[发明专利]一种真空电渣重熔炉熔炼高洁净度钢锭方法

说明书

本发明公开了一种真空电渣重熔炉熔炼高洁净度钢锭的方法，该方法在熔炼前通过先抽真空后充氩气的工艺顺序彻底驱除炉内空气；在常压高纯氩气气氛下进行渣料投放、起弧和化渣，开始重熔自耗电极；待稳定熔炼后再次抽真空，保证炉内压强不低于1000Pa，进行真空电渣重熔熔炼；自耗电极完全熔化后，关闭电源；待钢锭冷却后，关闭真空系统和冷却水循环系统，重熔钢锭脱模，完成重熔过程。本发明的方法杜绝空气与电极和熔渣接触，有益于防止钢锭增氧；缓解渣料弥散、过度挥发和沸腾，保证重熔过程的稳定性；并能进一步降低钢锭总氧含量，使电渣重熔过程具有更好的脱氧效果；真空环境还可以干燥熔渣，降低钢锭中氢含量，有助于提高电渣重熔钢锭的洁净度。

技术领域

本发明属于电渣重熔技术领域，具体涉及一种真空电渣重熔炉熔炼高洁净度钢锭的方法。

背景技术

传统电渣重熔是在大气环境下对自耗电极进行熔炼，依靠熔渣产生的电阻热熔化自耗电极，形成的金属熔滴在渣池中得到精炼并穿过渣池，最终在结晶器冷却作用下定向凝固。电渣重熔生产的钢锭具有组织致密、金属纯净、成分均匀、表面光洁等优点，且能够有效去除非金属夹杂物、降低钢锭总氧含量。钢锭总氧含量是评价钢锭洁净度的重要指标，是冶金工作者长期攻关的难题。

传统电渣重熔的主要工序包括：自耗电极的制备与焊接，渣料制备，电渣炉启动和稳定(起弧、化渣工序)，基本熔炼期(自耗电极重熔)，重熔铸锭冷却脱模。目前电渣重熔工艺大多在大气环境下进行，自耗电极和高温熔渣容易被空气氧化，进而导致钢锭氧含量上升，钢锭洁净度下降。现有采用的脱氧措施来降低钢锭氧含量，脱氧措施主要包括添加铝、硅脱氧剂和惰性气氛保护。传统脱氧剂难以将钢锭总氧含量降至10ppm以下，过量使用还会引入杂质元素影响钢锭成分；惰性气体保护虽然能够减少空气氧化现象，但向保护罩内吹入的惰性气体无法将空气驱净，电极表面和熔渣氧化无法避免，仍然会影响脱氧效果。这些制约着电渣重熔钢锭品质的提高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决现有电渣重熔技术对钢锭脱氧效果不理想的问题，本发明提供一种真空电渣重熔炉熔炼高洁净度钢锭的方法，采用该方法可有效降低钢锭总氧含量，提高电渣重熔钢锭的品质。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种真空电渣重熔炉熔炼高洁净度钢锭的方法，包括以下步骤：

S1、将需重熔的自耗电极与假电极焊接，将真空室置于结晶器上，使两者同轴且密封接触；启动真空泵，将结晶器和真空室内部空气抽净，将炉体内绝对压强降至最低；

S2、保持炉内与外界环境隔绝的同时关闭真空泵，打开氩气瓶的阀门，将高纯氩气充入炉体内；

S3、待炉体内压强与外界大气压强相同时，打开加渣装置，将渣料缓慢投放到炉体中；

S4、在常压高纯氩气气氛下，操作电渣炉起弧、化渣，开始重熔自耗电极；

S5、在完成加渣、化渣过程后，将电流提升至工艺要求范围，随后进入稳定熔炼阶段；

S6、在稳定熔炼阶段，形成初期金属熔池之后，再次启动真空泵，阶梯式地将炉体内绝对压强降至工艺要求范围，开始真空电渣重熔熔炼过程；

S7、待自耗电极完全熔化后，关闭电源，保持真空系统、冷却水循环系统继续运行；

S8、待钢锭完全冷却后，关闭真空泵，破除炉内真空状态至结晶器和真空室内恢复外界环境压力，关闭冷却水循环系统；

S9、重熔钢锭脱模，完成整个真空电渣重熔过程。

本发明的方法中，先抽真空再充氩气，能够保证炉内几乎不存在空气，彻底杜绝熔炼过程中电极、熔渣与空气的接触；