CN110640120B - 一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造装置及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电渣重熔技术领域，公开了一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造装置及制造方法，包括结晶器本体，所述结晶器本体的侧壁设有水冷侧壁，水冷侧壁的右侧下部设有第一进水口，水冷侧壁的左侧上部设有第一出水口，所述结晶器的下部设有水冷底板，水冷底板的右侧设有第二进水口，水冷底板的左侧设有第二出水口，所述结晶器的上部设有自耗电极。制造方法包括：准备、造渣、化渣、重熔和脱锭。本发明适用于一种TP316不锈钢电渣重熔钢锭的制造，通过设置了大直径的水冷结晶器本体，同时使用了三对在截面上均匀分布的串联自耗电极同时熔炼，从而使得最终的产品重量高，并且对于含氮量等化学成分也得到了精准的控制。

Description

一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造装置及制造方法
技术领域
本发明涉及电渣重熔技术领域，具体是一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造装置及制造方法。
背景技术
现有的电渣重熔设备为半敞开式电渣炉，以干燥空气作为气体保护系统的气源，可使重熔过程中将大气的影响降到最低。之前利用现有专利(B22D23/10(2006.01)I))生产核电堆内构件用奥氏体不锈钢钢锭,获得很大成功。这次的主管道用钢锭(钢号为低碳控氮316LN)虽也属于奥氏体不锈钢，但是主要的区别是：第一，钢锭的重量更大，堆内构件的钢锭最大不超过65t，这个CAP1400核电主管道用钢锭要超过100t；第二，堆内构件钢锭不需要控氮，这个CAP1400核电主管道用钢锭要求控氮，也就是说在冶炼时还要控制钢中氮的含量，在一个很窄的范围内，不能高也不能低。上面二个特殊点就决定了，可以借鉴之前的专利介绍的方法，但是必须要有改变，有创新才行。
发明内容
本发明提供一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造装置及制造方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造装置，包括结晶器本体，所述结晶器本体的侧壁设有水冷侧壁，水冷侧壁的右侧下部设有第一进水口，水冷侧壁的左侧上部设有第一出水口，所述结晶器的下部设有水冷底板，水冷底板的右侧设有第二进水口，水冷底板的左侧设有第二出水口，所述结晶器的上部设有自耗电极。
作为本发明的一种优选技术方案，所述水冷侧壁的内径是2400mm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述结晶器本体为三相三摇臂双极串联电渣炉。
作为本发明的一种优选技术方案，所述自耗电极的长度为2500±10mm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述结晶器本体的底部与水冷底板之间设有引锭板。
一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造方法，其采用上述所述的TP316不锈钢电渣重熔钢锭的制造装置对电渣重熔钢锭，包括以下步骤：
步骤一、准备，通电前10分钟将水汽含量为0.1g/m3，流量为900-1000立方米/小时的干燥空气通入结晶器本体；
步骤二、造渣，调节结晶器本体内干燥空气流量，通入的干燥空气水汽含量为0.1g/m3，流量为700-800立方米/小时；将部分配好的渣料加入结晶器底部，用石墨电极在结晶器内通电引弧；
步骤三、化渣，逐渐把渣料全部加入结晶器内，直至渣料全部熔化，待渣料全部熔化后吊出石墨电极；
步骤四、重熔，调整结晶器内干燥空气压力，使干燥空气流量为600-800立方米/小时，换上三对自耗电极重熔；
步骤五、脱锭，电渣重熔结束后脱锭。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤四中，所述重熔的过程中每五分钟加入Si-Ca合金和铝丝进行脱氧。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤四中，所述自耗电极更换时间小于等于10分钟。
本发明具有以下有益之处：
本发明适用于一种TP316不锈钢电渣重熔钢锭的制造，通过设置了大直径的水冷结晶器本体，同时使用了三对在截面上均匀分布的串联自耗电极同时熔炼，从而使得最终的产品重量高，并且对于含氮量等化学成分也得到了精准的控制，整个装置及方法，实用可靠，适宜推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造装置的主视图。
图2为一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造装置的俯视图。
图3为一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造方法的流程图。
