用于电渣重熔含B的转子钢锭的中高氟渣系及使用方法技术

本发明专利技术涉及一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中高氟渣系及使用方法，属于电渣特种冶金技术领域，用于解决现有的含B的电渣熔炼渣系能耗高及高氟渣挥发污染的问题。本发明专利技术的中高氟渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF

【技术实现步骤摘要】
用于电渣重熔含B的转子钢锭的中高氟渣系及使用方法
本专利技术涉及电渣特种冶金
，尤其涉及一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中高氟渣系及使用方法。
技术介绍
中国是全球第一大电力生产国和消费国，中国火电发电比例为70％～80％。然而，大部分火电机组普遍效率低，这不仅造成了能源浪费，而且带来了严重的环境污染。因此，无论从经济角度还是环保角度，中国都亟待大力发展高效率的发电技术。提高电站发电效率的方法包括合理的管理技术和提高机组效率两个方面，其中提高机组效率的有效方法是提高蒸汽参数水平，发展(超)临界火电机组。目前9～12％Cr的耐热钢转子具有良好的应用性能，其中欧洲COST-FB2是一个典型9Cr耐热钢前沿钢种，含B约0.01％，熔化温度区间约为1330～1500℃。我国超临界转子材料及其关键制造技术的发展，尚需从冶炼、热处理等方面入手。其中，冶炼工艺的重点是改善铸锭成分、组织的均匀性和纯净度，电渣重熔是重要的特种冶炼手段。比如我国发电机组的FB2钢基本依靠进口，重要一点是在电渣熔炼方面尚有一些难点存在，比如FB2钢专用渣系、大直径电渣锭的元素窄成分控制等。对于以FB2钢为例的含B钢电渣熔炼用渣系，现有的熔炼渣系有：(1)三元渣系CaF2，Al2O3，CaO，余量为杂质，用于熔炼COST-FB2钢或CB2钢等；(2)五元渣系CaF2，CaO，Al2O3，MgO，B2O3的渣系。但是国内研究机构、渣生产企业、渣使用企业，对上述两类渣系设计选择是以CaF2-Al2O3-CaO三元渣确定主成分，适当补加一定量的MgO、B2O3等成分的方法完成渣系设计，其以试探性加渣系组员的实验思路进行渣系选择，通常在渣系设计理论上考虑不到位。这两类现用渣系存在含氟高、污染大；且能耗高的问题。对于含B的高压转子用耐热钢，及其他含B≤0.015％不锈钢的电渣熔炼专用渣系，在节能降耗、熔炼稳定及环保角度出发仍需要基于理论计算进一步开展系统优化。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中高氟渣系及使用方法，用以解决现有含B的电渣熔炼渣系能耗高及高氟渣挥发污染的问题。一方面，本专利技术提供了一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中高氟渣系，所述中高氟渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF2：40.26％～46.79％，Al2O3：23.07％～33.99％，CaO：22.25％～24.83％，MgO：3％～5％，B2O3：0.5％～1.5％，其余为杂质；杂质中SiO2＜0.5％。进一步的，所述中高氟渣系中，CaO/(SiO2+0.5*Al2O3)的范围为1.3～2.2。进一步的，所述中高氟渣系中，(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的范围为0.74～1.29。进一步的，所述中高氟渣系的基本物性特征为：熔点1320～1350℃，1600～1800℃时，密度范围2.60～2.68g/cm3，黏度≤0.015Pa·s，电导率范围1.97～3.03S/cm。另一方面，本专利技术还提供了一种中高氟渣系的制备方法，包括：步骤1：对工业纯的CaF2进行高温烘烤后备用；步骤2：采用工业纯的CaF2、CaO、Al2O3、MgO、B2O3按目标渣系成分的质量百分比进行配制渣系，并烘干备用；步骤3：对配制好的渣系熔点进行加热熔化，得到熔融渣产品；步骤4：对生产的熔融渣产品进行淋水处理，冷却得到中高氟渣系，破碎备用。进一步的，所述步骤1中，高温烘烤的温度为801～850℃，烘烤时间为2～3小时。进一步的，所述步骤3中，熔化后配入步骤1中制备的烘烤过的CaF2微调成分，以得到最终生产出的熔融渣产品符合目标渣系。进一步的，所述步骤2中，将配好后的组分在501～550℃下进行烘干2～3小时。进一步的，所述步骤3中，加热熔化的温度大于渣系的熔点温度，且加热熔化的温度与渣系的熔点温度之差在50℃以上。另一方面，本专利技术还提供了一种中高氟渣系的使用方法，包括：步骤1：将块状预熔渣在401℃～450℃温度条件下烘烤2～4小时，备用；步骤2：将渣料装入电渣炉中，电渣炉降下金属电极棒，通电熔炼，直至电极棒熔化完成。与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：1、与高氟渣系相比，本专利技术适当降低了CaF2的添加量，降低含氟挥发物3％～5％，减少了高氟渣挥发污染。本专利技术通过添加B2O3，B2O3能够起到平衡钢渣间易烧损B元素，减少B的烧损，保证钢渣中B元素含量，具备节能的效果，满足9Cr系转子钢的电渣熔炼难点技术要求。2、本专利技术渣系电渣稳态熔炼时，与50％～65％CaF2的高氟渣系相比电耗可以降低5％～10％，稳态熔炼能量输入合理时渣皮厚度在1.6mm以下，综合冶金性能良好。3、与5％～30％CaF2的低氟渣相比，本专利技术的渣系具有起弧容易，渣皮更薄，钢锭表面质量较好，可优化改善钢锭凝固条件，易于实现浅熔池控制。4、该渣系含氟量低，对环境污染小，且具有良好的流动性，黏度较低，表面张力较小，精炼效果好，精炼所得电渣锭表面质量好。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书的内容来实现和获得。具体实施方式下面结合示例来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，示例构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术提供了一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中高氟渣系，中高氟渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF2：40.26％～46.79％，Al2O3：23.07％～33.99％，CaO：22.25％～24.83％，MgO：3％～5％，B2O3：0.5％～1.5％，其余为杂质；杂质中SiO2＜0.5％。具体的，转子钢锭为含B≤0.015％的9Cr转子钢锭。具体的，本专利技术的中高氟渣系的基本物性特征为：熔点1320～1350℃，1600～1800℃时，密度范围2.60～2.68g/cm3，黏度≤0.015Pa·s(例如，0.007～0.015Pa·s)，电导率范围1.97～3.03S/cm(例如，2.36～3.03S/cm)。需要说明的是，在电渣重熔用于含B的9Cr转子钢锭的生产中，渣系的理化性质影响钢锭的生产品质。具体如下：(1)熔点：熔点的高低会影响到渣系的导电度、黏度以及发热量的大小。过高或过低的熔点，不利于脱磷脱硫等物化反应，而且还容易使钢锭产品产生内在及表面质量问题，产生空洞气孔及夹杂物等冶金缺陷。因此，本专利技术中设计渣系熔点范围为1320～1350℃，用于保证钢锭表面质量均匀，表面不产生气孔。(2)黏度：炉渣的黏度对炉渣的循环流动速度产生影响，由于电磁搅拌力的作用，低黏度的炉渣将具有强烈的搅拌效果，进而可以加强炉渣的流动性，有利于传热，同时还会加强反应界面的扩散。本专利技术中渣本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中高氟渣系，其特征在于，所述中高氟渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF

