國(guó)外電渣重熔概況 東北特鋼集團(tuán)

1、東北特殊鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司,東北特鋼集團(tuán)歡迎您!,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外電渣重熔概況及我國(guó)電渣重熔的發(fā)展方向,董學(xué)東,1 前言,電渣冶金起源于美國(guó)，霍普金斯在一九三五年進(jìn)行了渣中自耗電極熔化實(shí)驗(yàn)，并于一九四O年取得了發(fā)明專利。而現(xiàn)代電渣冶金技術(shù)是由前蘇聯(lián)發(fā)展起來(lái)的。烏克蘭巴頓電焊研究院在電渣焊的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出電渣冶金技術(shù)。一九五八年，烏克蘭德聶泊爾特鋼廠建成了世界第一臺(tái)0.5t工業(yè)電渣爐，使電渣冶金進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)程。 五十多年來(lái)國(guó)內(nèi)外電渣冶金取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，新工藝、新技術(shù)層出不窮，形成了一個(gè)跨專業(yè)、跨行業(yè)的新學(xué)科。目前，世界上最大的電渣爐是我國(guó)上海重型機(jī)器廠的200噸電渣爐及德國(guó)薩爾鋼廠的

2、165噸電渣爐。國(guó)外最大的電渣鋼生產(chǎn)廠家是烏克蘭德聶泊爾特鋼廠，該廠擁有22臺(tái)（2t以上）電渣爐和年產(chǎn)10萬(wàn)噸電渣鋼的生產(chǎn)能力。,東北特鋼集團(tuán),1 前言,我國(guó)是世界上電渣冶金起步較早的國(guó)家之一。一九六年，重慶特殊鋼廠、大冶特殊鋼廠、撫順特鋼、大連鋼廠、上鋼五廠的電渣爐先后建成投產(chǎn)。緊隨其后北滿特鋼等工業(yè)電渣爐相繼建成投產(chǎn)。五十多年來(lái)，我國(guó)電渣冶金始終保持著旺盛的發(fā)展態(tài)勢(shì)。以東北特鋼集團(tuán)、上海寶鋼集團(tuán)五鋼公司、西寧特鋼以及大冶鋼廠為代表的電渣鋼生產(chǎn)廠家，都顯示出很強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，航天航海、汽車制造、石油化工、電站建設(shè)、核設(shè)施、機(jī)械制造等諸多行業(yè)，以及軍工事業(yè)的發(fā)展、

3、產(chǎn)品更新?lián)Q代、列車提速等諸多環(huán)節(jié)都對(duì)鋼的質(zhì)量提出越來(lái)越高的要求。電渣鋼以其金屬純凈度高、組織致密、成分均勻、金屬各向異性小、鋼錠表面光潔及成材率高等特點(diǎn)，進(jìn)一步顯現(xiàn)出勃勃生機(jī)。,東北特鋼集團(tuán),1 前言,東北特鋼集團(tuán)由北滿、撫順及大連三個(gè)特殊鋼廠組成，三個(gè)基地生產(chǎn)電渣鋼都有近年的歷史。東北特鋼現(xiàn)有電渣爐35臺(tái)，具有年產(chǎn)10余萬(wàn)噸電渣鋼的生產(chǎn)能力。是世界上最大的電渣鋼生產(chǎn)基地之一。可生產(chǎn)九大類，小到幾百公斤，大到26.5t幾十種錠型規(guī)格的電渣錠。目前東北特鋼的三個(gè)基地基地還有多臺(tái)電渣爐正在設(shè)計(jì)和建造當(dāng)中。 為了把東北特鋼建設(shè)成為世界上最先進(jìn)的電渣鋼生產(chǎn)基地，在東北特鋼大連基地的搬遷改造過(guò)程中，將引

