电渣重熔学习
上海白鶴華新麗華特殊鋼製品有限公司
技術科
2006-8-3
前言
電渣冶煉技術在特種冶煉領域有著重要的地位﹐它以較低的成本和簡單易行的操作方式贏得了廣大特種冶煉鑄造廠家的喜愛﹐特別是最近幾年來﹐隨著科技﹑國防高新技術領域的發展﹐對高品質鋼材的需求量越來越大﹐電渣重熔技術逐步受到了各個行業的青睞﹒
本手冊僅供我司新進參考閱讀﹐由於時間倉促﹐個人水準有限﹐難免有許多不足和缺憾﹐希望讀者多提寶貴意見﹐以便進一步完善修正﹒
一﹑電渣重熔技術概述
1﹑電渣重熔的基本原理
○1電極，○2渣池，○3金屬液滴，○4金屬渣池，○5渣皮，○6鋼錠，○7結晶器，○8底
12結晶器台車。
10短網，○11變壓器﹐○
水箱，○9夾頭，○
定義：把常規方法(電弧冶煉、感應爐冶煉)煉製的鋼材，在水冷結晶器中進行二次精煉的一種工藝。
基本原理：通過渣阻產生的熱能熔化電極，熔滴通過渣池到金屬熔池﹐通過水冷結晶器結晶的過程。
2﹑電渣重熔的特點
電渣重熔過程中，自耗電極熔化，形成熔滴，在渣中過渡，液態金屬與熔渣進行充分的冶金物化反應，主要功能是去夾雜、夾渣，在底部水冷和渣池的保溫條件下，快速軸向凝固結晶。
（1）鋼渣之間充分的物化反應，提高了鋼液的純淨度；
（2）鋼錠軸向性，結晶組織發展提高鋼的緻密性和組織成分的均勻性；（3）渣皮保護，鋼錠表面品質良好；
（4）設備簡單操作方便。
3﹑電渣爐的地熱源及熱分佈
3.1、電渣熱源
（1）電弧爐：熱源為弧光熱；
（2）感應爐：又叫中頻爐，電流頻率在2000Hz，熱源為渦流自感熱；
（3）真空電弧爐：熱源為弧光熱；
（4）真空感應爐：熱源為渦流自感熱；
（5）電渣爐：熱源為渣阻熱。
3.2、電阻熱
Q=0.24I2Rt=0.24UIt（卡），
Q—渣熱，單位卡，
I—電流，單位A，
R—熔渣電阻，單位Ω，
U—熔渣電壓，單位V，
T—重熔時間，單位S。
因為電渣重熔過程中，渣系大多為三/七渣系，其電阻率基本固定，其熔化速率可調因素是電流，因此電渣重熔的過程主要是控流的過程。
4﹑電渣爐的熱分佈
4.1、熱能分佈圖
?1電極帶入金屬熔池的熱，為有效熱源；
?2渣料傳給結晶器的熱量，為無效熱能；
?3鋼錠傳給結晶器的熱量，為無效熱能；
?4鑄錠儲熱，對鋼錠凝結不利的熱能；
?5底水箱帶走的熱能，為無效熱能；
?6、7渣池輻射給大氣和上部結晶器的熱能；
?8輻射給自耗電極的熱能，為有效熱能，預熱電極。
4.2、充填比對電耗的影響
以同一電渣爐，同一結晶器（Φ300mm）為准：
自耗電極Φ152Φ190Φ230Φ254
熔化率kg/h 94.0 116.0 181.0 227.0
電耗KWh/t 2540 2070 1323 1058 從表中可以看到，隨著充填比的增大，電耗減少，主要是從其他途徑散失的熱量在逐步減少。
充填比有兩種模式：
A：直徑充填比=自耗電極直徑/結晶器直徑；
B：面積充填比=自耗電極面積/結晶器面積。
一般都在其後標明。
二﹑設備概況
1﹑結晶器
實際上也是爐體，外層用鋼板焊制，內層一般用12mm厚紫銅板焊制，夾層內通冷卻水，注意水管是從下部進入，從另外一側上部出水管排出，如果一進一出效果不好時，可採用雙進雙出，增加進出口，提高結晶器的冷卻效果。
結晶器的所有焊縫必須牢固嚴密，新結晶器或修補的結晶器使用前必須進行打壓試驗，其壓力要大於0.4mp，時間大於30min，在打壓時，焊縫不許有滲水現象出現，結晶器在使用前要檢查：內壁光滑，不允許有裂紋，氣孔，氣泡，凹坑等缺陷，當內壁出現6mm以上凹坑時，必須進行補焊修磨。
同時為了保證結晶器使用壽命在交換電極時，必須對準了下，防止和爐壁接觸打弧擊穿或者出現凹坑。
例如：對於360結晶器，為二進二出（即有兩個進水管兩個出水管），在打壓時候可關閉一個出水管線然後觀察結晶器各個位置有無滲水，結晶器內外壁有無“出汗”現象。
2﹑結晶器台車
2.1﹑水冷底座
水冷底座上蓋為紫銅板，下槽為鋼板包括進水管和出水管（如圖所示），上下都是緊密焊合成箱子的，只留有進水和出水口。
水冷底座在使用前上表面應該光滑平整，不能有砂眼，氣孔，夾雜，凹坑，每煉完一爐都要檢查，出現8mm的缺陷如凹坑等難以磨掉缺陷時，需要進行修復打磨。
新水冷底座和修後水冷底座在使用前必須進行打壓試驗：壓力應該大於0.4mp，時間大於30min，在焊縫合連接處不得有滲漏水情況出現，打壓方式可採用和結晶器打壓相同的方式。
2.2﹑橫移台車
雙層可調心結構﹐可以實現水準X－Y方向運動和微動﹐用於調整結晶器與自耗電極的位置﹐要求運行平穩﹐各個系統輪子潤滑良好﹐底座水準﹐導軌無破損﹐接觸面無影響台車運行平穩性之缺陷﹒
3﹑支撐臂
主要是支撐懸臂﹑自耗電極﹐可在電機的作用下上下運動﹐以控制電極的在結晶器中﹐渣面下的深度﹐由H型鋼構築主體﹐包括電機﹐鋼繩﹐配重﹐橫樑﹐夾持臂﹐水冷夾頭﹒
要求鋼繩無較厲害磨損﹐配重無鬆動﹐橫樑無鬆動﹐夾持臂上下運動靈活﹐電機運轉正常﹐水冷卡頭無滲漏﹒
4﹑假電極
為了保證熔化充分，便於夾持等操作，需要將原料焊接在一段輔助電極上，這個輔助電極就是假電極。
假電極一般採用比較便宜焊接性能比較好的20#~45#鋼，採用焊條一般用直徑為5的焊條。
在焊接前，假電極和原料端面要平整，確保假電極和原料接觸良好，焊接面要平整牢固，防止冶煉過程中焊口處發紅，而導致電極脫落造成品質事故。
5、石墨電極
為了更充分的熔渣，保證鋼錠大頭的品質狀況，通常使用一個化渣電極，它是由石墨造成，稱為石墨電極。
石墨電極要保持乾燥，與夾頭連接處要擰緊，防止打弧；
石墨電極端頭斷面必須保證不小於原電極直徑的1/2；
石墨電極在搬運、使用中要輕拿輕放，防止損壞﹒
三﹑原料情況
1、金屬自耗電極
由於在電渣重熔過程中，金屬電極頭部埋在渣池中，受渣阻熱，不斷被熔化掉，所以成為自耗電極。
自耗電極應該是化學成份合格，斷面為圓、方等形狀的材料，它可以是鑄造、軋製、鍛造的。
金屬自耗電極不能有冷接、橫裂，在熔煉的過程中如果有冷接，容易從冷接處斷開，造成品質、設備事故，如果有橫裂，在熔煉過程中，易掉塊，形成同金屬夾雜。
電極不能有易脫落的氧化鐵皮、耐火磚、不能有包渣、表面油污等，尺寸規格也要符合要求。
2﹑螢石（CaF2）
渣中加入CaF2可降低熔渣的熔點和粘度，使熔渣具有良好的流動性，提高渣系得導電率，降低渣系表面張力，有利於電渣過程中去S和去夾雜物等一些列
優點。
螢石分為兩類一類螢石和二類螢石
一類螢石CaF2含量≧98%，SiO2含量≦1.5%，主要用於重熔高溫合金。
二類螢石CaF2含量≧97%，SiO2含量≦2.5%，主要用於重熔特殊鋼。
螢石中SiO2含量較高時，可加AL粉，用45#鋼熔煉使SiO2中的Si進入到鋼中，O轉化為AL2O3，達到提純的目的。
螢石在使用前必須乾燥，而且螢石在保存過程中不能淋濕。
3﹑氧化鋁粉（AL2O3）
渣中加入AL2O3可提高渣系電阻，降低熔渣透氣性，在一定含量範圍內（AL2O3）增加AL2O3含量能降低熔渣的熔點，改善熔渣流動性，渣中加入AL2O3可提高鋼---渣之間的介面張力，降低夾雜物-----熔渣之間的介面張力，有利於熔渣吸附夾雜物，達到提純金屬的作用。
鋁粉一般採用工業純，AL2O3含量大於99.8%；
其中不能有雜物，渣料顆粒符合要求；
渣料分辨不清時禁止使用；
渣料使用前必須烘烤，隨取隨用，防止吸收水分，一般採用在600度以上加熱大概4~6小時。
4﹑底墊
為了保護水冷底座，確保良好的導電效果，應該確保底墊和底座接觸緊密導電良好。
一般情況下：360採用底墊為300，260採用底墊為200，165採用底墊為100，厚度為10~20mm。
5﹑引弧劑
為了保護設備，採用不產生電弧的固態導電介質，當通電時由於引弧劑本身的熱量，使自身熔融，同時使周圍的渣料熔化成渣池，均勻化渣，從而完成電渣重熔的初步工作造渣。
引弧劑的配方為：40~50%TiO2、50~60%的CaF2。
引弧劑要乾燥，導電性能好，用量不要太多。
我們一噸爐一般用200~400g。
四﹑生產操作
1﹑生產準備
觀察設備運轉情況、迴圈冷卻水情況（結晶器、底座、水冷電纜）等通水正常，迴圈水壓應大於0.2MP，同時出水情況良好（滿管出水有一定水壓）。
首先用砂輪將底座表面清理乾淨，如有粘鐵可準備一扁鏟和手錘打掉，並用砂輪磨平、清理，使其表面出現紫銅金屬光澤。
底墊要磨平，與底座接觸緊密，在底墊和底座接觸處圍上石棉繩，防止渣料進入底墊底下造成斷路，之後再繩週邊上圍渣，圍渣可採用返回渣粉末或者螢石
粉，石棉繩、圍渣要乾燥，接著在底墊中心放置引弧劑，引弧劑要求底面與墊板接觸良好，放好引弧劑在底墊上引弧劑周圍放置已配好的渣料，圍渣高5~10mm。
坐上結晶器，在坐結晶器時候要坐垂直、坐穩，放好後可繞結晶器軸心輕轉，以便渣料和結晶器接觸良好，作好上面工作後，在結晶器與底墊接觸的邊緣圍上一圈潮砂或者潮的返回渣，以防止跑渣。
上石磨電極，試運行小車，同時觀察水管密封情況，如無電流可敲打底座和結晶器。
正常後準備工作完畢。
2﹑起弧造渣
