[实用新型]电渣重熔过程中还原性气氛的控制装置及自耗电极

说明书

本实用新型涉及一种钢铁电渣重熔过程技术领域，公开了一种电渣重熔过程中还原性气氛的控制装置及自耗电极。该电渣重熔过程中还原性气氛的控制装置包括结晶器、自耗电极本体、脱氧材料和保护气体输送管，自耗电极本体设置于结晶器内，保护气体输送管采用自耗式材料，脱氧材料与保护气体输送管均设置于自耗电极本体上。其可以实现输气管、线形包芯脱氧材料与自耗电极本体的同步熔化，同时将保护性气体和脱氧材料直接输送到渣面，改善了结晶器内气体的对流及脱氧剂的作用，稳定了氮气分压，防止钢中氮含量降低，更好的控制了炉内还原性气氛，对保护电渣过程中的易氧化元素烧损及控制氢、氧、氮等气体含量均有更加明显的效果。

技术领域

本实用新型涉及一种钢铁电渣重熔过程技术领域，尤其是可以实现电渣重熔过程中结晶器内还原性气氛控制的电渣重熔过程中还原性气氛的控制装置及自耗电极。

背景技术

随着能源工业的发展，对燃煤发电机组提出了更高的要求，为了提高热效率和严格控制二氧化碳及污染物颗粒的排放，锅炉和汽轮机的运行温度已提高到620℃，其中锅炉管道及汽轮机高中压转子用材料要求完全不同于以前，特别是高中压转子大型锻件设计使用耐热高强不锈钢，要求钢中硅含量小于0.10％，铝小于0.010％，不含钛，同时需将氮控制在0.015～0.030％，硼控制在0.008～0.011％，由于钢中亲氧元素硅、铝、钛含量相当少，在熔炼时，钢中的硼、铬等元素极易氧化，导致化学成分不合格而报废，所以对于该钢种要求在非氧化性气氛中进行熔炼，不但要控制好钢中亲氧元素铬、硅、硼等成分不被氧化，同时要控制好钢中的氢、氧、氮含量。

如图1所示，传统的电渣炉中还原性气氛的控制，是保护罩4置于结晶器9上，但是未接触自耗电极本体2，同时吹气管11安装在结晶器9上端口；熔炼过程中，结晶器9内由上至下依次为渣池6、熔池7和钢锭8。要保持渣的还原性气氛需要手工加入少量脱氧材料，由于这些材料为细粒状或粉状，从结晶器上端口加入脱氧剂，在重熔过程中，传统的还原性气氛控制方案存在以下问题：

一是外界空气未起到很好的隔离作用，由于渣池6温度高达1700℃以上，渣池上方的空气，特别是自耗电极本体2附近的空气因加热而大量溢出，致使吹入的保护性气体和炉内的气体会产生强对流和混合，无法将进入结晶器渣面6上方的空气中的氧放排出，即自耗电极本体2附近的气体向上流动，结晶器9的附近的气体向下流动，因此因气体对流和混合而使吹入的惰性保护气体难以达到渣面6，无法起到气体保护作用，还原性气氛难以制造。

二是脱氧材料从结晶器上端口10加入，在到达渣面6之前的下落过程中，已有部分脱氧材料被炉中高温气体烧损氧化，无法对熔渣进行有效脱氧，难以制造炉内还原性气氛。特别是对大型电渣锭更加困难。

三是该钢中有较高的氮含量，在吹入保护气体时由于渣面上方气体中氮气分压降低会导致钢中氮含量减少。

举例说明：

某公司用传统方法生产一个13吨电渣锭，其硼含量烧损高达50％，Si等元素亦有不同烧损，说明传统方法难以制造还原性气氛，无法保护B、Si等易氧化元素免遭烧损。电渣熔炼前后成分变化如表1。

表1 传统方法熔炼时，熔炼前后成分变化(％)