4、進(jìn)一臺(tái)20t單相、雙爐頭、雙熔位、抽錠式及固定式兩用的保護(hù)性氣氛電渣爐和一臺(tái)100t單相、雙爐頭、單熔位、抽錠式及固定式兩用的保護(hù)性氣氛電渣爐。,東北特鋼集團(tuán),東北特鋼撫順基地除引進(jìn)一臺(tái)6t保護(hù)氣氛電渣爐外（已與ALD公司簽訂合同），近期還將引進(jìn)一臺(tái)12t和一臺(tái)30t保護(hù)性氣氛電渣爐。為了對(duì)世界上最先進(jìn)的電渣爐及電渣重熔的工藝技術(shù)有更加深入全面的了解，出于對(duì)引進(jìn)電渣爐選型和確定工藝的需要，東北特鋼先后與烏克蘭科學(xué)院巴頓電焊研究所及世界上著名的（康薩克）公司、公司及（因泰克）公司等特種冶金設(shè)備制作廠家分別進(jìn)行了幾輪技術(shù)交流。派專家到德國(guó)和奧地利的電渣鋼生產(chǎn)廠家和電渣冶煉設(shè)備設(shè)計(jì)制作廠家進(jìn)行了實(shí)地

5、考察。并與因泰克公司正式簽訂了20t和100t兩臺(tái)氣密型保護(hù)氣氛電渣爐的訂貨合同。,東北特鋼集團(tuán),1 前言,2 國(guó)外電渣重熔新技術(shù),東北特鋼集團(tuán),國(guó)外電渣重熔有很多新技術(shù)，比如電弧渣重熔、電渣熱復(fù)合、真空電渣重熔、快速電渣重熔、導(dǎo)電結(jié)晶器、高壓電渣重熔及液態(tài)電渣澆鑄等。下面僅就實(shí)用性強(qiáng)、易于推廣的幾項(xiàng)新技術(shù)進(jìn)行一下簡(jiǎn)單的介紹。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外電渣重熔新技術(shù),國(guó)外電渣重熔新技術(shù),2.1快速電渣重熔（ESRR） 快速電渣重熔與傳統(tǒng)的電渣重熔相比，有明顯區(qū)別，一是采用T型結(jié)晶器，二是電流流經(jīng)兩個(gè)回路（如圖1、2）。大約7090的電能通過(guò)渣池和T形結(jié)晶器上的導(dǎo)電元件返回到電源。只有1030的電能通

6、過(guò)金屬熔池和電渣錠傳輸。這種導(dǎo)電方式?jīng)Q定了渣池可以為快速電渣重熔提供足夠高的溫度和熱量，而熔池溫度和形狀與輸入功率無(wú)關(guān)，即便在渣池溫度高，熔化速率快的情況下，金屬熔池仍然可以保持較低的溫度，使凝固易于控制。尤其是電渣錠的斷面尺寸較小，在結(jié)晶器的強(qiáng)制水冷的作用下，可以獲得細(xì)晶、致密及無(wú)偏析的組織結(jié)構(gòu)。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外電渣重熔新技術(shù),快速電渣重熔的優(yōu)點(diǎn)是，在保證質(zhì)量的前提下，熔化速率是傳統(tǒng)電渣重熔的310倍，具有很高的生產(chǎn)率。可以用交換電極的方法，用大斷面電極坯料連續(xù)生產(chǎn)出各種小斷面規(guī)格的電渣鋼圓型材、方型材及六角材。由于具有抽錠功能，并配備了切割裝置，在拉坯過(guò)程中，電渣錠的長(zhǎng)度可以根據(jù)用戶需

7、求進(jìn)行切割，具有很強(qiáng)的生產(chǎn)靈活性，產(chǎn)品趨于近終成形。另外，電渣鋼的成材率高于傳統(tǒng)的電渣重熔。圖為因泰克公司為意大利瓦爾布魯納公司制作的快速電渣重熔設(shè)備。（見(jiàn)圖14）。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外電渣重熔新技術(shù),圖1 快速電渣重熔的兩個(gè)回路 圖2 T形導(dǎo)電結(jié)晶器,東北特鋼集團(tuán),東北特鋼集團(tuán),圖3 INTECO公司開(kāi)發(fā)的快速電渣重熔設(shè)備 (意大利瓦爾布魯納鋼鐵公司),國(guó)外電渣重熔新技術(shù),圖4 快速電渣重熔法拉出的馬氏體和奧氏體鋼坯,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外電渣重熔新技術(shù),2.2導(dǎo)電結(jié)晶器（CCM） 導(dǎo)電結(jié)晶器是因泰克公司及烏克蘭巴頓電焊研究所開(kāi)發(fā)研制的。此項(xiàng)新技術(shù)采用雙路電源供電，不僅可以像傳統(tǒng)電渣重熔的供電方

