电渣重熔的原理与特点

文章作者:admin | 2020-04-18 01:17
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  1.基本原理

  电渣重熔过程中渣池温度通常在1750℃以上,而电极下端至金属熔池中心区域的渣温度可达1900℃左右。因此重熔过程中渣的过热度可达600℃左右,钢液的过热度可达450℃左右。高温的熔池促进了一系列的物理化学反应的进行。

  所谓的电渣重熔(ESR) 可以看作是利用电加热的熔渣精炼金属的一种方法。

  在铜制水冷结晶器中加入固态或液态炉渣,将自耗电极的端部插入其中。当自耗电极、炉渣和底水箱通过短网与变压器形成供电回路时,便有电流从变压器输出,通过液态熔渣。由于上述供电回路中,熔渣的电阻相对较大,占据了变压器二次电压的大部分压降,从而在渣池中产生了大量的焦耳热,使其处于高温熔融状态。由于渣池的温度远大于金属的熔点,从而使自耗电极的端部逐渐加热熔化,熔化的金属聚集成液滴,在重力的作用下金属熔滴从电极端头脱落,穿过渣池进入金属熔池,由于水冷结晶器的强制冷却,液态金属逐渐凝固成钢锭,在正常重熔期,电流从电极进入渣池后,要通过金属熔池和凝固钢锭再由底水箱和短网返回变压器。

  由于电极熔化、金属液滴形成、滴落过程中金属熔池内的金属和炉渣之间要发生一系列的物理化学反应,从而可去除金属中有害杂质元素和非金属夹杂物。钢锭由上而下逐渐凝固,金属熔池和渣池就不断向上移动,上升的渣池使结晶器内壁和钢锭之间形成一层渣壳,它不仅使钢锭表面平滑光洁,而且降低了径向导热,有利于自下而上的顺序结晶,改善了钢锭内部的结晶组织。

  2.特点:

  1)金属的熔化、浇铸和凝固均在一个较纯净的环境中实现整个过程始终在液态渣层下进行而与大气隔绝,因而最大限度的减轻了大气对钢液的污染,减少了钢液的氢、氮的增加量和钢的二次氧化,而且现在有的电渣重熔在冶炼过程中实行干燥空气的保护,进一步减少了增氢的可能性。另外,由于熔化和凝固均在水冷铜质结晶器中完成,因而没有普通冶炼方法由于耐火材料造成对钢液的污染的缺点。

  2)具有良好的冶金反应的热力学和动力学条件电渣重熔过程中渣池温度通常在1750℃以上,而电极下端至金属熔池中心区域的渣温度可达1900℃左右。因此重熔过程中渣的过热度可达600℃左右,钢液的过热度可达450℃左右。高温的熔池促进了一系列的物理化学反应的进行。

  3)自下而上的顺序凝固条件保证了重熔金属锭结晶组织均匀致密

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