电渣重熔渣系选择的工艺探索

1、电渣重熔渣系选择的工艺探索攀钢钢城企业总公司冶炼厂王宾陈涛李艳丽【摘要】通过大量的工艺实践探索，掌握了电渣重熔渣系对脱硫、脱磷和合金元素烧损和生产效率的关系，提出了根据不同钢种选择渣系的方法。【关键词】电渣重熔渣系工艺1前言电渣重熔过程中，熔融渣池起着重要的作用，因此在整个重熔过程中，渣池成分、温度、深度、态下。方法，又、熔点、表面张力、粘度、氧化性等与重熔金属品种相适应的最佳条件下进行，因此对渣系进行适当的选择调整是十分必要的。我厂有250KVA的电渣重熔炉2座，主要生产电工纯铁、高速工具钢、模具钢电渣重熔锭。长期以来一直选用CaF2：Al203=7：3的渣系，生产实践表明，“三-七渣系”对

2、不同钢种在纯净度、合金元素的损耗、P、S等有害元素的去除、生产效率、产品质量、电耗等方面作用是不相同的。为了摸索电渣重熔渣系选择的较好方案，我们对电渣重熔的渣系选择进行了一定的工艺探索。2电渣重熔用渣系所要求的主要基本特性和成分电渣重熔用渣系的各种特性，取决于其主要成分CaF2、Al203、CaO等，以及加入渣中的氧化物，碳酸盐等，渣中加入氧化物，会降低电导率和电耗，提高熔点和粘度。熔点下降，会使电导率上升，使钢锭产生空洞、气孔、夹杂等缺陷，提高熔点将降低电导率，妨碍脱硫反应，100-200,o（例如在CaF2量多，粘01100115泊的渣子，和A1203量多，粘度为0110-0115泊的，采

3、用后者夹杂物有所增加。为了防止熔渣卷入金属内，熔融金属和熔渣之间应具有足够大的表面张力以及对非金属夹杂物相适应的高吸附能力。CaF2含量少及A1203、CaO含量高时,具有大的表面张力，因为Ca十与F-结合能比O-结合能力小的缘故，此外氧化物渣子对于刚玉、石英玻璃具有较好的吸附能力。3电渣重熔锭质量和渣系成分关系工艺探讨为了探索电渣重熔过程中脱硫、脱氧和合金元素变化，杂质去除等行为,以及它们和渣料成分关系，我们采用高速钢W9M03cMV、W6Mo5Ci4V（M2、电工纯铁（DT4、DT3、通过变换渣系，对电渣重熔、脱氧、脱硫等行为进行了生产实践工艺探索。311电渣重熔脱硫机理。脱硫是电渣重熔的

4、重要特征之一，其按照下列反应进行:硫由金属向渣中转移的行为：S金属+（02-渣O金属十（S2-渣2转移进渣中的硫和大气中氧反应而逸四川冶金SicliuanMetalhngy(S2-渣十3022S02大气十2(0-?在采用CaF2渣系中，可通过如下反应进行：CaS+3CaF2+4Fe304=4CaO4-12FeO+SF4T?能使SF4等气体挥发掉。312电渣重熔脱硫与渣系成分关系的工艺实践采用CaF2、CaO、Al203为渣系原料变换其成分配比，冶炼电工纯铁(DT3、DT4研究1994-2007httpJChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.

5、Allrightsreserved.脱硫情况，见表1。表1渣系对DT4重熔脱硫率的影响重熔电极S含量（%渣系成分（%A1203CaOCaF2重熔锭S含量（%脱硫率（%0.0122010700.0.010194-2007h.ilp:/''ki.neiChinaAcademicJournalElecironicF0.0132070.007041.60.0120.007240.70.01430700.0042720.01440600.003973.2（以上每组渣系试验三组，表中所列成分为三次试验数据平均值可见增加渣中CaO将提高碱度，提高脱硫率，在CaO含量达40%时，脱硫率最高可达