8、式一樣，用一個(gè)電源變壓器，由變壓器金屬電極渣池金屬熔池電渣錠底水箱構(gòu)成回路。還可以用另一個(gè)電源變壓器，使電流不經(jīng)過(guò)金屬電極，僅通過(guò)渣池和結(jié)晶器上的導(dǎo)電元件構(gòu)成回路（見(jiàn)圖5），使渣池保持獲得良好的鋼錠表面所需的溫度。既可控制熔化速率，又可控制渣池溫度及液態(tài)金屬的凝固速度。使電渣重熔在熔化速率極低的情況下也可以進(jìn)行。,東北特鋼集團(tuán),ESR with two power circuit ESR TC,圖5 1電極 2 熔池 3 鋼錠 4 渣池 5 電流導(dǎo)電環(huán) 6 絕緣材料 7 水冷結(jié)晶器,國(guó)外電渣重熔新技術(shù),傳統(tǒng)的電渣重熔受渣池溫度和鋼錠表面質(zhì)量的影響，熔化速率、熔池深度及鋼錠的凝固速度的控制受到很

9、大的限制。熔化速率偏低，電渣錠表面質(zhì)量就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。而當(dāng)今很多質(zhì)量要求高的產(chǎn)品，需要低的熔化速率，淺平的金屬熔池及快的結(jié)晶速度，這些要求是傳統(tǒng)的電渣重熔無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。比如傳統(tǒng)的電渣重熔生產(chǎn)含鉻23的軋輥輥坯合格率很高。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外電渣重熔新技術(shù),而生產(chǎn)含鉻5的軋輥輥坯，由于熔化速率不能控制在理想的低的范圍內(nèi)，金屬熔池深、凝固速度慢，極易產(chǎn)生碳化物偏聚及斑點(diǎn)等缺陷，廢品率較高。輥坯的鉻含量與輥坯的使用壽命密切相關(guān)，但鉻含量越高，輥坯的質(zhì)量越難保證。導(dǎo)電結(jié)晶器新技術(shù)的研發(fā)成功，使生產(chǎn)含鉻12的高質(zhì)量軋輥輥坯成為現(xiàn)實(shí)。據(jù)介紹，用導(dǎo)電結(jié)晶器生產(chǎn)直徑約600mm的電渣錠，金屬熔池的深度僅在70mm

10、左右，可以避免出現(xiàn)碳化物偏聚的現(xiàn)象。而用傳統(tǒng)的電渣重熔法生產(chǎn)的直徑600mm的電渣錠，金屬熔池的深度都在200mm以上。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外電渣重熔新技術(shù),2.3高壓電渣重熔(PER) 高壓電渣爐主要用于重熔含氮鋼，重熔含氮鋼的關(guān)鍵是保證過(guò)飽和的氮溶解到鋼中，防止凝固過(guò)程中析出。重熔的用于核電站發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)的高氮奧氏體不銹鋼，要求無(wú)磁性，在大氣中冶煉，氮難以溶入鋼中，鋼中氮含量一般只能控制在0.40.65左右。性能無(wú)法達(dá)到要求。在高壓電渣爐中重熔，熔煉室氮的壓力高達(dá)4.2 MPa，可使鋼中氮含量提高到1.05。1980年德國(guó)建成了第一臺(tái)高壓電渣爐，生產(chǎn)出直徑1m，重量為16t的電渣錠。1996年

11、德國(guó)又建成兩臺(tái)高壓電渣爐用于生產(chǎn)含氮軸承不銹鋼和含氮高速鋼。近年來(lái)奧地利、保加利亞、美國(guó)也相繼建成高壓電渣爐，使高壓電渣重熔技術(shù)得到進(jìn)一步推廣。另外，我國(guó)的東北大學(xué)也建立了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)型高壓電渣爐，最高壓力可達(dá)到7MPa，可使鋼中氮含量達(dá)到1.2。圖6為ALD公司制作的16t最大壓力為16bar的高壓電渣爐。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外電渣重熔新技術(shù)ALD公司制作的高壓電渣爐,東北特鋼集團(tuán),圖6 16t高壓電渣爐,國(guó)外電渣重熔新技術(shù),2.4液態(tài)電渣澆鑄技術(shù) 過(guò)去李正邦院士曾經(jīng)對(duì)電渣澆鑄技術(shù)、電渣熱復(fù)合技術(shù)進(jìn)行過(guò)介紹。研發(fā)電渣澆鑄和電渣熱復(fù)合技術(shù)的目的在于提高產(chǎn)品質(zhì)量、成材率和使用壽命，以及降低生產(chǎn)成本。存

