一种大型模铸钢锭的补缩工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种大型模铸钢锭的补缩工艺，所述大型铸锭浇注后在其帽口内加入液态渣，再在渣池内插入2根与所述大型铸锭相同材质的导电电极，采用间歇式供电对渣池进行加热，保持渣温在1550～1650℃，不供电时将导电电极从渣池中提起；维持6～12h后，补缩完成。采用本工艺后，铸锭的上部表层凝固坯壳会由于高温而难以形成，中心空穴又在逐渐熔化的钢液下迅速填补，渣温的热量持续供给形成了上高下底的轴向温度场，有利于钢锭的顺序结晶。本工艺采用有效的间歇式供电加热措施以形成钢锭缓冷趋势，同时对凝固收缩产生的空穴及时补充同等成分钢水，从而能有效地消除减少疏松和缩孔的形成，不仅减小了上部缩孔，还有效的减小了铸锭中部缩孔及疏松。

【技术实现步骤摘要】
一种大型模铸钢锭的补缩工艺
本专利技术涉及一种补缩工艺，尤其是一种大型模铸钢锭的补缩工艺。
技术介绍
据统计，模铸工艺生产的30t以上的大型铸锭由于凝固过程收缩产生的疏松及缩孔占整个锭高的1/3～1/2，这对后续轧材探伤合格率有很大的负面影响。国内报道有在铸锭帽口内施加脉冲磁场，提供结晶过程中晶核形成所必须的能量涨落，促使更多晶核的形成，获得均匀细小的凝固组织，这样能减缓粗大柱状晶的生长架桥，减少疏松和缩孔的形成。但这项技术有很大的弊端，就是仅在铸锭上部形成的晶核，由于铸锭温度的持续降低，不足以支持晶核迅速全面下沉，仅在铸锭上部快速凝固，只是减小了上部缩孔，对铸锭中部缩孔及疏松的减小无实质帮助，所以目前并没有推广应用。国外报道中，较为先进的技术是俄罗斯电钢厂的铸锭帽口电渣加热技术，它在帽口加入一定厚度渣池，并在渣池内插入两根石墨电极通电维持渣温，使铸锭缓慢凝固，减少缩孔，但是该法也有其局限性，就是石墨电极容易增碳，处理后的钢锭化学成分难以保证。因此，为了避免钢锭增碳，同时能消除钢锭上部乃至中部缩孔，需要采用新的补缩技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能避免钢锭增碳的大型模铸钢锭的补缩工艺。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：所述大型铸锭浇注后在其帽口内加入液态渣，再在渣池内插入2根与所述大型铸锭相同材质的导电电极，采用间歇式供电对渣池进行加热，保持渣温在1550～1650℃，不供电时将导电电极从渣池中提起；维持6～12h后，补缩完成。本专利技术所述通电时电极熔化速度为6～10kg/min。本专利技术所述供电参数为电压30～90V，电流6000～20000A。本专利技术所述液态渣厚度为300～600mm。本专利技术所述电极插入深度保持在10～25mm。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：钢锭凝固过程是持续的放热过程，凝固的快慢取决于温度梯度的大小，模铸时钢水供给量大，表层凝固时间较短，而中心的凝固时间很长，形成了粗大的径向柱状晶，逐渐降低温度，径向柱状晶必然会生长搭桥，中心即形成了较大的空穴。采用本专利技术工艺后，铸锭的上部表层凝固坯壳会由于高温而难以形成，中心空穴又在逐渐熔化的钢液下迅速填补，渣温的热量持续供给形成了上高下底的轴向温度场，有利于钢锭的顺序结晶。本专利技术采用有效的间歇式供电加热措施以形成钢锭缓冷趋势，同时对凝固收缩产生的空穴及时补充同等成分钢水，从而能有效地消除减少疏松和缩孔的形成，不仅减小了上部缩孔，还有效的减小了铸锭中部缩孔及疏松。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本大型模铸钢锭的补缩工艺适用于30t及以上的大型铸锭，铸锭浇注完毕后30min及以内，在铸锭帽口内加入300～600mm厚度液态渣，再将2根φ300～φ500mm或500*500mm与钢锭相同材质的导电电极插入渣池内，导电电极、渣池、变压器组成回路，这样即可通过对导电电极供电从而对渣池进行加热。通电升温，渣池温度升至1450～1500℃时导电电极开始熔化，补充钢锭收缩必须的钢水量。全过程根据渣温高低采用间歇式供电，保证渣温在1550～1650℃；断电时导电电极提起至从渣池中提出，供电时导电电极下落至插入渣池；维持6～12h后，断电提出导电电极，补缩结束；后续空冷至脱模。所述供电参数为电压30～90V，电流6000～20000A，电极插入深度保持在10～25mm，通电时电极熔化速度在6～10kg/min。