[发明专利]一种电渣重熔用低氢渗透率渣系及其制备方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及电渣冶金的领域，特别属于电渣重熔渣系，采用MgO代替部分CaO，适量调节渣系的成分，使渣系具备低氢渗透性能；同时采用预熔渣和氩气保护措施来降低重熔后钢中氢含量。

背景技术

电渣重熔技术诞生以来，一直是生产特种材料的重要手段。电渣重熔过程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。液态金属在渣池覆盖下，基本上避免了再氧化。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，提高钢锭的致密性。因此电渣过程主要是起到去除和控制夹杂物以及控制钢锭凝固组织的作用。但是，电渣过程往往容易使钢中氢含量增加。钢中存在过高的氢含量易导致氢脆，因此控制钢中氢含量是非常重要的问题。

影响电渣重熔过程钢中的氢含量的主要因素有：自耗电极中的氢含量、渣料中的水合物及含氢化合物、熔渣的氢渗透率和气氛中的水蒸汽含量等。目前，自耗电极中的氢含量已经可以通过精炼等手段控制的很低；渣料中的水合物可以通过控制原料以及通过烘烤来去除。目前的大部分电渣炉都是在大气条件下进行重熔，因此大气中的水汽含量无法进行控制，而此时渣系的氢渗透率对钢中的氢含量具有决定性的作用，如果采用低氢渗透率渣系则可以有效降低钢中的氢含量。

电渣重熔渣系所含有的主要组元有CaF₂、CaO、Al₂O₃、SiO₂等，其中的CaO在熔融的渣池中非常容易离解为Ca²⁺和O^2-，而O^2-极易与外界大气中的水蒸气结合，从而发生下列反应：

O^2-+H₂O＝2(OH)^-

而形成羟基，而羟基则会与钢中金属离子发生下列反应：

2(OH)(slag)-+Mimetal2+=2[H]metal+2[O]metal+[Mi]metal]]>

从而使钢种的氢含量增加。渣中添加CaO组元可以减少渣中CaF₂比例，降低氟对环境的污染，同时使熔渣具有一定的脱硫能力。

冷轧辊辊坯的生产在电渣重熔阶段普遍采用40％CaF₂—30％CaO—30％Al₂O₃三元渣系进行电渣重熔，因该渣系中CaO组元成分高达30％，导致重熔初期钢中氢含量可达到10ppm以上，正常重熔期钢中氢含量也高达5～7ppm，要求后期进行长期的扩氢退火处理，这不仅占用生产设备、增加产品生产成本，同时加大了产品的生产周期。

经专利文献检索，查阅到一个涉及电渣重熔防止增氢的专利：公开号为CN1078500，该专利主要是对电渣重熔过程采用干燥空气保护防止增氢，对渣系无特殊要求，渣料可不经过烘烤，因该专利中提及的电渣重熔渣系CaO组元成分高达30％，渣料不经过烘烤不能消除因CaO吸收水分对增氢的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电渣重熔用低氢渗透率渣系及其制备方法和使用方法，该渣系能够具备低氢渗透性能，能够有效地降低重熔过程中钢中氢的含量。