CN103757436A - 特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，包括冶炼、连铸、车床倒角、连续电渣重熔工序，电渣重熔时，将单根连铸圆坯1作为自耗电极，安装在两对转动辊2中间，对准Ｔ型结晶器3中心，靠近抽锭装置引锭杯，同时与抽锭用两对转动辊4实行连锁同步转动来控制连铸圆坯1与电渣锭5的同步移动，并采用自耗电极同步在线焊接和电渣锭等离子在线切割符合锻造或直接轧制标准的电渣锭产品。本发明能改善电渣锭（棒）氢裂质量和确保微细碳化物分布均匀，成材率可以提高5％以上，生产成本降低15％以上，生产效率可以提高50％左右。

Description

特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺

技术领域

本发明涉及冶金电渣重熔领域，特别涉及一种特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺。

背景技术

电渣冶金技术可以被认为是一种金属或合金精炼提纯及凝固控制的复合技术，其产品具有纯净度高、成分均匀、力学性能和使用性能好、近终形、过程可控等特点，故目前世界上大部分高质量的产品像锻模钢、热加工工具钢、高等级汽车阀门钢、高速钢、高温合金钢等特殊钢、中小断面直径Φ200～300mm的电渣锭（棒），大多采用普通浇注钢锭再锻作自耗电极，自耗电极靠立式柜形（或圆柱）机架上长螺杆旋转带动电极夹持器夹住电极的末端上下移动通过固定式水冷结晶器的中心的单相电渣重熔装置生产，其目的是：为了改进钢的工艺的或物理的性能，以及提高钢锭的利用率，锻造比从4～5缩小到2，钢锭的质量也毫无问题。但它也存在着生产效率低、电渣重熔一炉一个钢锭、批量小、管理不便、电耗成本高等不足，特别是当横断面大于100毫米的小微断面时，存在易发生吸氢氢裂危害以及微细碳化物分布不均匀等不足。

发明内容

本发明的目的之一是克服现有技术的不足，而提供一种采用水平连铸工艺生产的圆棒作自耗电极的特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，该工艺不但可以改善电渣锭氢裂质量和微细碳化物分布均匀，而且生产效率可以提高50％以上，成材率提高5％以上，生产成本降低15％以上。

本发明的技术方案是：一种特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，包括以下工序：冶炼、连铸、车床倒角、连续电渣重熔；

一、冶炼：将按所冶炼特殊钢钢种要求的化学成份配好的炉料装入符合水平连铸工艺要求的特制中频感应炉中，熔化、造渣、熔化末期加入辅料升温至1500℃以上至渣白，吹氩气精炼，除渣后加合金微调成份，取炉中样，光谱分析成份符合所炼钢种标准后，升温进入下道水平连铸工序；

二、连铸：确认水平连铸机全套设备运转正常，引锭装置转动灵活后，启铸拉坯，生产过程中，要求控制好中频感应炉内钢水保温功率，控制好拉坯速度1.3～2.5米∕分钟、拉坯频率70～110次∕分钟，结晶器冷却进出水温差15～25℃，连铸圆坯定长3000～6000mm在线同步切割后送入下道车床平面倒角工序；

三、车床加工：将连铸圆坯两端车削平面倒角后转序电渣重熔工序；

四、电渣重熔：将单根定长3000～6000mm两端已倒角的连铸圆坯作为自耗电极，吊入安装在电渣炉立式柜形机架电极夹持器上可变频调速转动的两对转动辊中间，同时与抽锭用两对转动辊实行连锁同步转动来控制连铸圆坯自耗电极与电渣锭的同步移动；再通过时间继电器延时来控制水冷T型结晶器内电渣重熔起弧前期的电渣池内电渣的深度，中后期则采用电磁型金属液面控制器来确保连续电渣池内钢水液面波动控制在±5mm内；当第一根连铸圆坯自耗电极尾端移动到电极夹持器第一对转动辊前的激光（或氩弧）自动焊接机位置时，第二根连铸圆坯前端脱离电极上料辅助装置转入电极运行轨道，依靠自重接触第一根连铸圆坯自耗电极尾端，并迅速自动同步焊接为一体，从而确保连续电渣工艺的顺利进行，并实行等离子在线同步切割成定长并符合锻造或直接轧制标准的电渣锭产品。