12、在問(wèn)題是鋼的縮孔和疏松難以解決，產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定。 液態(tài)電渣澆鑄技術(shù)是原有電渣澆鑄技術(shù)、電渣熱復(fù)合技術(shù)與導(dǎo)電結(jié)晶器新技術(shù)的一種結(jié)合和發(fā)展。使電渣澆鑄技術(shù)和電渣熱復(fù)合技術(shù)更加成熟和完善。目前，東北大學(xué)姜周華教授正在南京鋼廠推廣液態(tài)電渣澆鑄新技術(shù)。 圖79為用液態(tài)電渣澆鑄的方法生產(chǎn)電渣錠，中空錠和為軋輥輥坯表面復(fù)合耐磨金屬材料。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外電渣重熔新技術(shù),東北特鋼集團(tuán),圖7,國(guó)外電渣重熔新技術(shù),東北特鋼集團(tuán),圖8,國(guó)外電渣重熔新技術(shù),東北特鋼集團(tuán),圖9,3 國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,東北特鋼集團(tuán),3.1 國(guó)外電渣爐的基本特點(diǎn) 國(guó)外電渣爐有很多先進(jìn)之處。從電渣爐的結(jié)構(gòu)形式及

13、外觀上看也有所不同。我國(guó)傳統(tǒng)的電渣爐一般是由支臂、立柱、短網(wǎng)、變壓器、托錠臺(tái)車等構(gòu)成的如圖1011所示。國(guó)外先進(jìn)的電渣爐一般沒(méi)有支臂，而有爐頭。結(jié)構(gòu)形式多為車架式或A型結(jié)構(gòu)如圖1214所示（也有人稱之為塔式結(jié)構(gòu)）。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,東北特鋼集團(tuán),當(dāng)前，國(guó)外先進(jìn)的電渣爐都配備了可以控制熔化速率和冶煉全過(guò)程的全計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和帶有高精度重力傳感器的稱重系統(tǒng)、帶有四根導(dǎo)電立柱和采用滑動(dòng)觸頭導(dǎo)電的同軸導(dǎo)

14、電系統(tǒng)、氣密型保護(hù)氣氛系統(tǒng)、高精度X-Y電極調(diào)整系統(tǒng)、電極坯料預(yù)熱裝置、渣料自動(dòng)加入器、合金及脫氧劑自動(dòng)加入器、節(jié)水系統(tǒng)等。 由于大型電渣錠冶煉時(shí)間長(zhǎng)，為了防止有些鋼種電渣錠尾部因相變而產(chǎn)生裂紋，大型抽錠式電渣爐還配備了電渣錠熱屏蔽裝置。有的固定式電渣爐配備了底水箱加熱裝置。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,另外，很多電渣爐都設(shè)有安全自鎖裝置，比如冷卻水不接通送不上電；冷卻水溫度超過(guò)設(shè)定值報(bào)警，超過(guò)允許值自動(dòng)切斷電源；地坑內(nèi)惰性氣體超標(biāo)，氧含量低于安全設(shè)定值自動(dòng)報(bào)警等。 國(guó)外電渣爐基本上都是單相電渣爐，一般多熔位（工位）的電渣爐居多。不僅有單爐頭、單熔位電渣爐和單爐頭

15、、雙熔位的電渣爐，還有雙爐頭、雙熔位，雙爐頭三熔位及三爐頭四熔位的電渣爐。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,多熔位電渣爐的主要優(yōu)點(diǎn)是提高電渣爐的生產(chǎn)率。一是可以減少電渣爐的熱停時(shí)間，在電渣錠模冷期間，可以在另一個(gè)熔位繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)；二是可以根據(jù)錠型的不同合理安排生產(chǎn)。不僅可以用兩個(gè)爐頭采取交換電極的方式，在中心熔位重熔較大規(guī)格的電渣錠；還可以用兩個(gè)爐頭分別在兩個(gè)熔位同時(shí)生產(chǎn)出兩個(gè)規(guī)格較小的電渣錠，提高電渣爐的有效利用率和生產(chǎn)的靈活性。 國(guó)外電渣爐的另一個(gè)特點(diǎn)是，抽錠式電渣爐，或抽錠式與固定式兩用電渣爐較多 。抽錠式電渣爐的主要優(yōu)點(diǎn)是交換電極迅速，并可以克服長(zhǎng)電極坯料和長(zhǎng)