快下至50~100mm時按手動慢速下降，同時給上高壓，在降至50mm左右時打自動，此時在電極穩流控制下，電機逐步的慢速自動下降，直到系統產生回路電流，此時，開始了起弧造渣，就是熔化渣料，我們採用電阻熱造渣法，就是利用電流通過引弧劑時產生的電阻熱初步熔化渣料，進而建立電渣的過程。
操作方法有兩種：
(1)用石墨電極化渣：
底座上面要清潔平整，表面不得有灰塵，粘鐵/渣等，表面要清理出紫銅的金屬光澤，把準備好的一端已經磨平的金屬底墊放在底座上面的中心位置，要求放穩接觸良好，在金屬底墊中心放置引弧劑，最好引弧劑一面平整，與底墊上表面接觸良好，要放穩，為更好的造渣，更好的利用引弧劑產生的熱量，在引弧劑周圍圍放1~2kg重熔渣料，圍放的渣料不能跑到引弧劑下面，防止接觸不良打弧，擊穿墊板和底座，結晶器和水冷底座之間一般墊乾燥好的返回渣，目的是為了使結晶器和底座絕緣，降低不必要的電能損耗，所墊的渣料厚度5~10mm或可直接墊或者加墊石棉布。
造渣時，一個支臂上為石墨電極另一個支臂上為金屬自耗電機，石墨電極的熔化端面的浮碳要清除乾淨，端部太細，不和規定時應鋸掉，將石墨電極對準結晶器中心，快速下降電極，當石磨電極下端接近引弧劑時，接通電源，慢速下降，來弧時，快速加幾勺渣料“穩弧”、造渣，正常加渣要均勻，邊熔化邊加渣，見亮就加。
化渣要求：
化渣電壓要求為電渣冶煉正常冶煉電壓，電流一般不超過3000A
Φ360的渣料在大概15分鐘左右加完，然後重熔一段時間，一直等裏面渣料完全熔化，開始提升電流，大概8~10分鐘提到正常，其熔渣電流<3000A，採用Φ150電極，正常後的冶煉電流大概為6000~6500A。
Φ260的渣料在大概10分鐘左右加完，然後重熔一段時間，一直等裏面渣料完全熔化，開始提升電流，大概10~12分鐘提到正常，其熔渣電流<2000A，採用Φ90電極，正常後的冶煉電流大概為4500~5000A。
正常電流後造渣完畢。
(2)用金屬自耗電極直接化渣：
在特殊情況下允許使用，如：低碳鋼，對碳含量要求嚴格的鋼材。
造渣電流要很快穩定下來，並逐步提升電流，當渣料加完，5～15分鐘後將電流控制在規程要求的值。
加渣時間視渣量而定。
3﹑正常冶煉
電渣冶煉的主要工藝參數
結晶器和電極尺寸：結晶器直徑：360，250，200，150（方／圓）；
充填比／充填係數：原料直徑／結晶器直徑（直徑充填比），
原料截面面積／結晶器截面面積（面積充填比）；
渣系：常用兩元渣系CaF2：AL2O3=7：3，稱為三七系；
渣量：如：360圓，渣重36kg；
電壓、電流：如１ｔ錠爐電壓要求一般為58~63V，電流要求為6000~6500A；
冷卻水溫：入口水溫不能高於３５度，出口水溫不能高於４５～６５度，在冶煉過程中要注意水溫和水壓，冶煉過程中水不能斷流。
渣料熔化完畢，電流提升到正常值，即進入正常冶煉：
(1)、嚴格控制冶煉工藝參數，尤其是電流，勤觀察電流錶，監控電流的運轉情況和電機的運轉情況，防止電流波動和斷電等情況的發生。
(2)、勤觀察電極的對準情況，及時並小心的調整結晶器的位置，保證對中良好，防止電極和結晶器接觸打弧以至擊穿結晶器。
4﹑交換電極操作
當電極與假電極焊口距離渣面100~150mm時，把電流提升到比正常冶煉電流高250~500A重熔1~3min後，用交流快速提升，當電極脫離結晶器，移動橫移台車，到位後調整結晶器前後左右位置，確保電極在結晶器中心，一般情況交換電極要求時間小於90s，1t爐交換電極時間小於60s；如果交換電極時間超過3min應停止冶煉。
換電極後，手動調整電流值，調整到比正常值低大概1000A~1500A，然後保持此種狀態，讓電流自動提升到正常後，打自動，開始正常冶煉，在自動過程中要密切注意電流錶和電機的運轉情況，防止異常斷電後為了補償電流而電極不斷的向下運轉，導致插深。
5﹑充填（補縮）
為了減少鋼錠在結晶過程中鋼錠產生的縮孔，提高成材率，在電渣冶煉後期採用的逐步降電流工藝操作方法。
一半情況200mm的電極，液面距離結晶器邊緣大概100~150mm時，允許開始充填。
甲、充填方法
採用逐步分級降低電流的方法，每次降電流1000~2000A，每一電流值停3~5min，在最小穩定值停5~10mm，後自然歸零。
電流控制圖如下所示（以1噸錠爐子控制方式為准）：
乙、充填效果
充填必須充分，使鋼錠小頭端面無凹心，杜絕二次充填，整個冶煉過程中電流要穩定，渣呈黃白色，冒白煙，渣池中目視有比較活潑的對流現象，關注結晶器水溫，控制在45~65度，水冷底座出水溫度小於45度，冷卻水進水溫度低於35度。
6﹑鋼錠脫模
充填完畢後鋼錠需要一段時間冷凝成為固態後方便脫模，鋼錠煉製完畢至脫模所需要冷卻大概時間如下：
360錠需要冷卻大概20~30min
260錠需要冷卻大概15~25min
7﹑鋼錠緩冷、取樣
鋼錠脫模後根據不同的材質對鋼錠採取不同的冷卻方式：
A．空冷：奧氏體鋼：如1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni9，4Cr14Ni14W2Mo，空冷時間24小時，在這個時間段內同時取樣；
B．箱冷：馬氏體、雙相鋼：如1Cr13、2Cr13等，箱冷24小時後空冷24小時，並在空冷時間段內取樣；
C．砂冷（砂埋）：如3Cr13、4Cr13等易炸裂的鋼種，砂冷48小時後空冷24小時，並在空冷時間段內取樣。
取樣位置：在鋼錠大頭距端面大概100mm處取粉末試樣，在小頭距端面50mm處取粉末試樣分別作化學分析
全元素試樣取40g小塊，要求試樣表面清潔無油污，無渣滓，無灰塵，裝專用試樣袋，分大頭和小頭，標明鋼種、爐號、取樣位置（大頭或小頭）、日期。
要求試驗結果在24取完樣後二十四小時內出來。
五﹑生產常見異常處理
1、熔煉中斷電
熔煉中斷電，但是其電壓正常，可能是在更換電極或者其他情況的時候導致
錠子和底座絕緣：
應急處理：可採用敲打結晶器、水冷底座的方法來處理；
預防措施：在裝備結晶器時，坐好底墊，同時也可以增大底墊的面積，在更換電極的過程中，動作不要過大，防止結晶器晃動過大導致絕緣，對於小規格結晶器，可增大結晶器下邊緣的面積，達到穩定的目的。
如果異常停電﹐必須打開柴油發電機﹐確保水冷系統工作正常﹒
2、泡渣
此事故主要發生在造渣過程中，主要是因為渣液流動性好，而結晶器和底座接觸面不緊密造成。
應急處理：停電，同時用沙土壓埋；
預防措施：在裝配結晶器時，在結晶器和底座之間的絕緣返回渣要儘量細，同時可在放渣之前在下面墊一中心有孔德石棉布，並且在結晶器放置好後，在它和底座接觸的邊緣，圍一圈潮砂土或者潮返回渣，但是不能全部圍嚴，大概要留一寬約50mm~100mm的排氣口。
3、電極焊口掉落
此類事故主要是因為焊接不牢造成；
處理方法：停電。
預防措施：在焊接電極時，假電極端面要清理乾淨平整，電極要焊接的端面也要清理乾淨平整，同時夾頭應該擰緊。
4、熔煉開始無電流
主要是因為在圍渣時渣料鑽到底墊板下面或者是引弧劑下面。
應急處理：可敲打底座或結晶器，如無效果需要重新放置底墊和引弧劑；
預防措施：在圍渣前放置好底墊後，於底墊和底座接觸面邊緣圍幾圈石棉繩，防止渣料跑進去，儘量保證渣料不要碰到引弧劑，還有就是儘量使引弧劑端面比較平的一面與底墊接觸。
5、迴圈冷卻水堵塞或者斷流
主要是水冷管路問題或者水泵故障造成；
應急處理：電流稍微降低，使用備用水泵，如果壓力過大，先使用一個管路，同時處理出問題管路，如果是壓力降低，檢查管線漏水的地方，並及時處理。
預防措施：在更換結晶器時擰緊水冷管線介面，在底座橫移換電極時，注意保護水管防止被輥道和小車輪子壓壞。
6、成分偏差
一方面是原料問題，一方面是冶煉渣系不同，還有就是取樣過程中試樣被污染。
應急處理：重新取樣；
預防措施：取樣位置表面要乾淨無油污灰塵等雜物，取樣鑽頭要乾淨，無附著雜物，同時應使用耐磨性高的鑽頭。
六﹑我司設備狀況
1．設備概況
（1）變壓器
T型交流變壓器，高壓側三相進線，低壓側兩個單相輸出
採用有載有級調壓，電壓14檔，採用上海華明開關
（2）短網
銅排+水冷電纜結構（無二次開關）
無磁結構（採用類似同軸導電的設計原理）
（3）機械
四立柱結構，普通梯形絲杠傳動，絲母動態調心裝置
交流變頻傳動，牙鉗式電磁離合
橫臂旋轉
氣動對開卡頭
固定熔位，電動X-Y雙向電動台車，底水箱
水溫、水壓等檢測與報警（結晶器、底水箱各一個檢測點）（4）控制系統
變頻自動、手動兩種控制方式
2．主要技術指標
（1）標稱熔煉噸位：1t
（2）冶煉電流電壓波動值：在（7）款條件下，在熔煉處於穩定階段時電流波動＜±1200A，電壓波動＜±2V
（3）熔煉方式：遞減功率，交換電極，電極總共2支（單支1.0t）。
（4）控制方式：手動控制、自動控制。
（5）自耗電極最大重量：1.0t；重熔支臂載荷：1.5t
（6）輔助電極規格：φ180
（7
（8）鋼錠品質：表面光潔，無渣溝、鋼錠補縮端面凹坑深度小於電渣錠直徑1/10。內部無縮孔、疏鬆和明顯偏析等缺陷。其中驗收鋼種為17-4ph﹑T91﹑XM19﹐按照乙方提供的熔煉工藝確保化學成分合格。
（9）升降橫臂有效行程：3.5m
（10）熔渣方式：石墨電極造渣，液渣起弧（重熔）。
（11）電耗指標：≤1400-1600KWh/t