6、75%,当CaO含量达20%时，其脱硫效果可提高15%左右，脱硫效果随着CaO含量增加而提高，当含量超过40%时，电渣重熔电气方面会出现问题。增加A1203,脱硫率呈现出降低情况，然而熔融金属和渣子之间硫的分配系数降低不大，分配系数随CaO/SiO2增大而增大,当A1203含量小于15%,即使CaO/SiO2一定，分配系数也还会急剧减少，可见采用A1203渣料时，由于硫的活度增大，有利于硫的氧化。在250KVA电渣炉，对高速工具钢进行电渣重熔，采用A12O3、CaO.CaF2渣系，固定Al203、CaF2,变换CaO调整碱度，其结果见图10其次，在采用纯CaF2情况下，与以杂质形式存在的S1O

7、2之间产生2CaF2+S1O2=2CaO+SiF4T反应，产生CaO,这有助于脱硫。FeS和CaS,图1渣碱度对脱S可见，。此外加入含有2%4%FeO、可抑制硫的氧化见表2。表2渣系中抑制脱S剂的作用渣子成分重熔前含S重熔后含S脱硫率（%CaF2Al20370%30%夕卜配FeSFeOCaS5%3%5%-1.5+2.1-1.1这对用电渣重熔生产需保持含S量的易切削钢是十分合适的。从以上分析可以看出，在电渣重熔过程中，通过选择渣料成分和对不同钢种用户对S含量要求，可以有效地实现脱硫或对硫的保持，具体措施见表3。表3电渣重熔中控制S的基本措施脱硫保持硫提高渣中CaO含量维持渣中和钢中硫化物S(S平

8、衡清洁重熔电极使S102、FeO、MnO等氧化物尽量最低。少量加FeO、T102等抑制硫氧化。313电渣重熔脱磷与渣系成分关系工艺实践要想通过电渣重熔进行脱磷，一般要求同时满足：4-2001年第5期(1提供磷氧化用的高氧化渣；(2高碱度渣以使转移进熔渣中磷结合成稳定的化合物;（3防止从熔渣向金属中回磷（包括低操作温度等o高碱度渣料可通过添加CaO而获得，但是，造成电渣重熔操作温度较高，使磷向金属内转移，事实上，不可能同时满足上述三个条件，所以电渣重熔进行脱磷作用很小。在实践中，我们用电工纯铁、碳素工具钢采用几种渣系，研究了电渣重熔的脱磷情况，见表4和表5。表4渣系对脱磷率的影响渣系重熔前P含量

9、（%重熔后P含量（P（70%CaF2+30%A12030.0100.十0.20%CaO+20%A12O360%CaF20.-0.0009100%CaF20.0120.012表520%CaO+20%BaO+60%CaF1994-2007ki.neiChinaAcademicJournalElecironicP2渣对高速钢脱磷情况钢号磷含量（%电极钢锭脱磷率（%W9MO3C14V0.0220.0209W6Mo9Cr4V20.0250.0238渣中加入BaO高氧化渣后，对脱磷有一定影响，但作用不是很大。通过对各种渣脱磷的探索，几乎各种渣系在电渣重熔中对磷影响不大，甚至有回磷现象，即使加入BaO等高氧

10、化渣后，对脱磷作用影响也不是十分明显，所以我们不能指望通过电渣重熔进行脱磷，因为无论选择那种渣系，在电渣重熔高温操作下，都会有回磷现象产生。314电渣重熔渣系成分与合金元素关系电渣重熔中.Ti、Al、Si、Mn等易氧化元素会产生氧化，这是由空气中氧经过熔渣转移，以及由于自耗电极表面氧化而使氧向渣池内转移的缘故，其氧化程度决定于侵入氧量的多少，同时还取决于与氧亲和力高的元素变化量。,，见66电渣重熔几种渣料对电工纯铁C、Si、Mn、Al的影响渣系C(%S1(%Mn(%Al(%70%CaF2+30%A120320%CaO十20%Al203+60%CaF2100%CaF2电极0.0150.080.0

