专利名称：真空充氩加压电渣重熔方法
技术领域：
本发明涉及一种电渣冶炼方法，具体涉及一种真空充氩加压电渣重熔方法。
背景技术：
目前，电渣冶炼有两种常见的方法，一种是在普通条件下，通过自耗电极、结晶器 铸造实现的电渣重熔，另外一种是在真空条件下，通过自耗电极、结晶器铸造实现的电渣重 熔。第一种方法具体如下自耗电极在电渣炉结晶器中熔化的钢液滴与渣充分作用后 穿过渣层，在结晶器的水冷作用下，快速凝固，该工艺生产的钢锭比电炉冶炼的钢锭具有以 下优缺点渣钢作用充分，通过炉渣的集渣作用，使钢中大颗粒杂物明显降低，在结晶器快速 冷却下凝固，钢的均勻性和致密度大幅提高，但因其在大气下熔炼，二次氧化严重，同时亦 无去氢作用，吸氮严重。根据李正邦所著《钢铁冶金前沿技术》一书182页介绍日本神户制钢所用电渣重 熔法生产的轴承钢，氧含量0. 0028%，氮含量，0.0098%。虽然该水平比电弧炉钢有很大 改善。但还是存在较明显的缺陷。本溪及西宁特钢、大冶特钢生产的电渣钢氧含量均在 0. 0017%至0. 0035%之间，氮含量在0. 0085%至0. 0105%之间。第二种方法如下采用真空电炉冶金技术，隔绝了大气，避免了钢液二次氧化及吸 氮缺陷，并有脱氢作用，但由于该工艺钢液在真空下凝固，造成钢锭致密度明显下降，还带 来其它凝固缺陷。根据东北特钢《第一代和第二代电渣冶金技术的发展》一文介绍，第二代电渣冶金 工艺钢的纯净度H含量=lppm、0含量=17ppm，这虽然比第一代电渣炉有明显降低，但还 不能完全满足科技进步的需求。根据其它资料及我们实验证明，真空电渣锭还存在一些凝 固缺陷。我们实验表明当液态钢液在真空度达67Pa以下时的体积在迅速解除真空至常压 时体积收缩达3%左右，所以在真空状态下凝固的真空电渣锭的致密度，不如常压下(更不 如加压下)凝固的电渣锭致密。20世纪60年代，北京钢铁学院在实验室条件下研制成功真空电渣炉，近年来，我 国也成功研制出了氩气保护电渣炉，氮气加压电渣炉，这些新技术的运用使电渣冶金在特 种冶金中无论是产量和品种均居首位，大大满足了社会的需要，但是随着科学技术的进一 步发展，用户对钢产品的要求有了更进一步的提高，采用上述电渣冶金方法已经不能满足 一些客户(特别是航空，航天)领域的更高要求。经查阅大量资料并结合电渣冶金理论后发现，电渣重熔真空电渣重熔，有各自的 优点，真空电渣重熔是在普通电渣重熔技术发展起来的，它避免了钢液与大气的直接接触， 使钢中H含量，0含量，N含量有较大幅度降低，但采用新工艺后钢的致密度进一步降低，且 真空电渣工艺钢液在真空状态下凝固，如疏松、偏析及一些凝固缺陷在所难免。
发明内容
本发明提供了一种不仅能够有效地降低钢中H含量、0含量、N含量等有害气体及 夹杂物，并且能够改善电渣锭致疏松等凝固缺陷的电渣冶炼方法。本发明是这样实现的一种真空充氩加压电渣重熔方法，是将电渣熔炼炉及结晶器置于真空罐内，采用 自耗电极进行电渣重熔，其特征在于在电渣重熔之前，首先将真空罐抽真空，然后将氩气 充入真空罐，进行电渣重熔。更进一步的方案是所述的抽真空是使得真空罐内空气压力< 67Pa。更进一步的方案是所述的将氩气充入真空罐的同时，将氮气充入真空罐。更进一步的方案是将氩气充入真空罐，使得氩气压力在67Pa至0. 4MPa。更进一步的方案是所述的自耗电极是经真空精炼钢水经铸造或轧制制成的自耗 电极，其中自耗电极中H含量彡2ppm，0含量彡15ppm，N含量彡80ppm。若用普通自耗电极 其H含量彡3ppm, 0含量彡30ppm, N含量彡80ppm。本发明通过采用先抽真空，再充入氩气的方式，使电渣重熔后钢水的H、0、N及夹 杂物含量进一步降低，同时因为钢液在氩气加压的结晶器内凝固，大大改善了凝固条件，使 电渣锭的疏松、偏析得以改善。另外，采用经真空精炼钢水制成的自耗电极，这使母料的H、 0、N的基础含量比较低，也降低了电渣重熔后钢液中H、0、N的含量。