16、結(jié)晶器制作上的困難，用較短的電極坯料和短結(jié)晶器即可生產(chǎn)出長(zhǎng)達(dá)6 m的電渣錠。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,下面就國(guó)外先進(jìn)的電渣爐的特點(diǎn)分項(xiàng)進(jìn)行介紹 （1）實(shí)現(xiàn)整個(gè)電渣重熔過(guò)程的全計(jì)算機(jī)控制 國(guó)外先進(jìn)的電渣爐從啟動(dòng)到補(bǔ)縮終了，整個(gè)重熔過(guò)程實(shí)現(xiàn)了全計(jì)算機(jī)控制。渣料及脫氧劑的加入、電流、電壓、渣阻及熔化速率的控制、電極重量及位置、惰性氣體的流量及壓力、冷卻水的溫度、壓力及安全連鎖狀態(tài)不僅在監(jiān)視器上顯示，還能通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出指令自動(dòng)進(jìn)行有效的控制和調(diào)節(jié)，確保工藝的再現(xiàn)性。避免了過(guò)多的人為控制和調(diào)整對(duì)冶煉過(guò)程及電渣鋼質(zhì)量帶來(lái)的干擾和影響。 在工藝方面，大多都采用恒熔速的工藝思

17、想。在重熔過(guò)程中，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，使金屬電極始終保持一個(gè)恒定的埋入深度。使熔化速率保持在一個(gè)恒定的設(shè)定值上。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,（2）高精度稱重系統(tǒng) 用計(jì)算機(jī)控制熔化速率與其配備的高精度稱重系統(tǒng)和可進(jìn)行有載調(diào)壓的電源變壓器是密不可分的。目前，采用的重力傳感器可以使稱重系統(tǒng)的重量精度等級(jí)達(dá)到0.01，熔化速率計(jì)算相對(duì)精度達(dá)到1 kg。 （3）完全同軸的大電流供電系統(tǒng) 東北特鋼北滿基地（原齊齊哈爾鋼廠）于1979年從西德萊堡爾德海拉斯公司（ALD公司的前身）引進(jìn)一臺(tái)10 t單相、單支臂、雙熔位電渣爐（見(jiàn)圖15），二次供電系統(tǒng)采用“同軸設(shè)計(jì)”的概念開(kāi)始引入中國(guó)

18、。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,東北特鋼集團(tuán),圖15 北滿基地早期由海拉斯公司引進(jìn)的同軸導(dǎo)電電渣爐,現(xiàn)在國(guó)外電渣爐制作商普遍采用四根對(duì)稱并相互平行的導(dǎo)電立柱供電，稱之為100高效率的完全同軸設(shè)計(jì)。國(guó)外研究人員認(rèn)為帶有四根對(duì)稱分布的導(dǎo)電立柱的結(jié)構(gòu)，優(yōu)于兩根導(dǎo)電立柱的同軸導(dǎo)電和一般平行布線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，可以有效地消除重熔過(guò)程中散亂磁場(chǎng)對(duì)金屬熔池的擾動(dòng)，避免偏析及斑點(diǎn)等缺陷的形成。米契爾證實(shí)降低熔化速率和消除攪拌有助于避免點(diǎn)狀偏析。認(rèn)為在同軸電渣爐上熔化速率可以增加的理由之一，是來(lái)自于電磁力的攪拌被大大地降低。 由于同軸電渣爐網(wǎng)

19、路的感抗和壓降損失小，磁場(chǎng)損失也相對(duì)較小，因此具有良好的節(jié)電效果。國(guó)外先進(jìn)電渣爐的平均冶煉電耗一般在11001300kWh/t左右。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,（4）高精度X-Y電極調(diào)整系統(tǒng) 高精度X-Y電極調(diào)整系統(tǒng)，可以在遠(yuǎn)程控制和調(diào)整金屬電極在水平方向的位置，使金屬電極始終處于結(jié)晶器的中心位置，防止金屬電極發(fā)生位置偏移影響電渣錠的表面質(zhì)量。避免金屬電極與結(jié)晶器打弧，甚至擊穿結(jié)晶器的現(xiàn)象發(fā)生。X-Y電極調(diào)整系統(tǒng)在設(shè)計(jì)制作方面具有一定的技術(shù)含量。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,（5）氣密型惰性氣體保護(hù)罩 隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，各領(lǐng)域