本发明进一步的技术方案是：冶炼时，经过大于5分钟的二次吹氩精炼后，再升温至所炼钢种液相线温度以上70～110℃进入下道水平连铸工序。

本发明再进一步的技术方案是：将连铸圆坯两端车削平面倒角为3mm×45°后转序电渣重熔工序。

本发明再进一步的技术方案是：通过时间继电器延时5-20秒来控制水冷T型结晶器内电渣重熔起弧前期的电渣池内电渣的深度，即拉坯相对送坯延时5-20秒。

本发明再进一步的技术方案是：当第一根连铸圆坯尾端移动到电极夹持器第一对转动辊前的激光（或氩弧）自动焊接机位置时，第二根连铸圆坯前端脱离电极上料辅助装置转入电极运行轨道，依靠自重接触第一根连铸圆坯尾端，并迅速自动同步焊接为一体；并实行等离子在线同步切割成符合锻造或直接轧制标准的电渣锭产品。

本发明由于采用如上技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

（1）采用T型结晶器生产小微断面（直径Φ48～98mm）特殊钢连续电渣锭（棒）特别适合于要求断面必须小于100mm的高速钢、高温合金、高等级汽车阀门钢等特殊钢的生产；

（2）改善电渣锭（棒）氢裂质量和确保微细碳化物分布均匀；

（3）成材率可以提高5％以上；

（4）生产成本降低15％以上；

（5）实现了自耗电极与电渣锭（棒）等截面积，自耗电极同步在线焊接和电渣锭（棒）等离子在线切割，自耗电极（不需表面处理和调直）的连续熔炼取代原有短的单根电极供料方式，生产效率可以提高50％左右。

附图说明

图1为本发明的生产工艺流程示意图。

具体实施方式

下面以生产直径Φ75mm、长度600mm的高等级汽车阀门钢电渣锭（钢号为61Cr21Mn10Mo1V1Nb1N）为例，对本发明的详细内容作进一步描述。

一种特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，包括如下工序：冶炼、连铸、车床倒角、连续电渣重熔；

一、冶炼：将经过原材料成分检验→原、辅材料烘烤→配料→安装连铸Φ75mm结晶器→装料入与专利号为ZL95219468.6的“圆方多用水平连铸机”配套安装好的中频感应炉中，送电熔化、造渣、脱氧升温至1510℃至渣白，启用专利号为ZL96249589.1的“一种不锈钢连铸精炼装置”专利技术吹氩气精炼（底吹氩气、造2次渣，扩散脱氧2～3次），时间5～10分钟，除渣加入氮化铬，成分均匀后，取炉中样，采用光谱机验样：Mn按11％配入，光谱验样9.8～11％，Cr按21.5％配入，光谱验样20.5～21.5％；Ni按1.1％配入，光谱验样0.90～1.1％；Mo按1.1％配入，光谱验样0.78～1.1％；Nb按1.15％配入，光谱验样1.05～1.15％；V按0.90％配入，光谱验样0.78～0.90％；N按0.57％配入，光谱验样0.43～0.57％；C按0.63％配入，碳硫快速分析仪验样0.58～0.63％；不符合控制范围内的需补加合金微调成分，直至符合上述标准后，再二次吹氩精炼，时间≥5分钟，再升温至1480℃～1520℃（所炼钢种液相线温度以上70～110℃）转序下道水平连铸工序；

二、连铸：确认水平连铸机全套设备运转正常后，启用专利号为ZL96218576.0的Φ75mm直径“实现多炉连铸的引锭装置”专利技术，开始启铸拉坯，生产过程中，要求控制好炉内钢水温度1480℃～1520℃范围内，控制好拉坯速度1.3～2.5米∕分钟，拉坯频率70～110次∕分钟，进出水温差15～25℃；连铸坯在线同步切割定长3000～6000mm；

三、车床加工：将直径Φ75mm、定长3000～6000mm的连铸圆坯两端车削平面倒角为3mm×45°后转序电渣重熔工序；

四、电渣重熔：将单根直径Φ75mm、定长3000～6000mm两端已倒角3mm×45°的连铸圆坯1作为自耗电极，采用吊车吊入安装在电渣炉立式柜形机架电极夹持器上的两对转动辊2中间（如图1所示），对准Ｔ型结晶器3中心，靠近抽锭装置引锭杯（图中未示出），两对转动辊2由PC电气自动控制可以夹紧与松开连铸圆坯1（自耗电极），并可变频调速转动；同时与抽锭用两对转动辊4实行连锁同步转动来控制连铸圆坯1（自耗电极）与电渣锭5的同步移动；再通过时间继电器延时5-20秒来控制水冷T型结晶器3内电渣重熔起弧前期的电渣池内电渣6的深度（即拉坯相对送坯延时5-20秒），中后期则采用电磁型金属液面控制器来确保连续电渣池内钢水液面波动控制在±5mm内；当第一根连铸圆坯1（自耗电极）尾端移动到电极夹持器第一对转动辊2前的激光（或氩弧）自动焊接机位置时（图中未示出），第二根连铸圆坯1（自耗电极）前端脱离电极上料辅助装置转入电极运行轨道，依靠自重接触第一根连铸圆坯1（自耗电极）尾端，并迅速自动同步焊接为一体，从而确保连续电渣工艺的顺利进行；并实行等离子在线同步切割成Φ75mm×6000mm长、与连铸圆坯自耗电极等截面积、并符合锻造或直接轧制标准的电渣锭产品。

