一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法技术

本发明专利技术公开了一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，属于电渣冶金技术领域。本发明专利技术包括钢锭模、金属自耗电极和石墨电极，所述石墨电极设置在钢锭模的中心；所述金属自耗电极设有2根，该金属自耗电极的材质与大钢锭的材质相同，且2根对称设置在石墨电极的两侧，所述金属自耗电极以石墨电极为旋转中心进行转动，且金属自耗电极顺时针、逆时针交替运动。本发明专利技术通过在钢锭模中设置有金属自耗电极和石墨电极，控制石墨电极位于中心，2根金属自耗电极关于石墨电极对称设置，且在补缩的过程中，驱动金属自耗电极顺时针、逆时针交替运动，使整个渣池的温度更加均匀，对大钢锭进行热补缩，改善凝固质量，提高金属收得率。

An electroslag feeding method for improving the crystallization quality of large ingots

【技术实现步骤摘要】
一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法
本专利技术涉及电渣冶金
，更具体地说，涉及一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法。
技术介绍
随着核电建设、能源装备等行业的发展，对大型钢锭的需求越来越大。然而，随着锭型的增大，其面临的质量问题也越来越多，其中最重要的一点就是凝固质量问题，特别是钢锭的中上部位置凝固质量更差。因此，探索高速大钢锭的凝固质量的方法至关重要。现有技术中已存在相关的利用电渣补缩改善大钢锭凝固质量的技术方案。如中国专利号：201510002875.X，专利技术创造名称为：一种均匀分布热源的大型钢锭电渣热封顶装置及方法，该专利方案包括液压固定支座、液压传动杆、升降臂、控制柜、小车、上夹持器、下夹持器、上电极横臂、下电极横臂和双层式石墨电极。该专利方案虽然可以改进大钢锭的凝固组织，但是渣池的高温区仍集中于钢锭的芯部，导致其凝固质量较差；且采用石墨电极加热，而不是金属自耗电极，无法对钢锭上部进行补缩。又如，中国专利号：201811041752.7，专利技术创造名称为：一种制备钢锭的方法。根据此专利，采用非自耗电极加热熔渣，同时向锭模注入液态金属或者金属坯料或者颗粒状松散炉料。并且可对钢锭液芯搅拌。该专利对于提高钢锭凝质量虽有一定的效果，但是渣池的高温区仍然主要集中于芯部；特别是向渣池中加入颗粒状松散炉料时，如果炉料不能及时熔化，反而会污染钢液。而向液芯通入气体搅拌，有可能使正在凝固的液态金属捕捉到气泡，从而在钢液内部产生小气泡，反而降低凝固质量。
技术实现思路
1、专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中大钢锭凝固质量较差的问题，提供了一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，本专利技术在钢锭模中设置有金属自耗电极和石墨电极，控制石墨电极位于中心，2根金属自耗电极关于石墨电极对称设置，且在补缩的过程中，驱动金属自耗电极顺时针、逆时针交替运动，使整个渣池的温度更加均匀，对大钢锭进行热补缩，改善凝固质量，提高金属收得率。2、技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，其步骤为：步骤a、将冶炼完成的钢液注入钢锭模内，将熔化好的重熔渣迅速倒入保温冒内；步骤b、控制2根金属自耗电极、石墨电极插入渣池中，且金属自耗电极插入渣池的深度大于石墨电极插入渣池的深度，然后通电开始补缩；步骤c、启动正反转电机，驱动2根金属自耗电极顺时针、逆时针交替运动；步骤d、待热补缩结束后，控制金属自耗电极、石墨电极脱离渣池。作为本专利技术的更进一步改进，所述步骤a中，重熔渣的组分按质量百分比为80％的CaF2、15％的CaO以及5％的Al2O3，且控制渣层的厚度为250mm-300mm。作为本专利技术的更进一步改进，所述步骤a中控制钢液注入完成到重熔渣倒入时间间隔不超过2min。作为本专利技术的更进一步改进，所述步骤b中，控制石墨电极插入渣池的深度为20mm-30mm，控制金属自耗电极插入渣池的深度为30-60mm。作为本专利技术的更进一步改进，所述步骤c中金属自耗电极的转动角度为±20°，且金属自耗电极的转速为2-9r/min。作为本专利技术的更进一步改进，补缩过程中，控制电压为40-70V。作为本专利技术的更进一步改进，所述金属自耗电极距保温冒内壁的距离为80-140mm。作为本专利技术的更进一步改进，所述步骤d中，当钢锭模中钢水的液相穴深度达到保温冒内径的2/3时，开始计时，两个小时后热补缩结束。作为本专利技术的更进一步改进，所述步骤b中，一号电机启动，控制2根金属自耗电极插入渣池中；二号电机启动，控制石墨电极插入渣池中。