（12）日產能7噸(17-4PH, φ260×1400) 。
3．結構與功能設計
（1）總體結構：該電渣爐為四立柱式結構。每個立柱上配有一個旋轉支臂，支臂可旋轉和升降，兩立柱中間佈置短網。電渣爐設有兩個固定熔位，可X-Y 雙向微調，結晶器高度不可調。
（2）高壓供電（高壓開關、計量櫃）：
高壓開關、計量櫃為組合式，有阻容保護和避雷保護，一個櫃體。
有變壓器油溫、輕瓦斯、重瓦斯報警。重瓦斯自動停高壓功能。有過流保護。
具有電流電壓指示，有功電力計量。
（3）變壓器
變壓器容量1400KVA，三相，一次電壓6.3KV±5%，工頻50HZ。
二次設有兩組單相輸出接線端子
採用14檔有載調壓，二次調壓範圍40～70V，等壓差調壓。
冷卻方式為自然冷卻。
阻抗≤6-8%。
二次額定電流10KA。
（4）短網
銅排A-X交叉並排，在變壓器容量1400KVA，最大電流10KA下。硬銅排電流密度≤1.3-1.6A/mm2。
水冷電纜S500mm2，12條。水冷電纜下設防護罩防止熱輻射。
短網與變壓器採用銅排直連形式連接。
互感器安裝在爐前，設防護罩防止熱輻射及濺渣。
（5）立柱與支臂結構、運動形式
主立柱應有足夠剛性，與爐後牆剛性連接，2t力(甲方同意與廠房牛腿(注:主立柱),剛性相連接)。
立柱採用圓形結構。
採用梯形絲杠傳動、萬向絲母、牙鉗離合，電刷設在低速側。
支臂快速升降應靈活平穩準確，載荷1.5t電極升降時末端擺動＜3-6mm。
快速升降速度：2500-3000mm/min
熔煉速度：5-50mm/min
橫臂升降行程：3500mm
支臂載荷：1500kg
支臂旋轉形式：減速電機驅動，單速控制。
旋轉速度：360°/min
轉角：＋20°／100°
（6）電極夾持形式
橫臂及電極夾持器採用結構件；電極夾持器導電側採用堆焊黃銅結構；
夾持器為對開結構；卡頭經0.4MPa×5h打壓無滲水。
氣動結構
最大開口位移：40-60mm
夾緊力≥3t
（7）結晶器台車形式
結晶器平臺的調心部分為雙層結構，可實現X/Y方向調整。應設有防跑
渣裝置。
平臺面積：1200mm×1200mm
調整速度：400mm/min
承重：2t
X－Y方向調整距離±200mm
（8）除塵裝置形式：爐口設有U形集塵罩，罩出口附有軟連接管，並可調節以適應不同高度位置集塵（乙方提供排風口徑）。除塵氣體直接排空。
（9）水系統要求：水管線架設應合理易於維護操作。在供水壓力為0.4Mpa 下，結晶器出水溫度45°C～65°C。當主供水回路出現故障時自動報警，自動開啟備用水路。回水有溫度顯示報警。進水口有水壓顯示報警。
（10）控制系統結構與功能
電渣爐控制系統主要由變頻自動控制系統、一次感測器和相應的執行單
元組成,電氣聯鎖採用PLC(三菱品牌)。
七﹑我司重熔安全操作事項
安全操作包括人員安全﹑設備安全﹑品質安全
1﹑工作前必須檢查機械﹑電氣﹑水冷系統等﹐在正常情況下方可送電﹐否則不准送電。
2﹑工作前對鐵鏈﹑鋼絲繩等所使用的工具要檢查﹐發現問題及時修理或更換﹐不得將就使用。
3﹑上電機時﹐一定要卡緊﹐電機棒子一定要焊牢﹐防止脫落傷人。
4﹑安放底墊時﹐水冷底座平面應光滑干燥﹐底墊與底座之間緊密結合﹐以防打弧造成事故。
5﹑結晶器要座的嚴密﹐以防在冶煉過程中跑渣傷人。
6﹑配電人員必須按照其操作工藝規程控制電壓﹑電流。冶煉過程中不准帶負荷送電﹑停電﹐嚴禁冶煉過程中無人或多人配電。
7﹑在冶煉過程中﹐冷卻水在2個壓力以上﹐管道暢通﹐結晶器冷卻水溫度不准超過65℃﹐以防發生爆炸事故。
8﹑交換電機及在冶煉過程中﹐電機不能偏離結晶器中心﹐防止打弧發生事故。9﹑吊電機及鋼錠時﹐必須使用專用工具﹐保証卡死﹐嚴防脫落傷人。
10﹑電機尺寸不和標准要求時﹐經處理后方可生產。
11﹑交換電機時﹐配電員必須聽從爐前工指揮﹐雙方緊密配合﹑防止打弧肇事。八﹑我司電渣工藝技朮要求
1﹑電渣重熔用原材料
1.1非金屬原材料
電渣重熔用非金屬原材料主要有渣料如﹕螢石﹑三氧化二鋁等和其他附加材料。
1.1.1渣料驗收
電渣重熔用渣料入庫時應有產品合格証及化學成份單。渣料必須純潔﹑無泥沙﹑無焦炭﹑無油污﹑鐵屑等雜質。
1.1.2渣料及附加劑的化學成份見表1
表1
注﹕所有渣料的水分≦0.05%
1.1.3渣料粒度見表2
表2
1.1.4渣料的烘烤
(1)螢石﹑三氧化二鋁﹑鎂砂﹑硅石的烘烤溫度≧650℃﹐保溫≧8h。
(2)石灰烘烤溫度≧850℃﹐保溫時間≧10h﹐使用溫度不低于200℃。
(3)使用預熔渣應預熱﹐做到隨用隨取。
1.1.5渣系及渣量
(1)常用渣系包括以下几種﹕
○1ANF-6﹕70% CaF2+30% Al2O3
○2622﹕60%CaF2+20% Al2O3+20% CaO
○3433﹕40% CaF2+30% Al2O3+30% CaO
○4四元渣﹕15% CaF2+50% Al2O3+30% CaO +5% MgO
渣系選擇根據鋼種而定。
(2)渣量與錠型關系見表3
表3
1.1.6圍渣
圍渣采用渣帽﹑螢石粉碎后使用。
1.1.7石墨電極
要求使用優質石墨電極﹐固定碳>95%﹐強度≧1.6Mpa﹐其規格≧Φ200mm,不准有裂紋﹐表面浮碳及粘渣﹐電極端面需>Φ100。
2.1金屬材料
電渣重熔用金屬材料主要指假電極﹑自耗電極及底墊。
2.1.1假電極
假電極是指連接水冷和自耗電極的導電電極。
連接石墨電極的假電極規格為180~1500mm﹐連接自耗電極的假電極必須確保假電極和電極總長度滿足電極與渣接觸﹐知道熔煉終了。電極長度計算是基于電極行程原則﹐假電極材質為奧氏體鋼。
2.1.2自耗電極
自耗電極是指在重熔過程中將電極頭部埋在渣池中受渣阻熱﹐不斷被熔化掉﹐所以稱為自耗電極。自耗電極通常由電爐﹑感應爐冶煉鑄造和軋鍛加工而成﹐只要充填比允許﹐錠﹑鑄件﹑廢軋輥等都可作為自耗電極。
對自耗電極的主要要求是﹕1）必須很直﹐在進入結晶器時不碰撞結晶器壁﹐必須能安裝到升降機構上﹐并能導電。2)自耗電極化學成份必須滿足控制成份要。3）每批自耗電極應單獨存放﹐并標明鋼種﹑廠家﹑進料日期﹐不得混鋼。
2.1.3底墊
(1)底墊﹐防止重熔初期底水箱被擊穿和將電流引入結晶器內部熔煉空間的一種安全墊。
(2)特殊要求用客戶自帶底墊﹐其他根據結晶器大小用鋼板代替。
2.重熔前准備
2.1設備檢查
2.1.1檢查電極升降快慢速度系統﹑支臂旋轉系統﹑加緊系統是否靈敏﹐底水箱移動是否正常。
2.1.2電氣系統的各種開關﹑儀表﹑指示燈和交直流馬達正反轉是否正常。
2.1.3檢查水循環系統﹑水冷卡頭﹑結晶器﹑水冷底座﹑底水箱等進出水管是否接對接牢﹐有無滲漏折疊現象﹐不低于0.4MPa﹐水流暢通。
2.1.4各種指示開關歸零。
2.2生產前檢查
2.2.1檢查所煉鋼種與錠型是否一致。
2.2.2自耗電極與假電極之間是否接對﹑接牢﹐焊口是否出現裂縫等。
2.2.3底座清理后應與水冷底座接觸嚴密不能抖動
2.2.4結晶器是否座穩
3﹑生產過程操作
3.1起弧造渣
3.1.1引弧電極卡好后﹐垂直入爐﹐調整中心﹐使端頭距引弧劑50-100mm處。待一切就緒后﹐配電員將操作台上高壓電鈕合上﹐調整好電流﹑電壓﹐給上自動﹐待指示表上電流波動后即可加渣。
3.1.2加渣時一定要四周均勻加入﹐一次加入量不要過多﹐避免冷渣過多造成溶渣凝固﹐透氣性不好﹐導致噴渣﹑鑽渣。
3.1.3造渣升溫實踐見表4
表4
3.1.4造渣電流電壓曲線見圖1
電壓為
4000A
2000A
5 10 t3
t3依據錠型定
3.2正常熔煉
3.2.1待溶渣升溫時間達到后﹐立即將電極離開渣面﹐切斷高壓﹐抬起電極﹐移動台車換入自耗電極。根據熔煉要求迅速調整熔煉電流﹐在10分鐘內逐漸轉為正常熔煉電流。如果用自耗電極引弧造渣﹐待渣溶清后逐漸提高電流正常冶煉。
3.2.2熔煉期間應經常觀察爐況﹐調整電極至中心位置﹐防止電極與結晶器打弧和其他意外事故的發生。
3.2.3熔煉期間發生下列情況立即停電
○1結晶器內吊入異物或自耗電極炸裂后掉塊。
○2電極插入金屬熔池或電極與結晶器打弧。
○3化假電極
○4突然停水或冷卻水出水溫度高于70℃。
○5斷電超過換電極規定時間1min。
3.3充填期
3.3.1為提高電渣鋼成材率﹐消除縮孔或夾渣﹐熔煉后期需停留足夠補縮的自耗電極﹐保証鋼錠頭部丰滿。
3.3.2充填有兩種方法﹕
○1連續性充填﹕其實質就是減少電流。重熔將近結束時﹐保持電壓不變﹐陳電流從最大值依次降低﹐每減以次停留數分鐘﹐直到電流最小時保持5-10分鐘﹐提起電極切斷電路。
○2間歇式充填﹕即在重熔末期采用間歇停電或供電的方式﹐而且在每次再供電時也逐漸減小電流﹐以達到補縮的目的。
充填結果﹐無凹心﹐無鐵豆﹐無二層皮。
3.3.3各種錠型充填時間見表5
表5
3.4模冷和脫模
模冷﹕電渣重熔完畢﹐切斷電源﹐電渣錠再結晶器中自然冷卻即為模冷﹐模冷時間不宜太長﹐待澆帽凝固即可。
模冷期間不允許移動底水箱﹑開動小車。
模冷時間根據錠型來定
Φ240模冷時間為20~30min
脫模﹕脫模前后准備好脫模工具﹐准備好保溫罩。
3.5鋼錠的緩冷﹑退火
為防止易炸裂鋼種產生炸裂及時消除應力﹐降低硬度﹐鋼錠脫模后需進行緩冷﹐要求退火的鋼種須及時退火。
