本發(fā)明涉及電渣重熔領(lǐng)域，特別涉及一種電渣重熔過程金屬熔池形狀標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：

電渣重熔工藝依靠電流通過熔融渣池時(shí)產(chǎn)生的電阻熱來加熱和熔化自耗電極，熔化的金屬匯聚成液滴，在重力作用下，金屬液滴從電極端部脫落，在滴落過程中與熔渣發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，從而可去除有害雜質(zhì)和非金屬夾雜物。金屬液滴穿過渣池后不斷富集形成金屬熔池，由于水冷結(jié)晶器的強(qiáng)制冷卻，液態(tài)金屬逐漸凝固成鋼錠。

金屬熔池形狀和尺寸是電渣重熔過程中重要的目標(biāo)參數(shù)，直接決定了鋼液的凝固條件，從而影響電渣錠的產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，金屬熔池形狀和尺寸的控制是從業(yè)者最為關(guān)心的技術(shù)指標(biāo)之一。由于電渣重熔工藝生產(chǎn)的封閉性和檢測(cè)技術(shù)發(fā)展水平的局限性，目前最常用的標(biāo)定方法是在電渣重熔過程中向渣池添加FeS，利用S在高溫下的擴(kuò)散作用從渣池轉(zhuǎn)移到金屬熔池中，并伴隨著水冷結(jié)晶器的強(qiáng)制冷卻而停留在凝固前沿。最終通過對(duì)鑄錠的解剖硫印試驗(yàn)從而獲得金屬熔池形狀和尺寸。然而，由于S是鋼液中的有害雜質(zhì)元素，會(huì)嚴(yán)重影響電渣錠的產(chǎn)品質(zhì)量，因此該方法只適合在電渣重熔行將結(jié)束時(shí)使用，使得該方法具有明顯的應(yīng)用局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決采用硫印試驗(yàn)標(biāo)定電渣重熔過程金屬熔池形狀這一傳統(tǒng)方法存在的問題，本發(fā)明提供了一種電渣重熔過程金屬熔池形狀標(biāo)定的新方法，該方法能夠在不改變目標(biāo)鋼液成分的基礎(chǔ)上，在電渣重熔的任意時(shí)刻對(duì)鋼液的金屬熔池形狀進(jìn)行標(biāo)定，具有很強(qiáng)的應(yīng)用靈活性。

本發(fā)明的一種電渣重熔過程金屬熔池形狀標(biāo)定方法的步驟如下：

(1)起弧化渣

將引弧環(huán)和引弧劑先后放到自耗電極下面的底水箱上，并將烘烤后的渣料均勻加入到結(jié)晶器內(nèi)，采用固態(tài)起弧的方法，在電渣爐內(nèi)進(jìn)行化渣。

(2)電渣重熔過程添加鎢球進(jìn)行標(biāo)定

當(dāng)渣料全部熔清后，在電渣重熔過程的任意時(shí)刻，向渣池中添加鎢球，對(duì)金屬熔池進(jìn)行標(biāo)定。添加鎢球時(shí)需沿著自耗電極外邊界向結(jié)晶器內(nèi)邊界均勻加入，鎢球每次加入量控制在150g～300g。

(3)重熔結(jié)束冷卻出模

在電渣重熔補(bǔ)縮結(jié)束后，提升電極，冶煉結(jié)束。功率中斷1h后，脫模。

(4)電渣錠解剖腐蝕

利用鋸床將電渣錠沿中軸線進(jìn)行縱向解剖，利用腐蝕液對(duì)鑄錠解剖面進(jìn)行腐蝕后在低倍下進(jìn)行觀察測(cè)量。

本發(fā)明公開的一種電渣重熔過程金屬熔池形狀標(biāo)定方法的原理是：鎢球中鎢元素的密度為19.35g/cm³，遠(yuǎn)大于熔渣和鋼液的密度；同時(shí)，鎢元素的熔點(diǎn)為3410℃，也遠(yuǎn)高于電渣重熔中渣池和金屬熔池的最高溫度。因此，在電渣重熔過程中，當(dāng)向渣池表面添加鎢球后，鎢球會(huì)由于重力的作用迅速穿過渣池和金屬熔池，到達(dá)凝固前沿。又由于鎢球的高熔點(diǎn)保證其在這一過程中不會(huì)被熔化，因而不會(huì)污染渣池和鋼液。隨著鋼液自下向上逐漸凝固，最終鎢球被保留在電渣錠中。通過解剖腐蝕后的低倍檢測(cè)，即可觀察到鎢球所標(biāo)定出的電渣重熔金屬熔池形狀。

