一种电渣重熔工艺及其电极更换方法技术

本发明专利技术提供了一种电渣重熔工艺及其电极更换方法。所述方法包括：断开熔炼高电压，实时检测熔池的电信号，得初始电信号；以第一速度提升电极至作为第一位置；以大于第一速度的第二速度继续提升电极，得到第二位置，在第三位置替换电极；以第三速度下降第二电极至第四位置，继续下降第一与第二位置之差的距离，第一、二、四位置依次为熔池电信号急剧变化时刻对应的电极位置、电极离开结晶器口时刻对应的电极位置、替换后电极进入结晶器口时刻对应的电极位置；以小于第三速度的第四速度使第二电极下降至再次检测到接近初始电信号。本发明专利技术能够提高自耗电极的更换速度，有利于提高生产效率和自动化程度、以及锭坯质量及性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电渣重熔工艺及其电极更换方法
本专利技术属于电冶金
，具体来讲，涉及一种能够在电渣重熔工艺中提高自耗电极更换速度的电极更换方法，以及一种包括该电极更换方法的电渣重熔工艺。
技术介绍
通常，电渣重熔工艺可获得结晶组织均匀致密的锭坯，广泛应用于特种金属和高品质合金钢的生产。采用交换自耗电极可以由多根电极生产一个大的钢锭，是目前广泛采用的形式。对于单相电渣炉，交换电极操作必须停电，中断熔炼使熔池温度下降，时间过长会产生渣沟或造成锭坯锻造过程中开裂。当前交换电极采用手动操作，试探液面位置，需要熟练的操作技术且时间不定，直接影响电渣锭的质量和生产效率，且影响工艺再现性。此外，由于电渣炉自耗电极底部在熔化过程中形成的固液相变界面无法直接测量，导致自耗电极位置很难精确判断。传统的自耗电极位置控制，一般是通过操作人员在炉前观看和实际手动操作来完成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种能够提高或改善电极更换速度的电极更换方法及其电渣重熔工艺。本专利技术的另一目的在于提供一种能够提高或改善电极更换速度且有利于自动或半自动控制的电极更换方法及其电渣重熔工艺。本专利技术的一方面提供了一种电渣重熔工艺的电极更换方法，所述方法包括以下步骤：断开熔炼高电压，实时检测熔池的电信号，得到第一电信号；以第一速度提升第一电极直至第一位置，其中，所述第一位置为在检测到熔池电信号急剧变化时刻对应的第一电极的位置；以第二速度将第一电极从第一位置持续提升，得到第二位置，继续提升第一电极至第三位置，用第二电极更换第一电极，其中，所述第二位置为第一电极离开结晶器口的时刻对应的第一电极的位置，所述第三位置为可更换电极的位置，所述第二速度大于第一速度；以第三速度下降第二电极直至第四位置，并继续下降第一位置与第二位置之差的距离，其中，所述第四位置为第二电极进入结晶器口的时刻对应的第二电极的位置；以第四速度使第二电极下降直至再次检测到熔池具有基本接近于第一电信号的电信号，所述第四速度小于第三速度。其中，所述第一电信号可以为对断开熔炼高电压后且还未提升第一电极时的熔池进行检测得到的电信号。在一个示例性实施例中，所述方法还可包括在第一电极到达第三位置之前，将第二电极提供至便于更换的位置。在一个示例性实施例中，所述用第二电极更换第一电极的步骤可利用双臂电极臂的旋转或枢转，或者利用结晶器的移动来实现，其中，所述双臂电极臂包括能够安装第一电极的第一支臂和能够安装第二电极的第二支臂，并且所述第一支臂和第二支臂能够进行枢转或旋转以使第二支臂替换第一支臂的位置。在一个示例性实施例中，所述实时检测熔池电信号步骤得到的电信号可以为电阻、电流和电压中的一个或多个。在一个示例性实施例中，所述第一位置、第二位置、第三位置、第四位置可以为位移、距离或高度值。本专利技术的另一方面提供了一种电渣重熔工艺，所述电渣重熔工艺包括以下步骤：熔炼第一电极；待第一电极熔炼结束或停止时，采用如上所述的电极更换方法将第一电极更换为第二电极；接通熔炼高电压熔炼第二电极。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括以下方面中的一项或多项：1、结构简单，安装操作方便，投入成本低。2、对电渣炉自耗电极位置跟踪迅速、控制精度高。3、实现自耗电极快速自动更换，提高了熔铸质量和工艺再现性。附图说明图1示出了根据本专利技术电渣重熔工艺的电极更换方法的一个示例性实施例的过程示意图。图2示出了根据本专利技术电渣重熔工艺的电极更换方法的一个示例性实施例的示意图。图3示出了根据本专利技术的电渣重熔工艺的一个示例性实施例的流程示意图。具体实施方式在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本专利技术的电渣重熔工艺及其电极(亦可称为自耗电极)更换方法。图1示出了根据本专利技术电渣重熔工艺的电极更换方法的一个示例性实施例的过程示意图。图2示出了根据本专利技术电渣重熔工艺的电极更换方法的一个示例性实施例的示意图，其中，I示出了处于正常熔炼过程中的第一电极；II示出了处于第一位置的第一电极；III示出了处于第二位置的第一电极。如图1和图2所示，在本专利技术的一个示例性实施例中，电渣重熔工艺的电极更换方法可通过以下步骤来实现。断开熔炼高电压，实时检测熔池的电信号，得到第一电信号。具体来讲，对于需要更换电渣重熔系统或设备中的自耗电极的情况(例如，一个电极已基本熔炼结束或停止熔炼时)，断开熔炼高电压(或称正常熔炼电压)，主要是出于安全的考虑。可通过熔池电信号检测装置(如图2中的B)来实时检测熔池电信号，从而能够获得随第一电极(即，被更换电极或待更换电极)提升过程而变化的熔池电信号信息，例如，熔池的电压、电阻、电流等。这里，熔池电信号检测装置可包括能够检测断开熔炼高电压的熔池的诸如电流、电阻和电压等信号中的任意一种或两种以上的检测电路。例如，检测电路的电压可以为直流电压。为了更加安全，这里的检测电路可以为较低电压，例如，为5V～24V。但本示例性实施例不限于此，也可以为具有更高或更低电压的电路。其中，第一电信号为对断开熔炼高电压后且还未提升第一电极时的熔池进行检测得到的电信号(例如，电阻、电流、电压)，其能够反映处于第一电极停止熔炼或结束熔炼时(或者说，处于第一电极即将从熔池中提升之前)熔池的诸如电阻、电流、电压等电特性信息。需要说明的是，对熔池电信号的实时检测可以持续发生在整个电极更换方法的全部步骤或部分步骤中，例如，可以持续发生在第一电极从开始提升至离开熔池的过程中，并持续发生在第二电极从进入熔池至所述再次检测到熔池具有基本接近于第一电信号的电信号的过程中。以第一速度提升第一电极直至第一位置，其中，所述第一位置为在检测到熔池电信号急剧变化时刻对应的第一电极的位置。具体来讲，第一位置(如图2中的H1)可以通过在以第一速度提升第一电极过程(或者说，在第一电极从熔池中提升的过程)中，实时检测得到的熔池的电信号(例如，电阻)的突然变化的时刻所对应的第一电极的位置信息来确定。这里，电信号(例如，电阻)的突然地或急剧的变化应只有一次，较容易确定，可通过变化最大的拐点值等确定。这里，需要说明的是，上述第一位置所指的位置信息应该理解为可以包括距离、位移、或高度等任意一种信息。可通过设置诸如移传感器或位置传感器等电极位置检测装置(如图2中的A)来实现对第一电极的位置信息的确定。也就是说，可通过设置电极位置检测装置来检测安装在电极臂上的第一电极或第二电极的位置信息。优选地，为了更加精确，电极位置检测装置可被配置为能够检测目前正安装在电极臂上的第一电极(例如，可以为正常熔炼结束的第一电极，或待更换的第一电极)或第二电极的熔炼端(即，更接近熔池的一端)的位置信息。此外，电极位置检测装置可设置在电极臂上或者自耗电极的非熔炼端(即，更远离熔池的一端)，例如，设置在电极臂的竖直主臂上或设置在电极臂的横臂上。此外，第一速度可以为一个较为缓慢的速度。以第二速度将第一电极从第一位置持续提升，得到第二位置，继续提升第一电极至第三位置，用第二电极更换第一电极。其中，所述第二位置为第一电极离开结晶器口的时刻对应的第一电极的位置；所述第三位置为可更换电极的位置；所述第二速度大于第一速度。具体来讲，第二位置(如图2中的H2)可以为在以第二速度提升第一电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电渣重熔工艺的电极更换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：断开熔炼高电压，实时检测熔池的电信号，得到第一电信号；以第一速度提升第一电极直至第一位置，其中，所述第一位置为在检测到熔池电信号急剧变化时刻对应的第一电极的位置；以第二速度将第一电极从第一位置持续提升，得到第二位置，继续提升第一电极至第三位置，用第二电极更换第一电极，其中，所述第二位置为第一电极离开结晶器口的时刻对应的第一电极的位置，所述第三位置为可更换电极的位置；以第三速度下降第二电极直至第四位置，并继续下降第一位置与第二位置之差的距离，其中，所述第四位置为第二电极进入结晶器口的时刻对应的第二电极的位置；以第四速度使第二电极下降直至再次检测到熔池具有基本接近于第一电信号的电信号。