本大型模铸钢锭的补缩工艺可采用下述设备：主要包括3个部分，系统包括一套电源系统、一套温度监控系统和一套计算机控制系统，电源系统包括一台高压控制柜、一台单相变压器、一套磁调压控制柜和若干短网导线组成，变压器保护信号：过电流、分合闸状态等信号进入PLC系统，磁调压柜包括触发、整流、控制等部分，PLC控制整流触发角，从而控制变压器一次励磁线圈电压，实现改变变压器二次电压输出，电源系统参数：一次侧电压10kV，二次侧电压30～90V，有载无级磁性调压，最大二次电流为20kA。温度监控系统实时测定渣池温度，信号采用无源触点进入PLC系统，控制电源的输出或停止，当渣池温度低于1550℃时开始送电，渣池温度高于1650℃时则停止供电，温度检测周期5次/min。计算机控制系统由工业控制计算机作为上位机监控站，PLC作为下位机，构成一个监控系统，以PLC为核心的基础检测与控制级承担I/O点的过程逻辑控制、物理量采集以及故障诊断，实现工艺过程实时控制，计算机控制系统主要功能包括变压器调压和保护、电极送进、称重检测、渣温检测、熔速控制等控制功能。实施例1：本大型模铸钢锭的补缩工艺具体工艺如下所述。对30t大型钢锭补缩，帽口规格1200*1800*550mm，导电电极规格φ300*2000mm。具体工艺为，铸锭浇注完成后10min内，在帽口内加入预熔渣至300mm高，插入电极、送电加热渣温至1650℃，提电极，渣温降低至1550℃降电极升温，以此循环6h。具体见表1。表1：实施例1的补缩参数实施例2：本大型模铸钢锭的补缩工艺具体工艺如下所述。对55t大型钢锭补缩，帽口规格1600*2100*700mm，导电电极规格500*500*2000mm。具体工艺为，铸锭浇注完成15min内，在帽口内加入液态预熔渣至500mm高，插入电极加热渣温至1650℃，提电极，渣温降低至1550℃降电极升温，以此循环8h。具体见表2。表2：实施例2的补缩参数实施例3：本大型模铸钢锭的补缩工艺具体工艺如下所述。对80t大型钢锭补缩，帽口规格1800*3000*800mm，电极规格500*500*3000mm。具体工艺为，铸锭浇注完成30min内，在帽口内加入液态渣至600mm，插入电极加热渣温至1650℃，提电极，渣温降低至1550℃降电极升温，以此循环12h。具体见表3。表3：实施例3的补缩参数实施例4：本大型模铸钢锭的补缩工艺具体工艺如下所述。对45t大型钢锭补缩，导电电极规格φ400*2000mm。具体工艺为，铸锭浇注完成后15min内，在帽口内加入预熔渣至400mm高，插入电极、送电加热渣温至1650℃，提电极，渣温降低至1550℃降电极升温，以此循环8h。具体见表4。表4：实施例4的补缩参数实施例5：本大型模铸钢锭的补缩工艺具体工艺如下所述。对60t大型钢锭补缩，导电电极规格φ500*3000mm。具体工艺为，铸锭浇注完成20min内，在帽口内加入液态预熔渣至550mm高，插入电极加热渣温至1600℃，提电极，渣温降低至1550℃降电极升温，以此循环11h。具体见表5。表5：实施例5的补缩参数实施例6：本大型模铸钢锭的补缩工艺具体工艺如下所述。对75t大型钢锭补缩，电极规格φ500*3000mm。具体工艺为，铸锭浇注完成25min内，在帽口内加入液态渣至450mm，插入电极加热渣温至1650℃，提电极，渣温降低至1600℃降电极升温，以此循环12h。具体见表6。表6：实施例6的补缩参数统计案例：随机抽取采用常规方法进行补缩时所得板材，共100批次，经统计，有96批次有缩孔，铸锭帽口内平均60%高度内有疏松，有15批次探伤不合格。随机抽取采用本方法进行补缩时所得板材，共100批次，经统计，仅有5批次有缩孔，铸锭帽口内平均8%本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型模铸钢锭的补缩工艺，其特征在于：所述大型铸锭浇注后在其帽口内加入液态渣，再在渣池内插入2根与所述大型铸锭相同材质的导电电极，采用间歇式供电对渣池进行加热，保持渣温在1550～1650℃，不供电时将导电电极从渣池中提起；维持6～12h后，补缩完成。

【技术特征摘要】
1.一种大型模铸钢锭的补缩工艺，其特征在于：所述大型铸锭浇注后在其帽口内加入液态渣，再在渣池内插入2根与所述大型铸锭相同材质的导电电极，采用间歇式供电对渣池进行加热，保持渣温在1550～1650℃，不供电时将导电电极从渣池中提起；维持6～12h后，补缩完成。2.根据权利要求1所述的一种大型模铸钢锭的补缩工艺，其特征在于：所述通电时电极熔化速度为6～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建新，张福利，翟永臻，李俊慧，王海明，张晓峰，李博斌，李瑞杰，高宇，李程，王卓，刘海峰，孙少海，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13