若要生产氧含量＜30ppm的电渣钢锭，一般采用真空电渣重熔，其次是Ar气密封保护气氛电渣重熔，虽该方法能达到低氧要求，但高昂的生产成本则让人却步。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电渣重熔的低氧控制方法，解决现有电渣重熔过程中增氧，能耗高和成本高的问题，进而提高重熔钢的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性等性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种电渣重熔渣系，包括以下重量份的组分：RE₂O₃(稀土氧化物)20～30份，CaO 10～15份，MgO 10～15份，余量为CaF₂；所述CaF₂化学成分的重量百分比为：CaF₂≥98％，SiO₂≤1.2％，FeO≤0.4％，MnO≤0.2％，H₂O≤0.01％，Pb≤0.001％，P≤0.03％和不可避免的杂质。