【技术特征摘要】
1.一种电渣重熔工艺的电极更换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：断开熔炼高电压，实时检测熔池的电信号，得到第一电信号；以第一速度提升第一电极直至第一位置，其中，所述第一位置为在检测到熔池电信号急剧变化时刻对应的第一电极的位置；以第二速度将第一电极从第一位置持续提升，得到第二位置，继续提升第一电极至第三位置，用第二电极更换第一电极，其中，所述第二位置为第一电极离开结晶器口的时刻对应的第一电极的位置，所述第三位置为可更换电极的位置；以第三速度下降第二电极直至第四位置，并继续下降第一位置与第二位置之差的距离，其中，所述第四位置为第二电极进入结晶器口的时刻对应的第二电极的位置；以第四速度使第二电极下降直至再次检测到熔池具有基本接近于第一电信号的电信号。2.根据权利要求1所述的电渣重熔工艺的电极更换方法，其特征在于，所述第二速度大于第一速度，所述第四速度小于第三速度。3.根据权利要求1所述的电渣重熔工艺的电极更换方法，其特征在于，所述方法还包括在第一电极到达第三位置之前，将第二电极提供至便于更换的位置。4.根据权利要求1或2所述的电渣重熔工艺的电极更换方法，其特征在于，所述用第二电极更换第一电极的步骤利用双臂电极臂的旋转或枢转，或者利用结晶器的移动来实现，...

【专利技术属性】
技术研发人员：文绍先，王宇宸，曹金娜，沈洪涛，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13