3.5.1電渣鋼錠的緩冷
緩冷制度由于各單位條件不同有空冷﹑罩冷和熱砂埋﹐我司采用罩冷。
緩冷要求﹕若不連續生產﹐在第一爐生產時保溫罩應預熱。
○1保溫罩上寫名保溫時間及保溫鋼種。
○2嚴禁把熱鋼錠和剛出坑鋼錠與易炸裂鋼錠堆放在一起。
○3出坑鋼錠不得被水淋。
3.5.2鋼錠的退火
a.消除鋼錠組織應力﹐改善加工性能。
b.降低鋼種氣體﹐減少白點裂紋。
c.降低鋼錠的硬度。
3.5.3引弧劑的熔煉
○1石墨電極和結晶器尺寸
○2引弧劑配比
○3引弧劑的熔煉
引弧劑的重量﹑引弧劑的工藝參數
引弧劑重量﹕電壓V﹐電流A﹐加渣時間﹐熔煉時間﹐模冷時間﹐結晶器尺寸。
○4加渣操作
先加螢石50%熔清螢石+石灰氧化鈦粉熔清升溫停電模冷
3.5.4預熔渣的冶煉
3.5.5電渣重熔過程中常見問題的處理。
○1重熔初期跑渣原因
A．渣料加熱不好﹐渣料太潮
B．渣料在爐中不均﹐有成堆現象渣池溫度局部過熱
C．加熱時一定要勤加少加﹐均勻加入
D．在換電極后﹐電流一定慢慢升﹐待底部有一定鋼液后﹐可轉入正常
○2電流控制不穩
措施
a.適當增加設定電流降低電壓
b.適當增加渣量
c.減少電極直徑
○3鋼錠表面質量不好
措施
a.適當提高電壓
b.適當減少電流
c.適當減少渣量
○4熔速過小
增加電流﹐增加電壓﹐減少渣量
○5熔速過大﹐渣池太深
減少電流﹐減少電壓
附表﹕（我司鋼種電渣工藝要求）附表1
附表二
2021年电渣重熔原理
2 电渣重熔原理 欧阳光明（2021.03.07） 2．1 渣池 电渣重熔工艺的核心部分是熔池。金属从熔池上方进入渣池，然后被加热、熔化、精炼和过热，并且承受振动、搅拌和电化学作用。因此，形成渣池并使其保持在合适的条件下，显然是很重要的。渣有如下几方面的作用。 （1）发热元件的作用 重熔过程中热量通过焦耳效应产生，也就是通常的电阻发热定律。因此，应该确保渣阻与供给功率的电压、电流之间的正确平衡。所用的大多数渣的电阻率在熔炼温度下为0.2.0.sslcm ，熔炼温度通常比金属熔化温度高200 3001C。显然，在该温度下，渣既要呈液态，又要稳定，所以重熔电流、电压、渣池深度和渣电阻率之间的关系很复杂。好的电渣重熔操作必须把它们调到最佳值。 (2)熔渣对于非金属材料来说是熔剂 当金属电极进入到渣池中时，电极端部达到其熔化温度，就会形成金属熔化膜。当熔化金属与熔渣接触时，熔化的金属在汇聚成熔滴的同时，暴露的非金属夹杂将溶解在渣里。因此，渣的成分必须能溶解杂质而又不影响其性质，为此，在重熔时必须采取连续调整渣成分的步骤。 (3)渣是电渣重熔工艺的精炼剂 重熔过程中的化学反应主要部位是电极端部渣／金界面，这里金属
膜条件对于快速反应是最理想的。 (4)涟起保护金属免受污染的作用 渣对于反应成分来说，起着传递介质的作用。由于金属在渣下熔化和凝固，被熔化的金属绝不会与大气接触而被直接氧化，而这种氧化在常规工艺中是不可避免的。另一方面，由于熔渣可以传递反应物质，如氧和水蒸气，所以使用惰性气体做保护气氛非常必要。(5)位形成结晶器衬 由于结晶器壁温度维持在渣熔点以下，那么熔渣和结晶器壁之间必定有凝固渣壳。这层渣壳起着结晶器衬的作用，金属锭在衬里形成并凝固，至少在稳定操作条件下，渣壳起着上述作用。在环形结晶器（短模）情况下，锭表面渣皮很少。可能存在差异。 为了实现上述作用，渣必须具有某些相当明确的性质。一般情况下，它的熔化温度应在被熔化金属的熔化温度以下。操作温度显然高于金属熔点，一般约高200 300℃。渣的电阻率是其成分的函数，只要不是明确地影响化学要求，可在一定界限内调整。渣的成分应该既保证所希望的化学反应能快速发生，又保证反应物留在渣里；对于硫，其反应产物应能排到大气中去。另外，渣应能抑制不希望反应的发生，因为这些反应会造成微量元素的损失，这一点也非常重要。渣的黏度（其值一般在毫帕秒范围内）影响熔滴在渣中的停留时间、气体排出速度、渣池搅拌程度、传质动力学以及渣壳厚度等。渣与金属的密度差也同样影响熔滴停留时间和熔滴大小。渣与金属间的表面张力应该比较小，这样可增加传质速度且易产生小熔滴。但这样不利于渣与金属的分离且增加夹渣危险。表面张力
电渣重熔工艺简介
电渣重熔 把平炉、转炉、电弧炉或感应炉冶炼的钢铸造或锻压成为电极，通过熔渣电阻热进行二次 重熔的精炼工艺，英文简称ESR。美国霍普金斯(R.K.Hopkins)于20世纪40年代首先提 出这种精炼方法的原理。其后苏联和美国相继建立工业生产用的电渣炉。60年代中期由于 航空、航天、电子、原子能等工业的发展，电渣重熔在苏联、西欧、美国获得较快的发展。生产的品种包括：优质合金钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金以及铝、铜、钛、银等有 色金属的合金。1980年世界电渣重熔钢生产能力已超过120万吨。中国1960年建成第一 座电渣炉,其后得到很大发展。最大的是上海重型机器厂电渣炉，钢锭重达200吨。 电渣重熔基本过程如图所示。 在铜制水冷结晶器内盛有熔融的炉渣，自耗电极一端插入熔渣内。自耗电极、渣池、金属 熔池、钢锭、底水箱通过短网导线和变压器形成回路。在通电过程中，渣池放出焦耳热， 将自耗电极端头逐渐熔化，熔融金属汇聚成液滴，穿过渣池，落入结晶器，形成金属熔池，受水冷作用,迅速凝固形成钢锭。在电极端头液滴形成阶段,以及液滴穿过渣池滴落阶段,钢- 渣充分接触，钢中非金属夹杂物为炉渣所吸收。钢中有害元素（硫、铅、锑、铋、锡）通 过钢-渣反应和高温气化比较有效地去除。液态金属在渣池覆盖下，基本上避免了再氧化。因为是在铜制水冷结晶器内熔化、精炼、凝固的，这就杜绝了耐火材料对钢的污染。钢锭 凝固前，在它的上端有金属熔池和渣池，起保温和补缩作用，保证钢锭的致密性。上升的 渣池在结晶器内壁上形成一层薄渣壳，不仅使钢锭表面光洁，还起绝缘和隔热作用，使更 多的热量向下部传导,有利于钢锭自下而上的定向结晶。由于以上原因,电渣重熔生产的钢 锭的质量和性能得到改进，合金钢的低温、室温和高温下的塑性和冲击韧性增强，钢材使 用寿命延长。 电渣重熔设备简单，投资较少，生产费用较低。电渣重熔的缺点是电耗较高，目前通用的 渣料含CaF较多，在重熔过程中，污染环境，必须设除尘和去氟装置
电渣钢和电炉钢什么区别
电渣钢和电炉钢什么区别 电渣钢比电炉钢贵是因为电渣钢全称是电渣重熔钢, 顾名思义是需要溶化两次出来的钢锭, 这个工艺上要比电炉钢复杂一些, 相对的钢的性能也要好很多, 包括钢的纯净度等以下是其好处钢中非金属夹杂物为炉渣所吸收。钢中有害元素（硫、铅、锑、铋、锡）通过钢-渣反应和高温气化比较有效地去除。液态金属在渣池覆盖下，基本上避免了再氧化。因为是在铜制水冷结晶器内熔化、精炼、凝固的，这就杜绝了耐火材料对钢的污染。钢锭凝固前，在它的上端有金属熔池和渣池，起保温和补缩作用，保证钢锭的致密性。上升的渣池在结晶器内壁上形成一层薄渣壳，不仅使钢锭表面光洁，还起绝缘和隔热作用，使更多的热量向下部传导,有利于钢锭自下而上的定向结晶。由于以上原因,电渣重熔生产的钢锭的质量和性能得到改进，合金钢的低温、室温和高温下的塑性和冲击韧性增强，钢材使用寿命延长。 炼钢的方法，一般可分为转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢三种方法。 现分别介绍如下： 1. 转炉炼钢法这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化(FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。当磷于硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果空气是从炉低吹入，那就是低吹转炉。随着制氧技术的发展，现在已普遍使用氧气顶吹转炉（也有侧吹转炉）。这种转炉吹如的是高压工业纯氧，反应更为剧烈，能进一步提高生产效率和钢的质量。 2. 平炉炼钢法（平炉炼钢法也叫马丁法）平炉炼钢使用的氧化剂通入的空气和炉料里的氧化物，（废铁，废钢，铁矿石）。反应所需的热量是由燃烧气体燃料（高炉煤气，发生炉煤气）或液体燃料（重油）所提供。平炉的炉膛是一个耐火砖砌成的槽，上面有耐火砖制成的炉顶盖住。平炉的前墙上有装料口，装料机就从这里把炉料装进去。熔炼时关上耐火砖造成的门。炉膛的两端都筑有炉头，炉头各有两个孔道，供导入燃料与热空气，或从炉里导炉气之用。平炉炼钢所用的原料有废钢、废铁、铁矿石和溶剂（石灰石和生石灰）。开始冶炼时，燃料遇到导入的热空气就在燃料面上燃烧，温度高达1800摄氏度。热量直接由火焰传给炉料，使炉料迅速熔化（铁的熔点是1535摄氏度，钢略低）。同时有一部分熔化的生铁生成氧化亚铁，生铁里的杂质硅、锰被氧化亚铁氧化，声成炉渣。由于炉里放有过量的石灰石，磷与硫等杂质就生成磷酸钙和硫化钙成为炉渣。其次碳也进行氧化，生成一氧化碳从熔化的金属里冒出，好象金属在沸腾一样。反应快要进行完毕的时候，加入脱氧剂并定时把炉渣扒出。在冶炼将完成时要根据炉前分析（用快速分析法，几分钟可完成）来检验钢的成分是否合乎要求。炼锝的钢从出钢口流入钢水包里，
