CN102560136A - 真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺及熔炼工艺 - Google Patents

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王怀柳
翟信杰
陈鑫
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Abstract

本发明公开了一种真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺及熔炼工艺。所述熔炼起弧工艺包括：使自耗电极缓慢下降并且在自耗电极与结晶器底座之间引燃电弧，然后立即关闭电弧炉的进料开关，使自耗电极停止下降以保持电弧稳定，待所述结晶器底座上形成熔池后，打开进料开关进行正常熔炼。所述熔炼工艺顺次包括起弧阶段、正常熔炼阶段和头部补缩阶段，起弧阶段采用所述熔炼起弧工艺来实现。本发明在不增加任何成本的前提下，通过改变自耗电极的进料方式减少对结晶器底座的损伤，使其寿命增加了一倍以上。本发明不仅可用于钛及钛合金的熔炼，也可用于特殊钢、高温合金和其它难熔金属的真空自耗熔炼，具有广阔的应用前景。

Description

真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺及熔炼工艺
技术领域
本发明涉及一种真空自耗电弧炉的熔炼技术，更具体地讲，涉及一种适用于通过真空自耗电弧炉来冶炼金属材料(如钛及钛合金、特殊钢、高温合金等)的熔炼起弧工艺及熔炼工艺。
背景技术
真空自耗电弧炉(VAR)熔炼是在真空条件下，依靠电弧的热能，把已知化学成分的金属电极熔化，在水冷铜结晶器内重熔成锭。电极熔化的金属液在滴入熔池的过程中，经过电弧区被加热至高温，在真空条件下金属中的气体和杂质得到进一步去除，使金属的质量得到提高。金属材料在VAR熔炼的全过程中，可分为起弧、正常熔炼、头部补缩三个阶段。
起弧是VAR熔炼的第一个阶段，其主要目的是在自耗电极与结晶器底座之间引燃电弧并迅速过渡到稳定燃烧阶段，同时建立起具有一定深度的熔池，为过渡到正常熔炼期创造条件。在实际生产中采用起弧方法是：在低压(小于60V)下先将两电极短路后再拉开，瞬间两极间电流密度极大而产生高温，阴极发射电子而产生电弧。起弧时，在强电流的作用下，结晶器底座容易烧坏而污染熔炼金属，还可能造成结晶器破损而导致安全事故，这在电弧不稳定的情况更为严重。
为减轻起弧对结晶器底座所造成的损害，常用的保护方法是在结晶器底座上添加引弧剂。但随着VAR熔炼的发展，这种方法所起的保护作用越来越小：一方面，VAR的锭型越来越大，直径已超过1m，而引弧剂只能从结晶器外缘50mm宽的缝隙加入，因此结晶器底座大部分面积不能被引弧剂覆盖，起弧时结晶器底座会暴露在电弧之下。另一方面，VAR熔炼控制已形成自动控制，起弧时，自耗电极与结晶器底座的间隙不断变化，导致电弧不稳定，加重了结晶器底座的损伤。由于以上原因，每个结晶器底座的使用寿命≤30次。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可减轻起弧对真空自耗电弧炉结晶器底座的损伤并增大结晶器底座使用次数的熔炼起弧工艺及包括所述熔炼起弧工艺的熔炼工艺。
为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺。所述熔炼起弧工艺包括：使自耗电极缓慢下降并且在自耗电极与结晶器底座之间引燃电弧，然后立即关闭电弧炉的进料开关，使自耗电极停止下降以保持电弧稳定，待所述结晶器底座上形成熔池后，打开进料开关进行正常熔炼。
根据本发明所述的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺，其中，所述熔炼起弧工艺还包括，在引燃电弧之前沿所述自耗电极和结晶器底座之间的间隙填入引弧剂，密封电弧炉并且抽真空。
其中，所述引弧剂的粒径为20mm～30mm。
根据本发明所述的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺，其中，所述熔炼起弧工艺还包括，在自耗电极缓慢下降之前，控制电弧炉的真空度和真空泄漏率达到熔炼工艺要求，控制自耗电极的下端面与结晶器底座之间的间距为50mm～70mm。