图中：1、结晶器本体；2、水冷侧壁；3、自耗电极；4、第一进水口；5、第一出水口；6、水冷底板；7、第二进水口；8、第二出水口、。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造装置，包括结晶器本体1，结晶器本体1为三相三摇臂双极串联电渣炉，本装置可以适用于更大直接的钢锭，但是加大了钢锭直径又带来了其它的问题，首先是单相加热就不行了，第一输入功率太小，结晶器内的熔炼过程没法持续。第二，单相熔炼的话也做不到整个熔池内的温度和化学成分的均匀。因此，在加大结晶器直径的同时，改变熔炼方式，创新了三相同时熔炼的方法。所述结晶器本体1的侧壁设有水冷侧壁2，水冷侧壁2的内径是2400mm，水冷侧壁2的右侧下部设有第一进水口4，水冷侧壁2的左侧上部设有第一出水口5，所述结晶器的下部设有水冷底板6，结晶器本体1的底部与水冷底板6之间设有引锭板，水冷底板6的右侧设有第二进水口7，水冷底板6的左侧设有第二出水口8，所述结晶器的上部设有自耗电极3，自耗电极3的长度为2500±10mm。为了熔池内温度、成分的均匀和节能，采用三相双极串联的供电方法熔炼，整个熔池内同时有6支自耗电极3周向均布熔炼，轮流更换。这样既解决了熔炼输入功率不足的问题，又解决了熔池径向的温度和化学成分均匀性的问题，同时还解决了控制整个冶炼时间不过长的问题，这个对控制电渣锭化学成分，尤其是氮含量的控制是大有好处的。本发明所用的三相供电的特点是三相串联，优点是三相铜排布置简洁，而最主要的是这样做，功率因素很高，这对于熔炼大吨位钢锭其节能效果是非常明显的。
请参阅图3，一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造方法，包含如下步骤：
步骤一、准备，通电前10分钟将水汽含量为0.1g/m3，流量为900-1000立方米/小时的干燥空气通入结晶器本体1；
步骤二、造渣，调节结晶器本体1内干燥空气流量，通入的干燥空气水汽含量为0.1g/m3，流量为700-800立方米/小时；将部分配好的渣料加入结晶器底部，用石墨电极在结晶器内通电引弧；
步骤三、化渣，逐渐把渣料全部加入结晶器内，直至渣料全部熔化，待渣料全部熔化后吊出石墨电极；
步骤四、重熔，调整结晶器内干燥空气压力，使干燥空气流量为600-800立方米/小时，换上三对自耗电极3重熔，自耗电极3更换时间小于等于10分钟，第一次更换电极时刻：待首次吊入自耗电极3熔炼一小时后，开始轮流更换三相自耗电极3，次序不限不限但须保证：1，更换自耗电极3时间越快越好，最长不能超过10分钟，2，新更换的自耗电极3须熔炼半小时后才可更换其它相的自耗电极3；重熔的过程中每五分钟加入Si-Ca合金和铝丝进行脱氧；此后，待熔化到距自耗电极3顶端50±50mm时吊出，换另一对自耗电极3继续重熔，当重熔到电渣锭实际重量比预定重量少8吨时，减低电功率转入末期补缩操作；
电渣重熔期间的用电制度如下表所示：
Figure BDA0002254557130000041
Figure BDA0002254557130000051
步骤五、脱锭，电渣重熔结束后脱锭。
通过如上的装置和步骤共生产了4支钢锭，其成分入下表所示：
Figure BDA0002254557130000052
Figure BDA0002254557130000061
Figure BDA0002254557130000071
本发明适用于一种TP316不锈钢电渣重熔钢锭的制造，通过设置了大直径的水冷结晶器本体1，同时使用了三对在截面上均匀分布的串联自耗电极3同时熔炼，从而使得最终的产品重量高，并且对于含氮量等化学成分也得到了精准的控制，整个装置及方法，实用可靠，适宜推广使用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造方法，其特征在于，其采用TP316不锈钢电渣重熔钢锭的制造装置对电渣重熔钢锭进行制造，所述装置包括三相三摇臂双极串联电渣炉，该电渣炉包括结晶器本体(1)，所述结晶器本体(1)的侧壁设有水冷侧壁(2)，水冷侧壁(2)的内径是2400mm，水冷侧壁(2)的右侧下部设有第一进水口(4)，水冷侧壁(2)的左侧上部设有第一出水口(5)，结晶器的下部设有水冷底板(6)，水冷底板(6)的右侧设有第二进水口(7)，水冷底板(6)的左侧设有第二出水口(8)，结晶器的上部设有自耗电极(3)，制造方法包括以下步骤：
步骤一、准备，通电前10分钟将水汽含量为0.1g/m3，流量为900-1000立方米/小时的干燥空气通入结晶器本体(1)；
步骤二、造渣，调节结晶器本体(1)内干燥空气流量，通入的干燥空气水汽含量为0.1g/m3，流量为700-800立方米/小时；将部分配好的渣料加入结晶器底部，用石墨电极在结晶器内通电引弧；
步骤三、化渣，逐渐把渣料全部加入结晶器内，直至渣料全部熔化，待渣料全部熔化后吊出石墨电极；
步骤四、重熔，调整结晶器内干燥空气压力，使干燥空气流量为600-800立方米/小时，换上三对自耗电极(3)重熔，自耗电极更换时间小于等于10分钟，第一次更换电极时刻：待首次吊入自耗电极熔炼一小时后，开始轮流更换三相自耗电极，更换自耗电极时间越快越好，不能超过10分钟，且新更换的自耗电极须熔炼半小时后才可更换其它相的自耗电极；
步骤五、脱锭，电渣重熔结束后脱锭。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢电渣重熔钢锭的制造方法，其特征在于，步骤四中，所述重熔的过程中每五分钟加入Si-Ca合金和铝丝进行脱氧。
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