本發(fā)明公開的一種電渣重熔過程金屬熔池形狀標(biāo)定方法，其特征在于在電渣重熔過程中向渣池添加鎢球，對(duì)金屬熔池進(jìn)行標(biāo)定。添加鎢球時(shí)需沿著自耗電極外邊界向結(jié)晶器內(nèi)邊界均勻加入。

本發(fā)明公開的一種電渣重熔過程金屬熔池形狀標(biāo)定方法，其特征在于所使用鎢球的直徑為2mm～5mm，鎢球中鎢元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于98％，鎢球每次加入量控制在150g～300g。

本發(fā)明公開的一種電渣重熔過程金屬熔池形狀標(biāo)定方法，通過向渣池中添加鎢球，能夠在不改變目標(biāo)鋼液成分的基礎(chǔ)上，在電渣重熔的任意時(shí)刻對(duì)鋼液的金屬熔池形狀進(jìn)行標(biāo)定，該方法具有很強(qiáng)的應(yīng)用靈活性和適應(yīng)性。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中金屬熔池形狀標(biāo)定效果圖；

圖2為實(shí)施例2中金屬熔池形狀標(biāo)定效果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的具體實(shí)施方式不局限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例1

采用直徑為125mm結(jié)晶器電渣重熔45#鋼，在電渣重熔過程中金屬熔池形狀標(biāo)定方法的具體步驟如下：

(1)起弧化渣

將引弧環(huán)和引弧劑先后放到自耗電極下面的底水箱上，并將烘烤后的渣料均勻加入到結(jié)晶器內(nèi)，采用固態(tài)起弧的方法，在電渣爐內(nèi)進(jìn)行化渣。

(2)電渣重熔過程添加鎢球進(jìn)行標(biāo)定

當(dāng)渣料全部熔清且工況穩(wěn)定后，向渣池中添加直徑為2mm鎢球，對(duì)金屬熔池進(jìn)行標(biāo)定。添加鎢球時(shí)需沿著自耗電極外邊界向結(jié)晶器內(nèi)邊界均勻加入。使用的鎢球中鎢元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于98％，鎢球加入量為150g。

(3)重熔結(jié)束冷卻出模

在電渣重熔補(bǔ)縮結(jié)束后，提升電極，冶煉結(jié)束。功率中斷1h后，脫模。

(4)電渣錠解剖腐蝕

利用鋸床將電渣錠沿中軸線進(jìn)行縱向解剖，利用4％硝酸酒精對(duì)鑄錠解剖面進(jìn)行腐蝕后在低倍下進(jìn)行觀察測(cè)量。

本實(shí)施例中電渣重熔過程金屬熔池形狀標(biāo)定的效果如圖1所示。從圖1中可以看出，熔池深度約52mm。采用本方法標(biāo)定的電渣重熔金屬熔池形狀清晰準(zhǔn)確，從熔池的底部到邊緣均可標(biāo)定，覆蓋面積大，使用效果良好。

實(shí)施例2

采用直徑為125mm結(jié)晶器電渣重熔45#鋼，在電渣重熔過程中金屬熔池形狀標(biāo)定方法的具體步驟如下：

(1)起弧化渣

將引弧環(huán)和引弧劑先后放到自耗電極下面的底水箱上，并將烘烤后的渣料均勻加入到結(jié)晶器內(nèi)，采用固態(tài)起弧的方法，在電渣爐內(nèi)進(jìn)行化渣。

(2)電渣重熔過程添加鎢球進(jìn)行標(biāo)定

當(dāng)渣料全部熔清且工況穩(wěn)定后，向渣池中添加直徑為3mm鎢球，對(duì)金屬熔池進(jìn)行標(biāo)定。添加鎢球時(shí)需沿著自耗電極外邊界向結(jié)晶器內(nèi)邊界均勻加入。使用的鎢球中鎢元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于98％，鎢球加入量為200g。

(3)重熔結(jié)束冷卻出模

在電渣重熔補(bǔ)縮結(jié)束后，提升電極，冶煉結(jié)束。功率中斷1h后，脫模。

(4)電渣錠解剖腐蝕

利用鋸床將電渣錠沿中軸線進(jìn)行縱向解剖，利用4％硝酸酒精對(duì)鑄錠解剖面進(jìn)行腐蝕后在低倍下進(jìn)行觀察測(cè)量。

本實(shí)施例中電渣重熔過程金屬熔池形狀標(biāo)定的效果如圖2所示。從圖2中可以看出，熔池深度約為53mm。采用本方法標(biāo)定的電渣重熔金屬熔池形狀清晰準(zhǔn)確，從熔池的底部到邊緣均可標(biāo)定，覆蓋面積大，使用效果良好。