电渣重熔原理
2 电渣重熔原理 2．1 渣池 电渣重熔工艺的核心部分是熔池。金属从熔池上方进入渣池，然后被加热、熔化、精炼和过热，并且承受振动、搅拌和电化学作用。因此，形成渣池并使其保持在合适的条件下，显然是很重要的。渣有如下几方面的作用。 （1）发热元件的作用 重熔过程中热量通过焦耳效应产生，也就是通常的电阻发热定律。因此，应该确保渣阻与供给功率的电压、电流之间的正确平衡。所用的大多数渣的电阻率在熔炼温度下为0.2.0.ssl-cm ，熔炼温度通常比金属熔化温度高200 -- 3001C。显然，在该温度下，渣既要呈液态，又要稳定，所以重熔电流、电压、渣池深度和渣电阻率之间的关系很复杂。好的电渣重熔操作必须把它们调到最佳值。 (2)熔渣对于非金属材料来说是熔剂 当金属电极进入到渣池中时，电极端部达到其熔化温度，就会形成金属熔化膜。当熔化金属与熔渣接触时，熔化的金属在汇聚成熔滴的同时，暴露的非金属夹杂将溶解在渣里。因此，渣的成分必须能溶解杂质而又不影响其性质，为此，在重熔时必须采取连续调整渣成分的步骤。 (3)渣是电渣重熔工艺的精炼剂 重熔过程中的化学反应主要部位是电极端部渣／金界面，这里金属膜条件对于快速反应是最理想的。 (4)涟起保护金属免受污染的作用 渣对于反应成分来说，起着传递介质的作用。由于金属在渣下熔化和凝固，被熔化的金属绝不会与大气接触而被直接氧化，而这种氧化在常规工艺中是不可避免的。另一方面，由于熔渣可以传递反应物质，如氧和水蒸气，所以使用惰性气体做保护气氛非常必要。 (5)位形成结晶器衬 由于结晶器壁温度维持在渣熔点以下，那么熔渣和结晶器壁之间必定有凝固渣壳。这层渣壳起着结晶器衬的作用，金属锭在衬里形成并凝固，至少在稳定操作条件下，渣壳起着上述作用。在环形结晶器（短模）情况下，锭表面渣皮很少。可能存在差异。 为了实现上述作用，渣必须具有某些相当明确的性质。一般情况下，它的熔化温度应在被熔化金属的熔化温度以下。操作温度显然高于金属熔点，一般约高200 -- 300℃。渣的电阻率是其成分的函数，只要不是明确地影响化学要求，可在一定界限内调整。渣的成分应该既保证所希望的化学反应能快速发生，又保证反应物留在渣里；对于硫，其反应产物应能排到大气中去。另外，渣应能抑制不希望反应的发生，因为这些反应会造成微量元素的损失，这一点也非常重要。渣的黏度（其值一般在毫帕秒范围内）影响熔滴在渣中的停留时间、气体排出速度、渣池搅拌程度、传质动力学以及渣壳厚度等。渣与金属的密度差也同样影响熔滴停留时间和熔滴大小。渣与金属间的表面张力应该比较小，这样可增加传质速度且易产生小熔滴。但这样不利于渣与金属的分离且增加夹渣危险。表面张力也影响杂质溶解机理。 2.2 渣成分和渣组成 电渣重熔渣的成分通常以氟化钙（Ca凡）、氧化钙(CaO) ,氧化镁(Mgo)、三氧化
大型电渣重熔值得注意的几个问题
大型电渣重熔值得注意的几个问题 No.1 January2011 《大型铸锻件》 HEA VYCASTINGANDFORGING 大型电渣重熔值得注意的几个问题 向大林 (上海重型机器厂有限公司,上海200245) 摘要:大型电渣重熔作为生产100t以上直至300t重大锻件用巨型钢锭的理想方法,正在被更多的人们所 关注.本文回顾了电渣重熔的大型化缘起和发展.根据200t级电渣炉的实践经验,讨论了大型电渣重熔一些 值得注意的问题,如设备与工艺,特大电流短网,低氢控制,均匀性控制等. 关键词:大型电渣重熔;200t级电渣炉;设备与工艺;大电流短网;低氢控制;均匀性控制 中图分类号:TFI4文献标识码:B SomeProblemsMeritingAttentioninLarge—scaleESR XiangDalin Abstract:Large—scaleESRisbeingspreadasanidealprocessofmanufacturinggiganticingotsfor100tupto3O Ot monoblockforgings.Originanddevelopmentoflarge—scaleESRwerelookedbackinthispaper.Someproblemsmeriting attentioninlarge—scaleESR,suchasequipmentandtechnology,excessivecurrentshoanet,lowhydrogencontr ol,homo- geneitycontroletc.,werediscussedonthebasisofproductionpracticeofthe200t-classESRfu
电渣重熔渣系选择的工艺探索
电渣重熔渣系选择的工艺探索 攀钢钢城企业总公司冶炼厂王宾陈涛李艳丽 【摘要】通过大量的工艺实践探索 , 掌握了电渣重熔渣系对脱硫、脱磷和合金元素烧损和生产效率的关系 , 提出了根据不同钢种选择渣系的方法。 【关键词】电渣重熔渣系工艺 1前言 电渣重熔过程中 , 熔融渣池起着重要的作用 , 因此在整个重熔过程中 , 渣池成分、温度、深度、 态下。 方法 , , 又 、熔点、表面张力、粘度、氧化性等与重熔金属品种相适应的最佳条件下进行 , 因此对渣系进行适当的选择调整是十分必要的。我厂有 250K VA 的电渣重熔炉 2座 , 主要生产电工纯铁、高速工具钢、模具钢电渣重熔锭。长期以来一直选用 CaF 2∶ Al 2O 3=7∶ 3的渣系 , 生产实践表明, “三?七渣系” 对不同钢种在纯净度、合金元素的损耗、 P 、 S 等有害元素的去除、生产效率、产品质量、电耗等方面作用是不相同的。为了摸索电渣重熔渣系选择的较好方案 , 我们对电渣重熔的渣系选择进行了一定的工艺探索。 2电渣重熔用渣系所要求的主要基本特性和成分 电渣重熔用渣系的各种特性 , 取决于其主要成分 CaF 2、 Al 2O 3、 CaO 等 , 以及加入渣中的氧化物 , 碳酸盐等 , 渣中加入氧化物 , 会降低电导率和电耗 , 提高熔点和粘度。
熔点下降 , 会使电导率上升 , 使钢锭产生空洞、气孔、夹杂等缺陷 , 提高熔点将降低电导率 , 妨碍脱硫反应 , 100~200 , , 。 (例如在 CaF 2量多 , 粘 0110~0115泊的渣子 , 和 Al 2O 3量多 , 粘度为0110~0115泊的 , 采用后者夹杂物有所增加。 为了防止熔渣卷入金属内 , 熔融金属和熔渣之间应具有足够大的表面张力以及对非金属夹杂物相适应的高吸附能力。 CaF 2含量少及 Al 2O 3、 CaO 含量高时 , 具有大的表面张力 , 因为 Ca +与 F -结合能比 O -结合能力小的缘故 , 此外氧化物渣子对于刚玉、石英玻璃具有较好的吸附能力。 3电渣重熔锭质量和渣系成分关系工艺探讨 为了探索电渣重熔过程中脱硫、脱氧和合金元素变化 , 杂质去除等行为 , 以及它们和渣料成分关系 , 我们采用高速钢 W9M o3Cr4V 、 W6M o5Cr4V (M2 、电工纯铁 (DT4、 DT3 、通过变换渣系 , 对电渣重熔、脱氧、脱硫等行为进行了生产实践工艺探索。 311电渣重熔脱硫机理。脱硫是电渣重熔的重要特征之一 , 其按照下列反应进行 :①硫由金属向渣中转移的行为 : [S]金属 +(O 2- 渣 [[O]金属 +(S 2- 渣 ? ②转移进渣中的硫和大气中氧反应而逸出 :
电渣重熔原理
共享知识分享快乐 电渣重熔原理2 2．1 渣池 熔化、然后被加热、电渣重熔工艺的核心部分是熔池。金属从熔池上方进入渣池，精炼和过热，并且承受振动、搅拌和电化学作用。因此，形成渣池并使其保持在合适的条件下，显然是很重要的。渣有如下几方面的作用。 （1）发热元件的作用 应该确也就是通常的电阻发热定律。因此，重熔过程中热量通过焦耳效应产生，所用的大多数渣的电阻率在熔保渣阻与供给功率的电压、电流之间的正确平衡。。显然，，熔炼温度通常比金属熔化温度高200 -- 3001C炼温度下为0.2.0.ssl-cm 在该温度下，渣既要呈液态，又要稳定，所以重熔电流、电压、渣池深度和渣电阻率之间的关系很复杂。好的电渣重熔操作必须把它们调到最佳值。 熔渣对于非金属材料来说是熔剂 (2)当金属电极进入到渣池中时，电极端部达 到其熔化温度，就会形成金属熔化膜。暴露的非金属夹杂当熔化金属与熔渣接触时，熔化的金属在汇聚成熔滴的同时，将溶解在渣里。因此，渣的成分必须能溶解杂质而又不影响其性质，为此，在重熔时必须采取连续调整渣成分的步骤。 (3)渣是电渣重熔工艺的精炼剂这里金属膜条件对于快重熔过程中的化学反应 主要部位是电极端部渣／金界面，速反应是最理想的。涟起保护金属 免受污染的作用(4) 被熔由于金属在渣下熔化和凝固，渣对于反应成分来说，起着传递介质的作用。而这种氧化在常规工艺中是不可避免化的金属绝不会与大气接触而被直接氧化，的。另一方面，由于熔渣可以传递反应物质，如氧和水蒸气，所以使用惰性气体做保护气氛非常必要。 (5)位形成结晶器衬 由于结晶器壁温度维持在渣熔点以下，那么熔渣和结晶器壁之间必定有凝固渣至少在稳定操作这层渣壳起着结晶器衬的作用，金属锭在衬里形成并凝固，壳。条件下，渣壳起着上述作用。在环形结晶器（短模）情况下，锭表面渣皮很少。可能存在差异。它的熔化温一般情况下，为了实现上述作用，渣必须具有某些相当明确的性质。200 度应在被熔化金属的熔化温度以下。操作温度显然高于金属熔点，一般约高℃。渣的电阻率是其成分的函数，只要不是明确地影响化学要求，可在一-- 300又保证反应渣的成分应该既保证所希望的化学反应能快速发生，定界限内调整。物留在渣里；对于硫，其反应产物应能排到大气中去。另外，渣应能抑制不希望渣的黏这一点也非常重要。反应的发生，因为这些反应会造成微量
