电渣冶金总结资料

电渣炉的冶金工艺综述

杨中平

一、冶炼熔渣

作用：1、利用熔渣的电阻热将系统的电能转化为热能；2、达到脱S、脱P以及去夹杂的效果；3、在结晶器的壁面形成薄的渣皮，可以改善钢锭的表面质量。

成分：要求渣熔点低，流动性好，渣电阻大，对钢中的夹杂物吸附能力强，在进行熔渣配比时，主要参考熔渣的熔点、粘度以及导热系数，电渣重熔常用的渣系有二元渣：CaF2-Al2O3、CaF2-CaO、CaF2-MgO以及三元渣系：CaF2-CaO-Al2O3、CaF2-MgO-Al2O3等，总之，要求渣中氧势较低，SiO2+MnO+FeO≤1.0%，特别是SiO2≤0.3%，脱S率在60~80%。CaF2脱S效果好，可提高熔渣的电导率，CaO、Al2O3降低熔渣的电导率，CaO过多提高熔渣的熔点，且CaO易吸水，容易增氢。

渣量：渣量的多少影响熔渣在结晶器内的厚度，渣量大，熔渣厚度厚，在电极相同的插入深度条件下，渣电阻大，因此，渣层厚度在100~200mm。

二、电极插入深度

2.1 对渣阻的影响

液态渣相当于一个纯电阻原件，R=p*l/S，电极插入深，相当于实际利用的熔渣电阻长度缩短，则表明熔渣的渣阻小，反之，电极插入浅，实际使用的渣阻就大，因此电极插入渣池的深浅相当于调节渣池利用的高度范围，渣池高度大一些，渣阻就大一些。

2.2 对熔池深度的影响

熔池深度深，在相同的冷却条件下，凝固时间长，造成偏析比较严重；结晶时，其结晶方向往往将夹杂物封闭在金属熔池内，夹杂物去除效果不好。

影响因素：1、电极插入深度深，熔池深度深；2、熔炼速度大，熔池深度增大。（为什么熔速大，熔池深度深？熔速快，较高单位时间内熔化的金属变多，从电极传递到金属熔池的热量也随之增多，而系统冷却条件没有改变，致使熔池内的热量不能及时散去）

三、冷却强度

结晶器的冷却强度影响钢锭的表面质量及内部组织，因此，控制好结晶器循环水的参数，从而界定合适的冷却强度对钢锭的质量控制有很好的借鉴意义。

水系统分为内循环水系统和外循环水系统，内循环水主要应用于结晶器、底水箱以及炉头、电缆等冷却，因此，对水质提出了比较高的要求，一般采用软水，外循环水系统要求较低，一般工业水即可满足要求。

3.1 内部循环水

电导率大于2000Ω/m，如电导率小于2000 Ω/m，可能会导致整体的电耗增大；PH=7.0~7.8，减缓水对设备的腐蚀；进水温度控制在32~49℃，水温低于32℃时，节水箱中带有电加热器自动对水进行加热，当水温超过49℃时，气动阀门打开，由通过热交换的冷水补充到系统内。

3.2 外循环水

一般工业用水中含CO2、SO2等有害气体，开放式水塔、水冷池导致粉尘等杂物进入。

3.3 渣皮厚度

渣皮厚度对钢材表面质量影响较大，控制渣皮的方法主要有：

1、控制渣池的电压，渣池电压的经验计算公式U=0.05D结晶器+（27~37），渣池电压范围一般在40~80v。当电极插入渣池的深度一定时，熔渣在整个系统中的有效电阻就恒定，保持渣池电压的稳定性，即控制电流的稳定，因此传热较均匀。

2、控制渣系及渣池深度，渣系成分一定，保证了熔渣的熔点和渣阻一定。

3、控制熔化速度，熔化速度快，渣池深度深。总之，提高渣池的电压，提高变压器二次侧电压，相应的提高了二次电流，根据Q=I2R，提高熔池热量，渣皮相应变薄。经验分析，10t的钢锭，渣皮的厚度在1~3mm。

四、对冶金产品质量的影响

1、偏析：熔速不均匀、电流、电压波动较大，导致结晶过程不稳定，上海合智开发的恒熔速控制技术可以有效解决成分偏析，保持水流量稳定，控制渣皮在结晶器周围稳定的厚度。

2、夹杂：熔渣粘度大，结晶速度快，熔渣易卷入金属液中，恶化钢锭质量，所以提高渣温，改善熔渣的流动性，可有效解决夹杂问题，通过抬高电极，增大渣阻，缩短熔池深度，促进夹杂物的上浮和吸附。

3、白点：钢液中的氢含量高导致在钢锭的表面产生白点，氢主要来源于水汽，比如说渣料比较潮湿，因此对渣料进行烘烤彻底，采用抽真空从源头控制氢的来源过程加强脱气效果。

4、老化、时效：钢锭中的氮元素引起钢锭质量的时效性，在长时间的条件下，由于饱和气压原因，钢中的氮进行往外扩散，对钢很有危害，上海合智采用真空感应炉、真空自耗炉可有效着达到脱氮的效果。

5、裂纹：冷却强度不均匀，钢的柱状晶形成不规则，还有夹杂物、偏析、疏松、缩孔都会导致裂纹，上海合智采用底水箱强力冷却，促进柱状晶纵向生长，减少应力导致的产品缺陷。