20、對(duì)鋼材的質(zhì)量提出越來(lái)越高的要求，新型的保護(hù)性氣氛電渣爐氣密型保護(hù)性氣氛電渣爐應(yīng)運(yùn)而生。近幾年來(lái)，國(guó)際上幾家電渣冶金設(shè)備制作公司為用戶制作的電渣爐，絕大多數(shù)都是氣密型保護(hù)性氣氛電渣爐。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,新型保護(hù)性氣氛電渣爐使用的是氣密型惰性氣體保護(hù)罩，在210ba的惰性氣體壓力保護(hù)下，既防止了重熔過(guò)程中電渣鋼增氫，也防止了大氣對(duì)與金屬電極和渣池的氧化，使電渣鋼中的氫、氧、氮不高于電極坯料中的原始含量。重熔過(guò)程中易氧化元素?zé)龘p很少，比如鈦的燒損量微乎其微，而普通電渣爐鈦的燒損量可達(dá)3050。另外，電渣錠的頭尾化學(xué)成分的均勻性也大大優(yōu)于普通電渣爐生產(chǎn)的電渣錠

21、，包括重熔含鋁、鈦鋼在內(nèi)，電渣錠的頭尾鋁、鈦等化學(xué)成分偏差極小。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,（6）電極坯料端頭預(yù)熱裝置 國(guó)外新型電渣爐大多都帶有電極坯料端頭預(yù)熱裝置，在金屬電極進(jìn)行重熔之前對(duì)電極坯料的端頭進(jìn)行預(yù)熱，可以防止金屬電極進(jìn)入熔渣后，電極急劇升溫而出現(xiàn)炸裂或掉塊的現(xiàn)象；并且可以防止金屬電極進(jìn)入熔渣后，因爐溫驟然降低而使電渣錠出現(xiàn)勒殼、渣溝等表面缺陷。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,32 國(guó)外電渣鋼的生產(chǎn)情況 歐洲的電渣鋼生產(chǎn)集中體現(xiàn)出的就是一個(gè)“精”字。首先是“精渣料”，目前國(guó)外普遍采用固渣啟動(dòng)的方法進(jìn)行引燃。用金屬電極直接造

22、渣，幾乎沒(méi)有石墨電極造渣，更沒(méi)有用化渣爐將熔化的熔渣注入到結(jié)晶器中的液渣啟動(dòng)。渣料普遍采用預(yù)熔渣，預(yù)熔渣一般都是由德國(guó)專業(yè)的生產(chǎn)廠家WACKER公司提供的。預(yù)熔渣是用金屬電極提純精煉的，采用的都是精包裝，或是用塑料與鍍鋁薄膜進(jìn)行的復(fù)合包裝；或是用帶有塑料內(nèi)襯的金屬桶進(jìn)行的封閉包裝，防止在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中吸潮。預(yù)熔渣根據(jù)配比不同有十余種型號(hào)可供選擇。預(yù)熔渣呈碎石顆粒狀，組織致密，氣體、水分和雜質(zhì)得到充分的去除。比如普通渣的濕度為0.51.5，而預(yù)熔渣的濕度僅為0.0060.1。采用預(yù)熔渣可以有效防止電渣鋼增氫，減少元素?zé)龘p，具有極高的質(zhì)量保證。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生

23、產(chǎn)情況,國(guó)外電渣鋼的另一質(zhì)量保證就是“精坯料”。在歐洲絕大多數(shù)廠家使用的都是鑄造電極，有的廠家也使用少量的軋制電極或是連鑄坯?？吹降蔫T造電極無(wú)論規(guī)格多大，無(wú)論是火切，還是鋸切，端頭都很平齊，沒(méi)有縮孔。坯料表面或是經(jīng)過(guò)扒皮，或是經(jīng)過(guò)噴丸處理，沒(méi)有氧化鐵皮和銹蝕，所有清理過(guò)的電極坯料都放射著金屬的光澤。見(jiàn)到的鑄造電極表面不僅沒(méi)有橫裂紋，也沒(méi)有縱向裂紋。如圖16所示,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,圖16鑄造電極,國(guó)外的電極坯料一般由電弧爐生產(chǎn)，也有用感應(yīng)爐生產(chǎn)的。鑄造電極制作的標(biāo)準(zhǔn)要求很高。在一般情況下，電渣重熔不能去氣，因此在電極坯料的生產(chǎn)過(guò)程中，必須走真空脫氣的工藝路