3、有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，在补缩过程中，控制金属自耗电极和石墨电极插入渣池的深度，保证在补缩中拥有充足的热源，同时，控制2根金属自耗电极进行顺时针、逆时针交替运动，使得金属自耗电极产生的金属液滴更加均匀的分散在渣池，同时，使整个渣池的温度更加均匀，提高大钢锭凝固的质量；(2)本专利技术的一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，通过控制渣池中重熔渣的各组分含量，重熔渣对金属液滴进行脱硫、脱磷以及去除非金属夹杂物等，从而提高金属液滴的纯净度，有利于提高后续钢锭凝固的质量；此外，由于金属自耗电极的转动，带动金属液滴移动，增加金属液滴在渣层中的移动时间，提高金属液滴的提纯效果，同时，使得金属液滴更加均匀的分布在渣层中，使得温度更加均匀化；(3)本专利技术的一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，其金属自耗电极插入渣池的深度大于石墨电极插入渣池的深度，在补缩过程中，渣池的高温区域位于边缘区域，并不是芯部，在温差的作用下渣池自发流动，同时与金属自耗电极的转动相配合，可以最大化的使渣池温度均匀，有利于改善凝固质量；此外，合理控制两种电极的插入深度，能够有效控制热源的位置，保证渣层拥有足够的温度，同时也有效避免金属液滴发生二次氧化而影响钢锭质量；(4)本专利技术的一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，通过合理控制补缩过程中金属自耗电极的转动角度以及转速，保证所生产出钢锭的质量；如果转动角度以及转动速度较大，从而带动下部的钢液转动，使得钢液在凝固的过程中，容易沿着转动方向进行凝固，产生晶间裂纹、成分偏析以及夹杂物聚集而影响钢锭的质量；如果转动角度以及转动速度较小，不利于渣层中温度的均匀化，也会缩短金属液滴在渣层中的时间，从而降低钢锭的质量；(5)本专利技术的一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，通过合理控制补缩过程的电压，以及金属自耗电极放置时距保温冒内壁的距离，使得在补缩过程中，拥有充足热源的同时，进一步使得渣层温度的均匀化，有利于提高钢锭的质量。附图说明图1为本专利技术的一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩装置的结构示意图；图2为图1中A-A处的剖面结构示意图。示意图中的标号说明：10、一号电机；11、滚珠丝杆一；12、横臂一；13、轴承；14、立柱一；21、正反转电机；22、齿条；30、电刷；31、导电铜柱；32、导电小横臂；40、金属自耗电极；50、二号电机；51、滚珠丝杠二；52、横臂二；53、立柱二；60、石墨电极；70、钢锭模；71、钢液；72、保温冒；73、渣池。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。实施例1本实施例的一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，采用一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩装置，结合图1和图2，该补缩装置，包括钢锭模70、金属自耗电极40和石墨电极60，其中，所述石墨电极60设置在钢锭模70的中心；金属自耗电极40设有2根，且2根金属自耗电极40对称设置在石墨电极60的两侧，值得说明的是，本实施例中的金属自耗电极40与大钢锭的材质相同，在进行补缩的过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，其特征在于，其步骤为：/n步骤a、将冶炼完成的钢液(71)注入钢锭模(70)内，将熔化好的重熔渣迅速倒入保温冒(72)内；/n步骤b、控制2根金属自耗电极(40)、石墨电极(60)插入渣池(73)中，且金属自耗电极(40)插入渣池(73)的深度大于石墨电极(60)插入渣池(73)的深度，然后通电开始补缩；/n步骤c、启动正反转电机(21)，驱动2根金属自耗电极(40)顺时针、逆时针交替运动；/n步骤d、待热补缩结束后，控制金属自耗电极(40)、石墨电极(60)脱离渣池(73)。/n

【技术特征摘要】
1.一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，其特征在于，其步骤为：
步骤a、将冶炼完成的钢液(71)注入钢锭模(70)内，将熔化好的重熔渣迅速倒入保温冒(72)内；
步骤b、控制2根金属自耗电极(40)、石墨电极(60)插入渣池(73)中，且金属自耗电极(40)插入渣池(73)的深度大于石墨电极(60)插入渣池(73)的深度，然后通电开始补缩；
步骤c、启动正反转电机(21)，驱动2根金属自耗电极(40)顺时针、逆时针交替运动；
步骤d、待热补缩结束后，控制金属自耗电极(40)、石墨电极(60)脱离渣池(73)。


2.根据权利要求1所述的一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，其特征在于：所述步骤a中，重熔渣的组分按质量百分比为80％的CaF2、15％的CaO以及5％的Al2O3，且控制渣层的厚度为250mm-300mm。


3.根据权利要求2所述的一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，其特征在于：所述步骤a中控制钢液(71)注入完成到重熔渣倒入时间间隔不超过2min。


4.根据权利要求3所述的一种改善大钢锭结晶质量的电渣补缩方法，其特征在于：所述步骤b中，控制石墨电极(...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓芳，常立忠，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34