[实用新型]一种用于炼钢炉可填充Bi元素的纯铁棒

说明书

技术领域

本实用新型属于特种冶炼中真空感应炉炼钢领域，具体涉及特殊合金添加Bi元素的装置，特别是一种可填充有Bi元素的纯铁棒。

背景技术

在本实用新型提出之前，冶炼行业的专业技术人员熟知，真空感应炉炼钢具备独特的全程真空负压环境，所以脱气功能良好，而且过程中不加保护渣，冶炼超纯净特殊钢很理想。但是对于冶炼含Bi的特殊钢，十分困难。

其原因于于，因为常压条件下Bi的熔点271℃，沸点1560℃。通常钢水温度1600℃左右，加入Bi后在钢液表面迅速液化，在溶解进入钢液内部前就快速沸腾气化，产生大量黑色烟雾，在真空室壁、感应器、真空管、真空泵等处冷凝富集。

而且会产生以下后果：

1、Bi收得率极低，尤其是熔池底部钢水几乎没有收得Bi，成分偏析也十分严重。

2、严重污染感应器线圈，各层线圈上粘附大量的Bi粉末，致使线圈之间放电打火，设备跳电，冶炼中断。

3、严重污染真空管路致使抽真空速度慢，甚至冷凝在真空泵阀门上的Bi粉末磨损损坏真空泵。

目前未见相关加Bi的报道和说明。有关文献叙述过在锭模内填充稀土和在捣料杆上悬挂灌碳粉棒料加碳的方法，但是存在弊端：1在锭模内填会造成底部沉积，成分偏析；2把灌碳粉的棒悬挂在捣料杆上，一旦炉料架料需捣料时，捣料杆又不能使用，生产会中断。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可填充有Bi元素的纯铁棒，以解决真空感应炉炼钢加Bi收得率极低和偏析问题；解决真空感应炉炼钢加Bi感应器线圈污染问题，避免线圈之间放电打火；解决真空感应炉炼钢加Bi真空管路污染问题和真空泵磨损的问题。

为了实现本实用新型的目的，设计人利用熔炼的纯铁棒在其顶部沿纯铁棒轴向开设有Bi元素填充孔或填充槽。

本实用新型充分考虑冶炼过程中成分的偏析问题，设计人进一步将Bi元素填充孔形状设计呈螺旋槽孔或圆孔，开孔的深度延长。一般情况与添加Bi元素的重量比和纯铁棒的实际重量有关，因此本实用新型Bi元素填充孔的孔径5mm-15mm，孔深100mm-200mm。

本实用新型的优越性在于：方便利用填充孔把Bi粉灌入其中，再用疏松的锡纸把孔堵住，然后与其它纯铁棒一起装料炼钢。在升温过程中，锡纸(熔点232℃)和Bi粉逐渐融化粘接在一起，不会被真空泵抽走。随着底部纯铁棒融化，上部纯铁棒沉入熔池，液化的Bi液进入熔池底部溶解并气化进入钢液，避免了Bi在熔池表面气化挥发，增加了Bi的收得率，也不会因为Bi在熔池表面气化挥发污染真空室。

附图说明

图1本实用新型带有填充孔的纯铁棒在坩埚中的布置结构图；

图2本实用新型带有填充孔的纯铁棒剖视结构图；

图3本实用新型带有填充槽的纯铁棒剖视结构图。

纯铁棒-1，锡纸-2，填充Bi粉-3，坩埚-4，填充孔-5，填充槽-6。

具体实施方式

实例：将纯铁棒顶部沿轴向开孔，孔径10mm，孔深150mm。计算Bi加入量，称量Bi粉并烘烤，温度低于150℃，然后把烘烤干燥的Bi粉灌入纯铁棒填充孔或填充槽内，用锡纸堵住孔口，随其它计算并称量好的纯铁棒一起装入坩埚中，在加料舱中放入称量好并烘烤干燥的预脱氧剂及其它合金，合上真空室、抽真空5分钟，给感应器送电化钢，化钢完毕循环抽气5分钟，充入氩气至低真空状态，加入预脱氧剂和加入合金，循环充分后取样，开始浇注，在真空状态下冷却5分钟后破空脱模。