24、線。對(duì)電極坯料的氫、氧、氮及磷、硫含量都有明確要求。對(duì)于易裂鋼種鑄造電極必須進(jìn)行退火處理。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,國(guó)外的“精操作”主要靠全計(jì)算機(jī)控制和先進(jìn)設(shè)備的高度自動(dòng)化來(lái)完成的。從化渣啟動(dòng)，正常重熔到補(bǔ)縮終了，幾乎沒(méi)有人為因素的干擾和影響，工藝再現(xiàn)性強(qiáng)。 雖然國(guó)外各廠家的在實(shí)現(xiàn)“精渣料”、“精坯料”、“精操作”的過(guò)程中，投入似乎比我們多些，但換取的是更高的經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)的質(zhì)量信譽(yù)。在現(xiàn)場(chǎng)考察過(guò)程中我們了解到，各廠家的電渣鋼鍛件的合格率都在99以上，電渣鋼鍛件的成材率達(dá)到90以上。,東北特鋼集團(tuán),國(guó)外先進(jìn)電渣爐的基本特點(diǎn)和電渣鋼的生產(chǎn)情況,4 我國(guó)電渣重熔發(fā)

25、展的方向,東北特鋼集團(tuán),4.1 電渣冶金設(shè)備及電渣錠向著大型化的方向發(fā)展，工裝水平將越來(lái)越先進(jìn) 2008年前，世界上100 t以上的電渣爐僅有我國(guó)的上海重型機(jī)器廠（200 t），德國(guó)的薩爾鋼廠（165 t）和日本鋼廠（110 t）等為數(shù)不多的幾臺(tái)。近年來(lái)，世界大型電渣爐的建造呈迅猛發(fā)展的態(tài)勢(shì)。2008年康薩克公司與意大利的Rubiera鋼廠簽訂了100 t電渣爐的訂貨合同。因泰克公司先后與意大利的Fomas SPA公司簽訂了兩臺(tái)110 t電渣爐的訂貨合同，與德國(guó)的薩爾鋼廠簽訂了150 t電渣爐的訂貨合同以及與意大利的Vienna公司簽訂了一臺(tái)250 t電渣爐的訂貨合同。據(jù)悉，與韓國(guó)、日本以及西

26、歐的100 t以上的電渣爐的訂貨也在洽談之中。,東北特鋼集團(tuán),我國(guó)電渣重熔發(fā)展的方向,我國(guó)是電渣冶金起步較早的國(guó)家，但是多年來(lái)電渣爐的噸位普遍相對(duì)偏小。直到80年代中期我國(guó)擁有10 t以上電渣爐的廠家僅有、上海重型機(jī)器廠、齊齊哈爾鋼廠，太原鋼廠等為數(shù)不多的幾家?，F(xiàn)在10 t以上的電渣爐幾乎遍及全國(guó)。20 t的電渣爐也是屢見(jiàn)不鮮，就連山東的民營(yíng)企業(yè)也建起了45 t電渣爐，并把建造100 t電渣爐作為企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃。最近幾年，除東北特鋼集團(tuán)外，一重集團(tuán)120 t的電渣爐正在設(shè)計(jì)之中；上海重型機(jī)器廠的450 t電渣爐正在建造之中。另外，營(yíng)口特鋼等一些廠家也都將建造大型電渣爐列為企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃。,東北

