第一章 电渣冶金.ppt

金属熔池的深浅直接影响到钢的质量。因此，渣池厚度的选取与控制是电渣工艺的重要一环。 （2）渣量的确定：渣量的确定方法归纳起来有如下几种： ① 按钢锭的重量进行计算，这是六十年代国内外流行的一种经验。 计算方法。如果渣量以G渣表示，则： （1） 局限性：局限于简单截面的钢锭，而且沿高度方向截面一致；局限于固定式电渣炉，适用于钢锭高≈ 3~6D结这样一个条件，该经验式对于抽锭电渣炉或异形复杂截面则不适用。 ② 采用渣利用系数（K渣）－即每公斤渣重熔多少公斤钢。一般K渣=22~25kg即每公斤渣料可重熔 22～25 公斤钢。重熔每支钢锭所用渣量为： 此式与上式相同，使用范围一样。 （2） ③ 较准确的计算方法 前面介绍的渣量对各方面因素的影响，就其本质而言是渣层厚度起作用的，特别对一些异型截面的产品，关键是确定渣层厚度。所以，渣量的确定不如说是渣层厚度的确定更为确切。因此，渣量G渣可按下式进行计算： （3） 公式（3）的计算关键在于确定H渣。目前还没有H渣的理论计算公式，普遍还是应用经验值。但是，不论采用锭重的4～5 % ，还是采用渣的利用系数都是有局限性的。从图3-20可以看出．渣池深度是随结晶器直径的增加而增加的。但不是按某一个斜率成正比地增加，而是随结晶器直径增加，渣池深度增加的斜率逐渐减少。 图3-20 渣池深度与结晶器直径的关系 a－上限；b－下限 将其斜率与对应的结晶器直径绘出如图3-21。将渣池深度随结晶器直径变化的斜率称之为渣深系数f渣深。 图3-21结晶器直径与渣深系数的关系 看出：结晶器直径为100～400 mm，渣深系数为0.6～0.4，可近似看作 0.5， 结晶器直径为400～700mm时，渣深系数为0.4～0.29，可近似看作0.34，大于700mm的结晶器直径，渣深系数小于0.3。 如果想比较准确地计算渣池深度，则可按下式计算： 式中f渣深 –渣深系数，可按图3-21对应所用结晶器直径查得。 （4） 综合（3）、（4）两式，可以得出较为准确的计算渣量的公式： （5） （5）式适用于固定式或抽锭式电渣炉，也适用于简单几何形状和异形结晶器。当采用异形截面结晶器时，式中的D结为等效圆面积的直径。 3．电制度对冶金质量和效率的影响 （1）元素烧损：由图3-23看出，在同一试验条件下，电压一定，随着工作电流的增加，母材中的稀土[Ce]含量烧损增加。这主要是由于电流增加，使渣温相应提高，对渣池传氧动力学条件有利。因此使稀土的烧损量增加。 图3-23 工作电流对稀土烧损的影响 a－一次返回渣；b－二次返回渣 图3-24电流对Si、Mn 烧损量的影响 电压增加，电极埋入深度减少。因此电极中的易氧化元素容易被烧损。但在钢中 Al、Ti 并存的条件下，元素烧损的情况就较复杂。 AI、Ti 烧损规律相反，是由于 Al 、 Ti 在钢中的活度相互影响的结果。 图3-25电压对Al、Ti 烧损量的影响 （2）夹杂物。电流、电压的提高，加强了炉渣去除夹杂物的动力学条件。而且使熔滴重量减小，增加了钢渣的接触面，有利于夹杂物被熔渣吸附去除。所以，随电流、电压的增加钢中的夹杂物降低，如图3-26、图3-27所示。 图 3-26 电流对钢中夹杂物含量的影响 但是这种降低是有一定限度的。电流进一步提高，金属熔池加深，其结果必然使得钢液冷却速度减慢。高温炉渣加速了气体向熔池迁移，产生新生夹杂物的可能性增加，图 3-26就反映了这一过程。电压提高本来有利于夹杂物的去除，但是电压增加，电极埋入深度减少，增加了电极的氧化条件。正如图3-27所示，电压过高，钢中夹杂物反有增加之趋势。 图3-27 电压对钢中夹杂物含量的影响 （3）低倍及表面质量：电流、电压的大小，直接影响了金属熔池深度和冶炼速度，而这些因素对钢锭结晶、表面质量又有直接的影响。如果功率过大，由于熔池加深，钢锭冷却慢，结晶方向接近于径向，从而易造成低倍偏析等缺陷。相反，功率过小，熔化率极低，熔池深度很小，对低倍组织也不利。以冶炼直径为240毫米的34CrNi3Mo钢锭为例，冶炼功率过低，熔池只有10毫米左右，熔化率仅为83公斤／小时（正常应为160 ~190 公斤／小时）。结果，造成元素的严重烧损（原始Si为0.295，重熔后钢中Si仅为0.095%），其低倍试片呈严重的晶间裂纹，甚至造成空洞。 电流、电压过低，熔渣温度降低，渣皮过厚造成钢锭表面凹凸不平。电流、电压的波动都会引起钢锭表面质量的变化。电流与电压相比，一般电压对钢锭表面质量的影响更为明显，图3-29为电压对钢锭表面质量影响的统计图。相差5伏电压，钢锭表面质