电渣重熔原理
电渣重熔原理 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
2 电渣重熔原理 2．1 渣池 电渣重熔工艺的核心部分是熔池。金属从熔池上方进入渣池，然后被加热、熔化、精炼和过热，并且承受振动、搅拌和电化学作用。因此，形成渣池并使其保持在合适的条件下，显然是很重要的。渣有如下几方面的作用。 （1）发热元件的作用 (2)熔渣对于非金属材料来说是熔剂 当金属电极进入到渣池中时，电极端部达到其熔化温度，就会形成金属熔化膜。当熔化金属与熔渣接触时，熔化的金属在汇聚成熔滴的同时，暴露的非金属夹杂将溶解在渣里。因此，渣的成分必须能溶解杂质而又不影响其性质，为此，在重熔时必须采取连续调整渣成分的步骤。 (3)渣是电渣重熔工艺的精炼剂 重熔过程中的化学反应主要部位是电极端部渣／金界面，这里金属膜条件对于快速反应是最理想的。 (4)涟起保护金属免受污染的作用 渣对于反应成分来说，起着传递介质的作用。由于金属在渣下熔化和凝固，被熔化的金属绝不会与大气接触而被直接氧化，而这种氧化在常规工艺中是不可避免的。另一方面，由于熔渣可以传递反应物质，如氧和水蒸气，所以使用惰性气体做保护气氛非常必要。 (5)位形成结晶器衬 由于结晶器壁温度维持在渣熔点以下，那么熔渣和结晶器壁之间必定有凝固渣壳。这层渣壳起着结晶器衬的作用，金属锭在衬里形成并凝固，至少在稳定操作条件下，渣壳起着上述作用。在环形结晶器（短模）情况下，锭表面渣皮很少。可能存在差异。 为了实现上述作用，渣必须具有某些相当明确的性质。一般情况下，它的熔化温度应在被熔化金属的熔化温度以下。操作温度显然高于金属熔点，一般约高200 -- 300℃。渣的电阻率是其成分的函数，只要不是明确地影响化学要求，可在一定界限内调整。渣的成分应该既保证所希望的化学反应能快速发生，又保证反应物留在渣里；对于硫，其反应产物应能排到大气中去。另外，渣应能抑制不希望反应的发生，因为这些反应会造成微量元素的损失，这一点也非常重要。渣的黏度（其值一般在毫帕秒范围内）影响熔滴在渣中的停留时间、气体排出速度、渣池搅拌程度、传质动力学以及渣壳厚度等。渣与金属的密度差也同样影响熔滴停留时间和熔滴大小。渣与金属间的表面张力应该比较小，这样可增加传质速度且易产生小熔滴。但这样不利于渣与金属的分离且增加夹渣危险。表面张力也影响杂质溶解机理。 渣成分和渣组成 电渣重熔渣的成分通常以氟化钙（Ca凡）、氧化钙(CaO) ,氧化镁(Mgo)、三氧化二铝(A1203)、二氧化硅（Siq）为主，其他元素可少量存在，如二氧化钛M OZ）或氟化镁(MgF2 )。本书采用将Ca凡先列出来，在它的质量分数之后加上“F’’。余下的组成（即氧化物）按照CaO, Mgo, A1203, Siq且碱度降低的顺序列出，并且只列出质量分数。通用公式是 a F/b/c/d/e，即 a＝w (CaF2) b＝w (CaO) c＝w (Mgo) d＝w（Al2O3） e＝w (SiO2)如60F/10/10/10/10渣含60％的CaF2，余下的每种成分均为10%。又如 50F/20/0/30渣含 50 % CaF2, 20 % CaO, 30 % A1203,无Mgo。当完全按照这种方法叙述成分时，如果 w(Siq)二0，就不必将之表示出来了。表就是用这种方法列出的常用渣。[18] CaF2-CaO-A12仇渣系
大型锻造用电渣重熔锭的冶炼工艺
大型锻造用电渣重熔锭的冶炼工艺 天津赛瑞机器设备有限公司 闫崇榜林军福王刚刘元飞 158********yanchongbang@https://www.360docs.net/doc/d411844595.html, 摘要：结合大型筒形锻件产品的使用环境和技术条件，对大型电渣锭的电渣重熔工艺的编制进行了讨论。重点阐述了三相电渣炉生产大型电渣锭时，工艺参数的设定原则和经验，并结合生产产品的生产技术指标对工艺的合理性进行了评价。为今后此类产品的生产积累了经验。 关键词：筒形锻件大型电渣锭三相电渣炉工艺参数 The Process of ESR Large Ingot with Forging Tianjin SERI Machinery Equipment Corporation Limited YAN Chong-bang,LIN Jun-fu,WANG Gang and LIU Yuan-fei Abstract:The use of environmental and technical conditions of this combination of large tubular forgings products,preparation of large ESR ingot electroslag remelting process was discussed.Focuses on the production of large three-phase electroslag ingot,setting principle and experience of process parameters,Combined with the production index of the production technology products of technology rationality was evaluated.Accumulate experience for future production of such products. Key words:Cylinder forging；Large electroslag remelting ingot；Three-phase electroslag furnace;process parameters 1引言 电渣重熔在中型及大型锻件生产中，处于优势地位[1]。随着国内大锻件生产能力的逐步增强，市场对电渣重熔锻件的需求量也逐渐增大。在各种大型设备上，凡是较为关键的部件或主要受力部件都会采用大型锻件，复杂恶劣的工作环境，要求其必须拥有可靠性及安全性等特点，这也决定了大型锻件必须有着过硬的机械性能和超声波探伤等质量指标。为了满足这些指标，又畏于大型铸锭的缩孔、疏松、偏析、夹杂物聚集等冶金缺陷，大多数厂家会选用电渣重熔锭作为原材料进行生产。 本文所述的大型电渣锭用于一种筒类锻件的生产，该锻件将用于一种大型挤压机，并且是该挤压机的关键部件。该产品生产难度较大，国内关于大型电渣锭的生产经验较 1 第页；共8页
冶金原理自己总结
冶金原理自己总结 冶金原理自己总结 1.熔渣主要由冶金原料中的氧化物或冶金过程中生成的氧化物组成的熔体。 2.熔渣组分的来源:矿石或精矿中的脉石; 为满足冶炼过程需要而加入的熔剂; 冶炼过程中金属或化合物（如硫化物）的氧化产物;被熔融金属或熔渣侵蚀和冲刷下来的炉衬材料. 3.冶炼渣（熔炼渣）:是在以矿石或精矿为原料、以粗金属或熔锍为冶炼产物的熔炼过程中生成的 主要作用汇集炉料（矿石或精矿、燃料、熔剂等）中的全部脉石成分、灰分以及大部分杂质，从而使其与熔融的主要冶炼产物（金属、熔锍等）分离。4.精炼渣（氧化渣）:是粗金属精炼过程的产物。 主要作用捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。5.富集渣:是某些熔炼过程的产物。 作用使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。6.合成渣:是指由为达到一定的冶炼目的、按一定成分预先配制的渣料熔合而成的炉渣。如电渣重熔用渣、铸钢用保护渣、钢液炉外精炼用渣等。这些炉渣所起的冶金作用差别很大。 例如，电渣重熔渣一方面作为发热体，为精炼提供所需要的热量；另一方面还能脱出金属液中的杂质、吸收非金属夹杂物。 保护渣的主要作用是减少熔融金属液面与大气的接触、防止其二次氧化，减少金属液面的热损失。