27、特鋼集團(tuán),我國(guó)電渣重熔發(fā)展的方向,2000年以來(lái)，隨著用戶對(duì)電渣鋼質(zhì)量要求的不斷提高，很多企業(yè)開(kāi)始對(duì)電渣冶金的設(shè)備水平引起足夠的重視。繼上鋼五廠從ALD和康薩克公司引進(jìn)兩臺(tái)保護(hù)性氣氛電渣爐之后，僅2008年一年的時(shí)間里，上鋼五廠又從康薩克公司引進(jìn)了兩臺(tái)7t保護(hù)性氣氛電渣爐；大冶鋼廠從因泰克公司引進(jìn)的一臺(tái)16 t保護(hù)性氣氛電渣爐已進(jìn)入安裝階段；太原不銹鋼股份有限公司從因泰克公司引進(jìn)了一臺(tái)16 t保護(hù)氣氛電渣爐，從ALD公司引進(jìn)了一臺(tái)500 kg試驗(yàn)型電渣爐；東北特鋼大連基地除與因泰克公司簽訂了100 t和20 t電渣爐的訂貨合同外，東北特鋼撫順基地還將引進(jìn)三臺(tái)保護(hù)性氣氛電渣爐和壓力電渣爐。最近中

28、原特鋼就引進(jìn)3040 t電渣爐作技術(shù)論證。,東北特鋼集團(tuán),我國(guó)電渣重熔發(fā)展的方向,隨著當(dāng)前最具世界先進(jìn)性的電渣爐的不斷引進(jìn)，帶來(lái)了國(guó)外電渣冶金設(shè)備的先進(jìn)的技術(shù)和工藝，通過(guò)對(duì)先進(jìn)設(shè)備的消化吸收、改造移植，必將推動(dòng)我國(guó)電渣冶金設(shè)備制作業(yè)快速與國(guó)際先進(jìn)水平靠攏和接軌。把我國(guó)的電渣冶金的工裝提高到一個(gè)新水平。,東北特鋼集團(tuán),我國(guó)電渣重熔發(fā)展的方向,4.2 推行“三精”方針，使電渣鋼生產(chǎn)走精品化的發(fā)展道路是電渣冶金發(fā)展的必然 電渣重熔屬于精煉過(guò)程，電渣鋼是冶金產(chǎn)品中之精品。走精品化的發(fā)展道路是電渣冶金發(fā)展的必然。2008年是我國(guó)電渣冶金誕生50周年。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾代電渣冶金工作者的不懈努力，我國(guó)已

29、發(fā)展成為一個(gè)電渣鋼生產(chǎn)大國(guó)，并在電渣冶金領(lǐng)域取得了很多輝煌的成就。但是通過(guò)到德國(guó)和奧地利進(jìn)行實(shí)地考察，使我們感覺(jué)到與歐洲相比，無(wú)論是工裝水平、工藝技術(shù)，還是質(zhì)量、成材率及冶煉電耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，都有值得我們學(xué)習(xí)借鑒之處。,東北特鋼集團(tuán),我國(guó)電渣重熔發(fā)展的方向,看到德國(guó)和奧地利的電渣鋼生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)狀況，對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一種思想上的震撼。使我們真正認(rèn)識(shí)到什么是“精渣料”，什么是“精坯料”，什么是“精操作”，什么是真正意義上的“精煉”，以及應(yīng)當(dāng)怎樣生產(chǎn)“精品”。 經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考，感到我國(guó)在電渣冶金方面同歐洲存在著的差距，不僅在于工裝水平，以及原輔材料的質(zhì)量等方面，更重要的是在質(zhì)量意識(shí)和經(jīng)營(yíng)理念方面存在著很大的差異。國(guó)內(nèi)很多企業(yè)都倡導(dǎo)過(guò)“精料方針”和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品“精品化”。但是實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中往往是“精料”不精，精品不精。歸根結(jié)底還是很多干部和員工質(zhì)量意識(shí)及精品意識(shí)不強(qiáng)，在思想上對(duì)精料及精品的定位不準(zhǔn)確造成的。要使電渣鋼生產(chǎn)走向精品化的發(fā)展道路，轉(zhuǎn)變干部員工的思想觀念尤為重要。,東北特鋼集團(tuán),我國(guó)電渣重熔發(fā)展的方向,近些年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的的迅猛發(fā)展，對(duì)電渣鋼需求量不斷增加的同時(shí)，對(duì)電渣鋼的質(zhì)量也提出越來(lái)越嚴(yán)格的要求。電渣鋼生產(chǎn)逐步走向精品化的發(fā)展道路將成為電渣冶金發(fā)展的必然。,東北特鋼集團(tuán),我國(guó)電渣重熔發(fā)展的方向,4.3 電渣錠錠型細(xì)長(zhǎng)化是提高電渣鋼冶