图1为本发明电渣重熔装置结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的说明。一种真空充氩加压电渣重熔方法，采用自制的经真空精炼钢水制成的自耗电极， 其中自耗电极中H含量彡2ppm, 0含量彡15ppm, N含量彡SOppm,将自耗电极8夹在置于真 空罐内的电渣熔炼炉电极夹持器上，将结晶器9置于真空罐中合适位置，并加入渣料，将真 空罐盖1盖住真空罐2，抽真空使真空罐内气压< 67Pa，关闭真空截止阀7，打开与氩气罐5 相连的充氩阀6，使氩气压力在67Pa至0. 4MPa。当压力合适时，开始通电，进行电渣重熔， 重熔结束，破真空，打开真空罐盖，取出电渣锭保温处理后，得到高质量的电渣锭。采用上述工艺后，经过电渣重熔生产的电渣锭合金结构钢中的气体可降至H含 量彡Ippm ；0含量彡IOppm ；N含量彡70ppm，且钢锭致密，钢的力学性能和抗疲劳性能明显 提尚。另外，在电渣重熔装置结构示意图上还可以看到有一个氮气罐3和氮气阀4，在冶 炼含氮钢种时，可以打开氮气阀4进行充氮气操作。
权利要求
1.一种真空充氩加压电渣重熔方法，是将电渣熔炼炉及结晶器置于真空罐内，采用自 耗电极进行电渣重熔，其特征在于在电渣重熔之前，首先将真空罐抽真空，然后将氩气充 入真空罐，进行电渣重熔。
2.根据权利要求1所述的真空充氩加压电渣重熔方法，其特征在于所述的抽真空是 使得真空罐内空气压力< 67Pa。
3.根据权利要求1所述的真空充氩加压电渣重熔方法，其特征在于所述的将氩气充 入真空罐，使得氩气压力在67Pa至0. 4MPa。
4.根据权利要求1所述的真空充氩加压电渣重熔方法，其特征在于所述的将氩气充 入真空罐的同时，将氮气充入真空罐。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的真空充氩加压电渣重熔方法，其特征在于 所述的自耗电极是经真空精炼钢水经铸造或轧制制成的自耗电极，其中自耗电极中H含量 ≤2ppm, 0含量≤15ppm, N含量≤80ppm。
全文摘要
本发明公开了一种真空充氩加压电渣重熔方法，是将电渣熔炼炉及结晶器置于真空罐内，采用自耗电极进行电渣重熔，在电渣重熔之前，首先将真空罐抽真空，然后将氩气充入真空罐，进行电渣重熔。本发明通过采用先抽真空，再充入氩气的方式，使电渣重熔后钢水的H、O、N及夹杂物含量进一步降低，同时因为钢液在氩气加压的结晶器内凝固，大大改善了凝固条件，使电渣锭的疏松、偏析得以改善。另外，采用经真空精炼钢水制成的自耗电极，这使母料的H、O、N的基础含量比较低，也降低了电渣重熔后钢液中H、O、N的含量。
文档编号B22D23/10GK102002599SQ201010544360
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者俞勇伶, 沈高伟, 陈康胤, 项雪顺 申请人:成都天马铁路轴承有限公司