7.熔渣的其它作用: 作为金属液滴或锍的液滴汇集、长大和沉降的介质; 在竖炉（如鼓风炉）冶炼过程中，炉渣的化学组成直接决定了炉缸的最高温度;在许多金属硫化矿物的烧结焙烧过程中，熔渣是一种粘合剂; 在金属和合金的精炼时，熔渣覆盖在金属熔体表面，可以防止金属熔体被氧化性气体氧化，减小有害气体（如H2、N2）在金属熔体中的溶解。8.熔渣的副作用: 熔渣对炉衬的化学侵蚀和机械冲刷;炉渣带走了大量热量;渣中含有各种有价金属. 9.熔盐盐的熔融态液体通常指无机盐的熔融体 10.熔锍多种金属硫化物（如FeS、Cu2S、Ni3S2、CoS等）的共熔体.11.从平面投影图绘制等温截面图步骤： 将平面投影图中给定温度以外的等温线、温度高于给定温度的部分界线（fe1）去掉 将界线与给定温度下的等温线的交点（f）与该界线对应二组元的组成点相连接，形成结线三角形（BfC） 去掉余下的界线（Ef，Ee2，Ee3）在液固两相区画出一系列结线标出各相区的平衡物相 用“边界规则”检查所绘制的等温截面图12.加速石灰块的溶解或造渣的主 要措施：降低炉渣熔化温度提高熔池温度加入添加剂或熔剂（如MgO、MnO、CaF2、Al2O3、Fe2O3）等。增大渣中∑FeO含量 显著降低C2S初晶面的温度；
电渣重熔
电渣重熔免费编辑添加义项名 材料 电渣重熔钢（electroslag remelting）是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。 中文名称 电渣重熔 外文名称 electroslag remelting 主要目的 提纯金属 热源 主要目的 锭。经电渣重熔的钢，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、 钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。 电渣钢的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。电 渣钢锭的质量取决于合理的电渣重熔工艺和保证电渣工艺 的设备条件。 主要产品
电渣重熔的产品品种多，应用范围广。其钢种有:碳素钢、合金结构钢、轴承钢、模具钢、高速钢、不锈钢、耐热钢、超高强度钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金、电热合金等400多个钢种。此外，可用电渣法直接熔铸异形铸件，可以铸代锻，简化生产工序，提高金属的利用率。 主要作用 电渣熔铸工艺从根本上解决了一般铸造工艺的主要矛盾，它综合了电渣重溶-获得高冶金质量的金属和铸造-浇铸异型零件精化毛坯的长处，并具有与普通冶炼的变形金属相近的致密组织以及无各向异性的特点。与普通锻件相比，电渣熔铸件的各项性能指标完全达到同钢种的变型金属指标，甚至还避免了锻件的一些不足之处。 应用成果 近些年来，电渣熔铸新工艺逐渐引起了国内外工程技术界的重视，许多工业部门在加紧研究和使用电渣熔铸产品。在发展这项新工艺方面，原苏联、日本和美国的研究成果较多，其次是西德、捷克斯洛伐克、英国、瑞典和法国。东北大学电冶金研究室在发展电渣熔铸新工艺以及研制使用它的异型件方面取得了以下成果:? 电渣熔铸冷轧辊、阀体、三通管、厚壁中空管、石油裂解炉管、齿轮毛坯、各种模具(包括冲压模具)和柴油机曲轴等。 目前，国外著名的电渣炉制造厂家，如美国的CONSARC、德国的ALD和奥地利的INTECO等公司均采用基于PLC和工控机的2级计算机控制系统，能实现整个重熔过程的设备和工艺的全自动控制。 东北大学从20世纪90年代开始研制以液压传动或滚珠丝杠传动为核心的新型机械设备，以工控机和PLC为硬件，以专家控制为软件的智能化计算控制系统的新一代电渣炉，目前已有近20台设备成功应用于国内的工业生产中，使用效果良好。 把平炉、转炉、电弧炉或感应炉冶炼的钢铸造或锻压成为电极，通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺，英文简称ESR。美国霍普金斯(R.K.Hopkins)于20世纪40年代首先提出这种精炼方法的原理。其后苏联和美国相继建立工业生产用的电渣炉。60年代中期由于航空、航天、电子、原子能等工业的发展，电渣重熔在苏联、西欧、美国获得较快的发展。
电渣钢与精炼钢比较
一、设备差别 电弧炉与中频炉 中频炉一种将工频50HZ交流电转变为中频（300HZ以上至20K HZ）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。这种涡流同样具有中频电流的一些性质，即金属自身的自由电子在有电阻的金属体里流动要产生热量。例如，把一根金属圆柱体放在有交变中频电流的感应圈里，金属圆柱体没有与感应线圈直接接触，通电线圈本身温度已很低，可是圆柱体表面被加热到发红，甚至熔化，而且这种发红和熔化的速度只要调节频率大小和电流的强弱就能实现。如果圆柱体放在线圈中心，那么圆柱体周边的温度是一样的，圆柱体加热和熔化也没有产生有害气体、强光污染环境。 中频炉炼钢相对电弧炉来说成本低些，适合中小型企业使用（小作坊） 炼出的钢杂质多，含碳量高所以炼出的钢不纯，要求不高的可以选择中频炉炼的钢 电弧炉体积大一般都是3吨以上的，所以只有具备一定规模的企业才用的起电弧炉，它炼出的钢比较纯电渣钢与精炼钢 电渣重熔是用自耗电极将钢液滴落通过渣层去掉钢液中夹渣等缺陷 电渣炉装入的是什么? 把平炉、转炉、电弧炉或感应炉冶炼的钢铸造或锻压成为电极，通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺 将自耗电极端头逐渐熔化，熔融金属汇聚成液滴，穿过渣池，落入结晶器，形成金属熔池，受水冷作用,迅速凝固形成钢锭。在电极端头液滴形成阶段,以及液滴穿过渣池滴落阶段,钢-渣充分接触，钢中非金属夹杂物为炉渣所吸收。。 电渣重熔 把平炉、转炉、电弧炉或感应炉冶炼的钢铸造或锻压成为电极，通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺电渣重熔基本过程如图所示。 在铜制水冷结晶器内盛有熔融的炉渣，自耗电极一端插入熔渣内。自耗电极、渣池、金属熔池、钢锭、底水箱通过短网导线和变压器形成回路。在通电过程中，渣池放出焦耳热，将自耗电极端头逐渐熔化，熔融金属汇聚成液滴，穿过渣池，落入结晶器，形成金属熔池，受水冷作用,迅速凝固形成钢锭。在电极端头 液滴形成阶段,以及液滴穿过渣池滴落阶段,钢-渣充分接触，钢中非金属夹杂物为炉渣所吸收。钢中有害 元素（硫、铅、锑、铋、锡）通过钢-渣反应和高温气化比较有效地去除。液态金属在渣池覆盖下，基本上避免了再氧化。因为是在铜制水冷结晶器内熔化、精炼、凝固的，这就杜绝了耐火材料对钢的污染。钢锭凝固前，在它的上端有金属熔池和渣池，起保温和补缩作用，保证钢锭的致密性。上升的渣池在结晶器内壁上形成一层薄渣壳，不仅使钢锭表面光洁，还起绝缘和隔热作用，使更多的热量向下部传导,有利于 钢锭自下而上的定向结晶。由于以上原因,电渣重熔生产的钢锭的质量和性能得到改进，合金钢的低温、 室温和高温下的塑性和冲击韧性增强，钢材使用寿命延长。 电渣重熔设备简单，投资较少，生产费用较低。电渣重熔的缺点是电耗较高，目前通用的渣料含CaF较多，在重熔过程中，污染环境，必须设除尘和去氟装置。 二、产品特点 钢中有害元素（硫、铅、锑、铋、锡）通过钢-渣反应和高温气化比较有效地去除。液态金属在渣池覆盖下，基本上避免了再氧化。因为是在铜制水冷结晶器内熔化、精炼、凝固的，这就杜绝了耐火材料对钢的污染。钢锭凝固前，在它的上端有金属熔池和渣池，起保温和补缩作用，保证钢锭的致密性。上升的渣池在结晶器内壁上形成一层薄渣壳，不仅使钢锭表面光洁，还起绝缘和隔热作用，使更多的热量向下部传导,有利于钢锭自下而上的定向结晶。由于以上原因,电渣重熔生产的钢锭的质量和性能得到改进，合金钢的低温、室温和高温下的塑性和冲击韧性增强，钢材使用寿命延长
电渣重熔原理
2 电渣重熔原理 2.1 渣池 电渣重熔工艺的核心部分就是熔池。金属从熔池上方进入渣池,然后被加热、熔化、精炼与过热,并且承受振动、搅拌与电化学作用。因此,形成渣池并使其保持在合适的条件下,显然就是很重要的。渣有如下几方面的作用。 (1)发热元件的作用 重熔过程中热量通过焦耳效应产生,也就就是通常的电阻发热定律。因此,应该确保渣阻与供给功率的电压、电流之间的正确平衡。所用的大多数渣的电阻率在熔炼温度下为0、2、0、ssl-cm ,熔炼温度通常比金属熔化温度高200 -- 3001C。显然,在该温度下,渣既要呈液态,又要稳定,所以重熔电流、电压、渣池深度与渣电阻率之间的关系很复杂。好的电渣重熔操作必须把它们调到最佳值。 (2)熔渣对于非金属材料来说就是熔剂 当金属电极进入到渣池中时,电极端部达到其熔化温度,就会形成金属熔化膜。当熔化金属与熔渣接触时,熔化的金属在汇聚成熔滴的同时,暴露的非金属夹杂将溶解在渣里。因此,渣的成分必须能溶解杂质而又不影响其性质,为此,在重熔时必须采取连续调整渣成分的步骤。 (3)渣就是电渣重熔工艺的精炼剂 重熔过程中的化学反应主要部位就是电极端部渣／金界面,这里金属膜条件对于快速反应就是最理想的。 (4)涟起保护金属免受污染的作用 渣对于反应成分来说,起着传递介质的作用。由于金属在渣下熔化与凝固,被熔化的金属绝不会与大气接触而被直接氧化,而这种氧化在常规工艺中就是不可避免的。