根据本发明所述的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺，其中，所述熔炼起弧工艺还包括，在保持电弧稳定时按预设的熔炼工艺增大熔炼电流。
本发明的另一方面提供了一种真空自耗电弧炉的熔炼工艺。所述真空自耗电弧炉的熔炼工艺顺次包括起弧阶段、正常熔炼阶段和头部补缩阶段，其中，所述起弧阶段采用如上所述的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺来实现。
本发明与现有技术相比，能够有效减轻起弧时电弧对结晶器底座的损伤，将结晶器底座的使用寿命提高到60次以上；由于结晶器底座(纯铜)是真空自耗电弧炉熔炼的消耗品，是真空自耗熔炼成本的重要组成，因此减少结晶器底座的消耗可有效地降低熔炼成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺及熔炼工艺进行详细地描述。
根据本发明的真空自耗电弧炉的熔炼工艺顺次包括起弧阶段、正常熔炼阶段和头部补缩阶段，其中，所述起弧阶段可通过以下的熔炼起弧工艺来实现。
根据本发明的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺包括以下几个步骤。
首先，在真空自耗电弧炉中将自耗电极与电极卡头连接安装好，按照自耗电极的规格选择并设置好相应的结晶器，密封电弧炉并抽真空。其中，优选地，在沿自耗电极与结晶器底座之间的间隙填入引弧剂。本领域技术人员可以根据熔炼工艺要求选择引弧剂的种类。引弧剂粒径为20mm～30mm。
在起弧之前，控制自耗电极的下端面与结晶器底座之间的间距为50mm～70mm。具体地，可先将自耗电极下降，待其与结晶器底座接触后再提升自耗电极，使自耗电极的下端面与结晶器底座之间的间距为50mm～70mm。同时，还需控制电弧炉的真空度和真空泄漏率达到熔炼的工艺要求，以保证熔炼质量。
起弧时，先控制自耗电极缓慢下降并且在自耗电极与结晶器底座之间引燃电弧，然后立即关闭电弧炉的进料开关，使自耗电极停止下降并保持电弧稳定，待所述结晶器底座上形成熔池后，再打开进料开关进行正常熔炼。其中，在保持电弧稳定时，需按预设的熔炼工艺增大熔炼电流。
由于现在的真空自耗电弧炉均为自动控制系统，具体操作可包括：
①启动自动起弧模式，使自耗电极缓慢下降；
②引燃电弧后立即关闭进料开关，进料转为手动控制操作，使自耗电极停止下降并保持电弧稳定，即保持自耗电极与结晶器底座之间的间距不变；
③计算机控制并按预设的工艺增大熔炼电流；
④待结晶器底上有金属液流动或形成熔池后，保持2分钟，然后打开进料开关，转化为自动控制模式，继续进行正常熔炼。
根据本发明的具体设备操作可不限于此。本发明的起弧工艺关键在于在引燃电弧后需先保持自耗电极与结晶器底座之间的间距不变，待自耗电极熔融形成一定的熔池后再继续进行正常熔炼，通过该步骤可以使起弧阶段的电弧稳定，减少甚至避免电弧对结晶器底座的损伤。
根据本发明的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺，其有益效果包括：①结晶器底座平整，没有明显的凹坑；②结晶器底座的平均寿命增加，由之前的不足30次增加至60次以上。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述。
实施例1
自耗电极直径D＝φ470mm，重量为3吨。使用直径D＝φ570mm结晶器底座。起弧工艺改进前，结晶器底座的平均寿命为27次；改进后结晶器底座的平均寿命为76次。
实施例2
自耗电极直径D＝φ820mm，重量为10吨。使用直径D＝φ920mm结晶器底座。起弧工艺改进前，结晶器底座的平均寿命为21次；改进后结晶器底座的平均寿命为65次。
实施例3
自耗电极直径D＝φ900mm，重量为10吨。使用直径D＝φ1000mm结晶器底座。起弧工艺改进前，结晶器底座的平均寿命为23次；改进后结晶器底座的平均寿命为69次。
综上所述，本发明在不增加任何成本的前提下，通过改变自耗电极的进料方式减少对结晶器底座的损伤，使其寿命增加了一倍以上。本发明不仅可用于钛及钛合金的熔炼，也可用于特殊钢、高温合金和其它难熔金属的真空自耗熔炼，具有广阔的应用前景。
本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明权利要求保护范围的情况下，可以进行各种变形和修改。

