第43卷第9期2008年9月钢铁IronandSteelVol.43,No.9September2008电源频率对电渣重熔锭质量的影响常立忠,杨海森,李正邦(钢铁研究总院冶金工艺研究所,北京100081)摘要:研究了不同频率对电渣锭质量的影响。研究结果发现:电源频率的降低导致了渣池电磁搅拌的强烈,促进了渣池的温度均匀,因而降低了金属熔池深度;随着电源频率的降低,铸锭中的氧含量明显增高,这主要是由于在渣池中的部分氧化物发生了电解反应,导致了氧进入钢中,增加了钢中的夹杂物含量。关键词:电渣重熔;电源频率;氧含量;电化学反应中图分类号:TF741文献标识码:A文章编号:04492749X(2008)0920033205EffectofACFrequencyonQualityofESRIngotCHANGLi2zhong,YANGHai2sen,LIZheng2bang(DepartmentofMetallurgicalTechnology,CentralIronandSteelResearchInstitute,Beijing100081,China)Abstract:TheeffectofpowerfrequencyonqualityofESRingotwasstudied.Theresultsshow,withthedecreasethepowerfrequency,electricmagneticforcebecamemoreviolent,andthetemperatureintheslagbathbecamemorehomogeneous,sothedepthofthemoltenpoolwasdecreased;electrochemicalreactionswereoccurredinslagpoolwiththedecreaseofthefrequency,theatomicoxygenwasdissolvedinthemoltenmetalpoolandthenon2metallicin2clusioncontentwasincreased.Keywords:electro2slagremelting;powerfrequency;oxygen;electrolyticreactions作者简介:常立忠(19772),男,博士生;E2mail:clz1997@163.com;修订日期:2008201220在电渣重熔过程中,主要是采用单相的供电方式(部分采用三相);当重熔很大的钢锭(最大的锭子单重达到200t)时,熔炼电流很大,达到几万安培,这样不可避免地会导致电网的三相不平衡,为了解决这一问题,有的电渣炉就采用低频操作(德国1974年建造的50t电渣炉采用0～10Hz频率进行重熔[1,2])。采用单相电渣重熔很大的锭子时,还存在一个严重的缺点:随着电流强度的增大,短网压降ΔU也增大,很明显地降低了单极电渣炉的功率因数cos<,其中:ΔU=(IR)2+(LX)2X=2πfL式中,f为频率;L为电感。因此,如果能够降低频率f,也就能够降低短网压降ΔU,提高功率因数。所以采用低频供电的方式,也可以解决电耗大的问题。虽然采用低频操作有这些优点,但是低频对于铸锭的质量(特别是夹杂物)有怎样的影响缺少详细报道。本研究的目的在于研究频率对铸锭质量的影响,主要包括钢锭成分,夹杂物、凝固质量等的影响。1实验设备实验用电渣重熔炉变压器功率为125kV·A。结晶器是直径为100mm,高为250mm的固定式水冷铜制结晶器,最大能够重熔15kg的铸锭。根据所定电流以手动方式升降电极。电渣炉为单立柱单相电渣炉。自耗电极直径为50mm。实验用电渣炉与一般电渣炉的不同之处在于添加了一个变频设备,从而使工频电渣炉变成了低频电渣炉。实验装置如图1所示。1-电极;2-结晶器;3-底水箱;4-短网;5-变压器;6-低频电源;7-低频电源控制柜图1低频电渣炉Fig.1Schemeoflow2frequencyACelectro2slagremeltingfurnace钢铁第43卷2实验方案及过程参数为了研究频率对电渣锭的质量影响情况,在渣系、钢种固定的情况下,只改变频率,观察对铸锭质量的影响。实验用电极为CrNiMo钢。采用转炉冶炼,经LF+VD精炼,然后再进行连铸。在连铸坯上切下部分坯料再锻造成<50mm的圆棒作电极用。在电渣重熔之前,将电极的表面进行打磨,去掉氧化铁皮,以减少对实验结果的影响。实验采用冷启动法,实验过程均没有添加任何脱氧剂。渣系采用CaF22Al2O32CaO2SiO2四元渣系,渣量为1.2kg。实验过程参数如表1所示。表1不同频率下重熔时的电参数Table1Electricalparametersofremeltingwithdifferentfrequency重熔工艺电压/V电流/kA渣系2.5Hz,空气38～4016005.0Hz,空气38～401600～18007.5Hz,空气37～401400～160050.0Hz(工频),空气41～431400～1600CaF22Al2O32CaO2SiO2四元渣系3实验结果及讨论3.1低倍组织将在不同频率下重熔的铸锭(空气下)从中心纵剖,经打磨、酸浸以后,观察其凝固组织,如图2所示。(a)2.5Hz;(b)5.0Hz;(c)7.5Hz;(d)50.0Hz图2纵向低倍组织Fig.2LongitudinalmacrostructureofESRingots众所周知,柱状晶的生长方向与结晶线上的温度...