另一方面,由于熔渣可以传递反应物质,如氧与水蒸气,所以使用惰性气体做保护气氛非常必要。 (5)位形成结晶器衬 由于结晶器壁温度维持在渣熔点以下,那么熔渣与结晶器壁之间必定有凝固渣壳。这层渣壳起着结晶器衬的作用,金属锭在衬里形成并凝固,至少在稳定操作条件下,渣壳起着上述作用。在环形结晶器(短模)情况下,锭表面渣皮很少。可能存在差异。 为了实现上述作用,渣必须具有某些相当明确的性质。一般情况下,它的熔化温度应在被熔化金属的熔化温度以下。操作温度显然高于金属熔点,一般约高200 -- 300℃。渣的电阻率就是其成分的函数,只要不就是明确地影响化学要求,可在一定界限内调整。渣的成分应该既保证所希望的化学反应能快速发生,又保证反应物留在渣里;对于硫,其反应产物应能排到大气中去。另外,渣应能抑制不希望反应的发生,因为这些反应会造成微量元素的损失,这一点也非常重要。渣的黏度(其值一般在毫帕秒范围内)影响熔滴在渣中的停留时间、气体排出速度、渣池搅拌程度、传质动力学以及渣壳厚度等。渣与金属的密度差也同样影响熔滴停留时间与熔滴大小。渣与金属间的表面张力应该比较小,这样可增加传质速度且易产生小熔滴。但这样不利于渣与金属的分离且增加夹渣危险。表面张力也影响杂质溶解机理。 2、2 渣成分与渣组成 电渣重熔渣的成分通常以氟化钙(Ca凡)、氧化钙(CaO) ,氧化镁(Mgo)、三氧化二铝(A1203)、二氧化硅(Siq)为主,其她元素可少量存在,如二氧化钛M OZ)或氟化镁
电渣重熔过程中氧的控制
电渣重熔过程中氧的控制 电渣重熔作为一种精炼手段在生产优质钢的方面具有独特的优点，它的优点之一就是能够有效的去除钢中的非金属夹杂物。实践表明，在重熔过程中，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，严重的影响了钢的强度、塑性等力学性能。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（如图），氧化和还原是化学反应的两个方面，一个元素被氧化，必然伴随着一个元素的还原，在重熔过程中，钢中活泼元素如Al、Ti、Ce、B等，经常会因为氧化而损失。如何防止活泼元素的氧化，是电渣重熔的重要冶金问题之一。 一、电渣过程中氧的来源 电渣重熔过程中氧通过下述途径进入熔渣及钢液[1]： （1）原始电极钢中溶解的氧及电极中不稳定的氧化物在高温时分解放出的氧
（2）电极表面生成的氧化铁皮随电极的重熔带入渣中的氧 （3）氧直接从大气中通过渣池转移到金属熔池 （4）渣中不稳定氧化物带入金属熔池中的氧 二、熔渣的传氧 实践表明，当原始电极中的氧含量较低时，电渣冶金实际是一个增氧过程，增氧的程度与渣系的选择密切相关。W.W.Holzgruber等人通过对惰性气体保护下用不同氧分压及不同渣系分别重熔304不锈钢的含氧对比试验的结果进行分析后得出结论，大气中的氧能透过渣层进入金属中，其氧含量随大气中氧分压的增加而增加，另外不同的渣对氧有不同的透气性，并且其透气性与渣的稳定性相一致，即在惰性气氛下重熔时，钢中氧含量高的渣，其透气性也高。 许多实验已证明，由稳定性低的氧化物所组成的渣重熔的钢含氧量高；而由稳定性高的氧化物所组成的渣重熔的钢含氧量低。熔渣的传氧方式主要由渣中不稳定的变价氧化物传递，如Fe、Ti、Mn 、Cr 等低价氧化物，在渣池表面吸收大气中的氧，形成高价氧化物。这些元素的高价氧化物在渣池和金属熔池界面放出氧，变成低价氧化物，氧从而进入钢中，这一反应是一个循环过程。以Fe的氧化物为例，其全部化学反应如下： 2（FeO）+1/2 O2→(Fe2O3) (Fe2O3)+[Fe]→3(FeO) (FeO)→[Fe]+[O]
电渣重熔的发展及其趋势
电渣重熔的发展及其趋势 李孝根 内蒙古科技大学材料与冶金学院09冶金2班 0961102226 摘要：简要地回顾了电渣重熔工艺在近几十年的发展与创新。对电渣重熔技术发展过程中的一些重要工艺，如快速重熔、保护气氛下的电渣重熔等进行了简单的描述。这些技术在改善传统电渣冶金工艺局限性的同时，进一步发挥了电渣重熔的优越性，使电渣重熔显示了更宽广的应用前景。并简要地讨论了电渣重熔工艺在21世纪的发展趋势。 关键词：电渣重熔导电结晶器电渣快速重熔保护气氛下的电渣重熔 Development and Tendency of Electroslag Remelting Abstract ：The development and achievement of technology of Electroslag Remelting (ESR) in near decades has been reviewed briefly in this text. Some important technologies in the evolution of ESR， such as Electroslag Rapid Remeltiong (ESRR) ，Electroslag Remelting under gases ， etc. were introduced briefly . With the development of these techniques， which avoid some disadvantages existing in the traditiongal ESR， the ESR is entitled to wider range application. And the development trend of the technology of ESR in the 21th century is discussed. Key Words ： ESR ，Current conductive mold(CCM) ，ESRR ，ESR under gases 前言 电渣重熔是一种在世界范围内广泛应用于优质钢生产的重熔工艺。在它应用于生产实践的几十年中证明了它在生产高品质精细钢中的重要性。在早期阶段，该工艺能有效地脱氧脱硫，再加上控制凝固的作用，使非金属夹杂物的分布特性大为改善。随着电渣重熔技术的发展和应用，冶金工作者开始认识到，电渣重熔工艺的最重要的特性是可以控制凝固，并能通过控制熔化速率来改善重熔钢锭的宏观和微观组织，而这一点是其他二次精炼技术所无法实现的。 当前，随着市场对高品质精细钢材的需求不断增加，电渣重熔工艺更广泛应用在生产实践中，其技术得到了更大的创新和发展，工艺也日渐成熟。作为一种特殊的二次精炼技术，在新的世纪中必将得到更大的发展。目前，电渣重熔已从
电渣重熔学习
上海白鶴華新麗華特殊鋼製品有限公司 技術科 2006-8-3
前言 電渣冶煉技術在特種冶煉領域有著重要的地位﹐它以較低的成本和簡單易行的操作方式贏得了廣大特種冶煉鑄造廠家的喜愛﹐特別是最近幾年來﹐隨著科技﹑國防高新技術領域的發展﹐對高品質鋼材的需求量越來越大﹐電渣重熔技術逐步受到了各個行業的青睞﹒ 本手冊僅供我司新進參考閱讀﹐由於時間倉促﹐個人水準有限﹐難免有許多不足和缺憾﹐希望讀者多提寶貴意見﹐以便進一步完善修正﹒
一﹑電渣重熔技術概述 1﹑電渣重熔的基本原理 ○1電極，○2渣池，○3金屬液滴，○4金屬渣池，○5渣皮，○6鋼錠，○7結晶器，○8底 12結晶器台車。 10短網，○11變壓器﹐○ 水箱，○9夾頭，○ 定義：把常規方法(電弧冶煉、感應爐冶煉)煉製的鋼材，在水冷結晶器中進行二次精煉的一種工藝。 基本原理：通過渣阻產生的熱能熔化電極，熔滴通過渣池到金屬熔池﹐通過水冷結晶器結晶的過程。 2﹑電渣重熔的特點 電渣重熔過程中，自耗電極熔化，形成熔滴，在渣中過渡，液態金屬與熔渣進行充分的冶金物化反應，主要功能是去夾雜、夾渣，在底部水冷和渣池的保溫條件下，快速軸向凝固結晶。 （1）鋼渣之間充分的物化反應，提高了鋼液的純淨度； （2）鋼錠軸向性，結晶組織發展提高鋼的緻密性和組織成分的均勻性；（3）渣皮保護，鋼錠表面品質良好； （4）設備簡單操作方便。 3﹑電渣爐的地熱源及熱分佈 3.1、電渣熱源 （1）電弧爐：熱源為弧光熱； （2）感應爐：又叫中頻爐，電流頻率在2000Hz，熱源為渦流自感熱；
（3）真空電弧爐：熱源為弧光熱； （4）真空感應爐：熱源為渦流自感熱； （5）電渣爐：熱源為渣阻熱。 3.2、電阻熱 Q=0.24I2Rt=0.24UIt（卡）， Q—渣熱，單位卡， I—電流，單位A， R—熔渣電阻，單位Ω， U—熔渣電壓，單位V， T—重熔時間，單位S。 因為電渣重熔過程中，渣系大多為三/七渣系，其電阻率基本固定，其熔化速率可調因素是電流，因此電渣重熔的過程主要是控流的過程。 4﹑電渣爐的熱分佈 4.1、熱能分佈圖 ?1電極帶入金屬熔池的熱，為有效熱源； ?2渣料傳給結晶器的熱量，為無效熱能； ?3鋼錠傳給結晶器的熱量，為無效熱能； ?4鑄錠儲熱，對鋼錠凝結不利的熱能； ?5底水箱帶走的熱能，為無效熱能； ?6、7渣池輻射給大氣和上部結晶器的熱能； ?8輻射給自耗電極的熱能，為有效熱能，預熱電極。 4.2、充填比對電耗的影響 以同一電渣爐，同一結晶器（Φ300mm）為准：