Claims (6)

1.一种真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺，其特征在于，使自耗电极缓慢下降并且在自耗电极与结晶器底座之间引燃电弧，然后立即关闭电弧炉的进料开关，使自耗电极停止下降以保持电弧稳定，待所述结晶器底座上形成熔池后，打开进料开关进行正常熔炼。
2.根据权利要求1所述的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺，其特征在于，所述熔炼起弧工艺还包括，在引燃电弧之前沿所述自耗电极和结晶器底座之间的间隙填入引弧剂，密封电弧炉并且抽真空。
3.根据权利要求2所述的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺，其特征在于，所述引弧剂的粒径为20mm～30mm。
4.根据权利要求1所述的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺，其特征在于，所述熔炼起弧工艺还包括：在自耗电极缓慢下降之前，控制电弧炉的真空度和真空泄漏率达到熔炼工艺要求，控制自耗电极的下端面与结晶器底座之间的间距为50mm～70mm。
5.根据权利要求1所述的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺，其特征在于，所述熔炼起弧工艺还包括，在保持电弧稳定时按预设的熔炼工艺增大熔炼电流。
6.一种真空自耗电弧炉的熔炼工艺，所述工艺顺次包括起弧阶段、正常熔炼阶段和头部补缩阶段，其特征在于，所述起弧阶段采用如权利要求1至5中任意一项所述的真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺来实现。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102776381A (zh) * 2012-08-01 2012-11-14 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺
CN102806426A (zh) * 2012-08-06 2012-12-05 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 真空自耗电弧炉的辅助电极焊接工艺
CN102825243A (zh) * 2012-08-02 2012-12-19 云南钛业股份有限公司 Eb炉熔炼纯钛补缩的工艺方法
TWI725178B (zh) * 2016-11-01 2021-04-21 美商Ａ芬克父子公司 用於基於電力輸入控制真空電弧重熔爐的系統與方法
CN112725632A (zh) * 2020-12-16 2021-04-30 西部超导材料科技股份有限公司 一种钛合金铸锭起弧建立熔池的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101597705A (zh) * 2009-05-26 2009-12-09 宝鸡钛业股份有限公司 一种Ф600mm以上大规格锆铸锭的生产方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101597705A (zh) * 2009-05-26 2009-12-09 宝鸡钛业股份有限公司 一种Ф600mm以上大规格锆铸锭的生产方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
葛国秋: "真空自耗电弧炉电极控制系统研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102776381A (zh) * 2012-08-01 2012-11-14 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺
CN102776381B (zh) * 2012-08-01 2014-04-30 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺
CN102825243A (zh) * 2012-08-02 2012-12-19 云南钛业股份有限公司 Eb炉熔炼纯钛补缩的工艺方法
CN102806426A (zh) * 2012-08-06 2012-12-05 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 真空自耗电弧炉的辅助电极焊接工艺
CN102806426B (zh) * 2012-08-06 2014-12-10 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 真空自耗电弧炉的辅助电极焊接工艺
TWI725178B (zh) * 2016-11-01 2021-04-21 美商Ａ芬克父子公司 用於基於電力輸入控制真空電弧重熔爐的系統與方法
CN112725632A (zh) * 2020-12-16 2021-04-30 西部超导材料科技股份有限公司 一种钛合金铸锭起弧建立熔池的方法

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