【技术特征摘要】
1.一种用于电渣重熔含B的转子钢锭的中高氟渣系，其特征在于，所述中高氟渣系中各个组分的质量百分含量为：CaF2：40.26％～46.79％，Al2O3：23.07％～33.99％，CaO：22.25％～24.83％，MgO：3％～5％，B2O3：0.5％～1.5％，其余为杂质；杂质中SiO2＜0.5％。


2.根据权利要求1所述的中高氟渣系，其特征在于，所述中高氟渣系中，CaO/(SiO2+0.5*Al2O3)的范围为1.3～2.2。


3.根据权利要求1所述的中高氟渣系，其特征在于，所述中高氟渣系中，(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的范围为0.74～1.29。


4.根据权利要求1所述的中高氟渣系，其特征在于，所述中高氟渣系的基本物性特征为：熔点1320～1350℃，1600～1800℃时，密度范围2.60～2.68g/cm3，黏度≤0.015Pa·s，电导率范围1.97～3.03S/cm。


5.一种中高氟渣系的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-4任一项所述的中高氟渣系，包括：
步骤1：对工业纯的CaF2进行高温烘烤后备用；
步骤2：采用工业纯的CaF2、CaO、Al2O3、MgO、B2O3按目标渣系成分的质量百分比进行配制...

【专利技术属性】
技术研发人员：林腾昌，赵吉庆，杨勇，李龙飞，何西扣，姚同路，崔怀周，梁强，刘正东，杨刚，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11