[发明专利]钢锭的中频感应炉电渣炉双联冶炼系统、冶炼方法及钢锭

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及钢锭的中频感应炉电渣炉双联冶炼系统、冶炼方法及钢锭。

背景技术

在现代社会高速发展的进程中，对高质量高性能钢铁的要求越来越高。其中偏析使钢材在机械性能和物理性能上产生很大的差异，甚至出现各向异性，降低金属收得率，影响钢材制品的有效利用和使用寿命。如钢锭中硫的偏析能破坏金属的连续性，轧制或锻造时引起钢坯的热脆，轧制钢板时甚至引起夹层废品，严重影响钢板的冷弯性能。硫的偏析往往还是承受交变载荷的零部件引起疲劳断裂的主要根源之一。磷的偏析能使钢材制品产生冷脆性，并促使钢的回火脆性。宏观偏析将一直残留到最后产品中，危害产品的使用性能，甚至造成隐患。

偏析是在铸造过程中当钢液温度冷却至固-液两相区后由于选分结晶的缘故，造成的钢锭成分不均匀现象。偏析分为显微偏析和宏观偏析两种，显微偏析是指小范围(约一个晶粒范围)内的成分不均匀现象，按位置不同可分为晶内偏析和晶界偏析，晶内偏析是在一个晶粒内出现的成分不均匀现象，常产生于具有结晶范围、能够形成固溶体的合金中，固溶体合金按树枝晶方式生产时，先结晶的枝干与后结晶的分枝也存在着成分差异。晶界偏析是在合金凝固过程中，溶质元素和非金属夹杂物富集于晶界，使晶界与晶内的化学成分出现差异，这种成分不均匀现象称为晶界偏析。晶界偏析比晶内偏析危害大，既能降低合金的塑性与高温性能，又增加热裂纹倾向。微观偏析是一种不平衡状态，在热力学上是不稳定的，可通过扩散退火或均匀化退火来消除，即将合金加热到低于固相线100-200℃的温度，进行长时间保温，使偏析元素进行充分扩散，以达到均匀化。

宏观偏析指发生在较大区域范围的偏析，在铸锭中一旦形成无法通过退火消除，造成钢锭质量性能大幅下降，严重时直接造成钢锭报废。宏观偏析在钢锭内部主要包括V型偏析、A型偏析和带状偏析。V型偏析表现为在钢锭中心部位纵向C、S、P等元素的富集，A型偏析表现为富集元素纵向分布于钢锭中央部分周围，带状偏析形成的特点是总是和凝固的固-液界面相平行，因此也是纵向分布于钢锭模中。

宏观偏析存在于钢锭中，经过轧制偏析部位被拉长，在钢锭横截面上成分偏差较大，缺陷和废品率大幅提高，为提高产品的质量，在存在各种缺陷的钢锭中引入降低宏观偏析的工艺措施显得迫切需要。

目前常规降低偏析的手段是对浇铸的钢锭或钢坯采取热处理或者锻打工艺。但是单一的热处理或者锻打工艺对成分均匀化的效果有限，而且二者均工艺过程复杂，生产周期很长。尤其对于大型钢锭或钢坯，需要很大型的加热炉和锻打设备，锻打过程中反复回炉加热(锻打过程工件温度降低到一定程度后必须回炉再加热，不然锻打不动或者锻打裂开)，这就需要大量的设备和人力投入，投资很大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种无需加热炉或者锻打设备即可降低钢锭成分偏析的中频感应炉电渣炉双联冶炼系统、冶炼方法及钢锭。

本发明提供的钢锭的中频感应炉电渣炉双联冶炼系统包括中频感应炉、浇铸系统、假电极连接装置和电渣炉，

所述中频感应炉用于熔炼钢水，

所述浇铸系统用于对所述经过熔炼得到的钢水进行浇铸，形成存在偏析的自耗电极，

所述假电极连接装置用于在所述存在偏析的自耗电极末端焊接奥氏体不锈钢假电极，

所述电渣炉用于对焊接有所述假电极的自耗电极进行重新熔炼，使得纵向分布于钢锭中的偏析在所述电渣炉横向重新熔炼下重新均匀结晶，得到偏析改善的钢锭。

作为优选，所述钢锭为大型钢锭，所述电渣炉为连续抽锭式电炸炉。

本发明提供的钢锭的中频感应炉电渣炉双联冶炼方法，基于本发明提供的中频感应炉电渣炉双联冶炼系统而实现，所述冶炼方法包括以下步骤：

步骤1：在所述中频感应炉中熔炼钢水，

步骤2：应用所述浇铸系统对所述经过熔炼得到的钢水进行浇铸，形成存在偏析的自耗电极，

步骤3：应用所述假电极连接装置在所述存在偏析的自耗电极末端焊接奥氏体不锈钢假电极，

步骤4：应用所述电渣炉对焊接有所述假电极的自耗电极进行重新熔炼，使得纵向分布于钢锭中的偏析在所述电渣炉横向重新熔炼下重新均匀结晶，得到偏析改善的钢锭。

作为优选，所述电渣炉中选用的合成渣需要经过300℃以上温度烘烤2小时后经脱除水分后使用，所述电渣炉中选用的合成渣是在电渣炉起弧稳定后按照预定速度加入至电渣炉中的。

作为优选，在所述电渣炉起弧期形成稳定的渣池后，转为电压波动控制，同时，保持熔速和电流稳定。