11、40.32熔后钢锭0.0160.0940.0390.079变化值+0.001+0.014-0.001-0.24合金收率120%98%26%电极0.0210.090.0220.417熔后钢锭0.0200.0100.0210.370变化值-0.001+0.001-0.001-0.047合金收率101%96%89%电极200.40熔后钢锭0.0190.210.0210.21变化值-0.002+0.03+0.022-0.207合金收率160%95%47.5%在以CaF2为基础,变化CaO和Al203对高速工具钢进行试验，观察C、Si、Mn元素变化，见表7。表7渣料成分对高渣钢C、

12、Si、Mn的影响元素母材电极10%CaO+30%A12O320%CaO+20%A12O330%CaO+10%A12O340%Ca040%A1203C0.740.730.740.730.730.73Si0.2720.0100.15Mn0.540.510.530.490.510.52备注渣料中含CaF260%,其余为CaO和Al203。通过以上数据可以看出，在电渣重熔过程中，首先是与氧亲和力高的A1被氧化。在几种渣系试验中，无论是冶炼电工纯铁，还是高速工具钢，碳的变化很小，电渣重5四川冶金SichuanMetallurgy熔高速钢碳几乎没有变化，重熔电工纯铁有极其微小的变化

13、。对于Si元素，在重熔含铝、钛较高钢种（如电工纯铁时熔渣中转入金属内不稳定氧化物S1O2被铝、钛还原，出现了增硅，而电渣重熔中铝的烧损严重，三种渣系比较，（70%CaF2+30%+Al203渣:铝的烧损、Si的增加最大；（20%CaO十20%A12O3十60%CaF2渣:铝的烧损最小，增硅也最小。所以在电渣重熔电工纯铁要注意铝、硅元素变化，否则可能因成分超标而报废。在渣系选择中最好选用（20%CaO+20%A12O3十60%CaF2渣系，对铝影响较小,同时要注意调整重熔前自耗电极的化学成分，见表8。表8渣系（©http:/194-2007ChinaAcademicJournalEle

14、ctronicPps70%CaF230%A12031.41392.161.290.0210.035100%CaF21. 941.680.0230.0232.130.670.0200.05620%CaO十20%Al203十60%CaF22. 451.420.0540.0581.980.840.0220.058然而，对电渣重熔含铝、钛较低的钢种如重熔高速钢、模具钢等特殊钢种，硅出现了烧损，烧损的程度随A1203变化。（70%CaF2+30%A1203渣中硅的烧损最小，约20%烧损，所以在电渣重熔高速钢应特别注意硅的成分变化,GB9943-88对高速钢电渣重熔钢锭硅的成分不作下限要求，但对于有特别要

15、求的用户，应在重熔电极成分调整和渣系选择上作好工作，以保证钢锭化学成分合格。电渣重熔中硅元素的变化，还受渣料的是否新鲜、返回渣料、以及重熔电极是否清洁、去除S1O2、氧化铁皮等的影响，见表9。其它合金元素的变化，在大量的生产实践中表明,W、Me、V、Ni等元素电极重熔中成分比较稳定，几乎没有变化Ci元素有微小变化。使用（70%CaF2+30%A1203渣变化最小，金属电极烧损率为5%10%,实际生产时，应注意控制Ci元素成分在中限。表9渣料和电极的处理与电渣重熔S1的损失试验钢种:碳素钢渣料成分：（70%CaF2+30%A1203生产方式重熔前电极S1的含量（%重熔后电极S1的含量（%新渣料处

16、理电极0.550.49新渣料未处理电极0.520.40使用渣料处理电极0.530.35使用渣料未处理电极0.540.194渣系成分对电渣重熔生产率的影响电渣重熔的生产率主要由电压、电流、电，但在很大程，即渣料成。种渣系进。10渣系对生产率的影响渣系渣料成分（%CaOAlOCaF生产率（kg/h单位电耗（kwh/t-CaO595871632CaFAlOCaOAlOCaOAlOCaF随着Al203含量增加，渣子的电导降低，生产率提高单位电耗减少,A1203含量增加到40%以上，增加缓慢，当A1203含量增加到45%以上，生产率反而下降，电耗增加。5结语电渣重熔渣系对电渣重熔生产的产品质量、生产效率、经济性有着十分重要的