Claims (9)

1.一种特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，其特征是包括以下工序：冶炼、连铸、车床倒角、连续电渣重熔；

一、冶炼：将按所冶炼特殊钢钢种要求的化学成份配好的炉料装入符合水平连铸工艺要求的特制中频感应炉中，熔化、造渣、熔化末期加入辅料升温至1500℃以上至渣白，吹氩气精炼，除渣后加合金微调成份，取炉中样，光谱分析成份符合所炼钢种标准后，升温进入下道水平连铸工序；

二、连铸：确认水平连铸机全套设备运转正常，引锭装置转动灵活后，启铸拉坯，生产过程中，要求控制好中频感应炉内钢水保温功率，控制好拉坯速度1.3～2.5米∕分钟、拉坯频率70～110次∕分钟，结晶器冷却进出水温差15～25℃，连铸圆坯定长3000～6000mm在线同步切割后送入下道车床平面倒角工序；

三、车床加工：将连铸圆坯两端车削平面倒角后转序电渣重熔工序；

四、电渣重熔：将单根定长3000～6000mm两端已倒角的连铸圆坯作为自耗电极，吊入安装在电渣炉立式柜形机架电极夹持器上可变频调速转动的两对转动辊中间，同时与抽锭用两对转动辊实行连锁同步转动来控制连铸圆坯自耗电极与电渣锭的同步移动；再通过时间继电器延时来控制水冷T型结晶器内电渣重熔起弧前期的电渣池内电渣的深度，中后期则采用电磁型金属液面控制器来确保连续电渣池内钢水液面波动控制在±5mm内；当第一根连铸圆坯自耗电极尾端移动到电极夹持器第一对转动辊前的激光（或氩弧）自动焊接机位置时，第二根连铸圆坯前端脱离电极上料辅助装置转入电极运行轨道，依靠自重接触第一根连铸圆坯自耗电极尾端，并迅速自动同步焊接为一体，从而确保连续电渣工艺的顺利进行，并实行等离子在线同步切割成定长并符合锻造或直接轧制标准的电渣锭产品。

2.根据权利要求1所述的特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，其特征是冶炼时，经过大于5分钟的二次吹氩精炼后，再升温至所炼钢种液相线温度以上70～110℃进入下道水平连铸工序。

3.根据权利要求1或2所述的特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，其特征是将连铸圆坯两端车削平面倒角为3mm×45°后转序电渣重熔工序。

4.根据权利要求1或2所述的特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，其特征是当第一根连铸圆坯尾端移动到电极夹持器第一对转动辊前的激光（或氩弧）自动焊接机位置时，第二根连铸圆坯前端脱离电极上料辅助装置转入电极运行轨道，依靠自重接触第一根连铸圆坯尾端，并迅速自动同步焊接为一体；并实行等离子在线同步切割成符合锻造或直接轧制标准的电渣锭产品。

5.根据权利要求3所述的特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，其特征是当第一根连铸圆坯尾端移动到电极夹持器第一对转动辊前的激光（或氩弧）自动焊接机位置时，第二根连铸圆坯前端脱离电极上料辅助装置转入电极运行轨道，依靠自重接触第一根连铸圆坯尾端，并迅速自动同步焊接为一体；并实行等离子在线同步切割成符合锻造或直接轧制标准的电渣锭产品。

6.根据权利要求1或2所述的特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，其特征是通过时间继电器延时5-20秒来控制水冷T型结晶器内电渣重熔起弧前期的电渣池内电渣的深度，即拉坯相对送坯延时5-20秒。

7.根据权利要求3所述的特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，其特征是通过时间继电器延时5-20秒来控制水冷T型结晶器内电渣重熔起弧前期的电渣池内电渣的深度，即拉坯相对送坯延时5-20秒。

8.根据权利要求4所述的特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，其特征是通过时间继电器延时5-20秒来控制水冷T型结晶器内电渣重熔起弧前期的电渣池内电渣的深度，即拉坯相对送坯延时5-20秒。

9.根据权利要求5所述的特殊钢抽锭式连续小微断面定向结晶电渣锭的生产工艺，其特征是通过时间继电器延时5-20秒来控制水冷T型结晶器内电渣重熔起弧前期的电渣池内电渣的深度，即拉坯相对送坯延时5-20秒。