CN112301231A - 一种高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电渣炉加渣技术领域，具体涉及一种高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法。本发明高温合金短电极的电渣炉造渣方法，先将渣料放置于加渣机中，启动加渣机，渣料沿加渣管进入下烟罩，然后到达下部法兰，并在下部法兰上聚集对准，进入结晶器，经过电极帽导流，最后到达底垫，开始造渣。本发明高温合金短电极的电渣炉加渣及造渣方法是一种简单且顺畅的加料方式，使得渣料能均匀无延时地进入到结晶器底垫，其中电极帽的设置能够提高渣料的利用率，通过设定合适的参数，不仅能保证造渣过程顺利，还能够加快冶炼节奏，使渣皮厚度小，夹渣情况轻，从而提升合金质量。

Description

一种高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法
技术领域
本发明属于电渣炉加渣技术领域，具体涉及一种高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法。
背景技术
高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料；并具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。高温合金作为一种被广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船等领域的材料，拥有广阔的发展前景。
电渣炉作为高温合金合金冶炼过程中非常重要的一个环节，对高温合金合金质量有着重要的影响。电渣炉冶炼时，渣料的加入时间、加入速度对冶炼能否顺利完成，冶炼出的合金质量都有着重要的影响。特别是当电极较短时，电极顶部高度会低于下部法兰的高度，在渣料通过下部法兰进入结晶器时，刚开始会有相当一部分的渣料堆积在电极顶部，这样会延迟渣料到达结晶器底部的时间，从而引起断弧或者合金质量下降，并且不恰当的参数设置也会影响合金质量甚至引起断弧。
发明内容
本发明旨在克服上述技术缺陷，提供了一种高温合金短电极的电渣炉加渣及造渣方法。本发明高温合金短电极的电渣炉加渣及造渣方法是一种简单且顺畅的加料方式，使得渣料能均匀无延时地进入到结晶器底垫，设定合适的参数，保证造渣过程顺利。
为解决现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：一种高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法，将渣料放置于加渣机中，启动加渣机，渣料沿加渣管进入下烟罩，然后到达下部法兰，并在下部法兰上聚集对准，进入结晶器，经过电极帽导流，最后到达底垫，开始造渣，步骤如下：
造渣初期：初期先采用7000～7500A电流进行0.9～1.1min升温预热，然后以1.0～1.2kg/min的加渣速度加2.9～3.1min；再将电流提升至7800～8000A，加渣速度提高到1.4～1.5kg/min，加渣4.9～5.1min，造渣初期结束；
造渣稳定期：稳定期将电流提升到12800～13200A，以1.9～2.1kg/min的加渣速度加渣4.9～5.1min，然后停止加渣0.9～1.1min，如此重复5次，造渣稳定期结束；
造渣末期：末期电流保持在13000～13200A，将加渣速度降低到0.9～1.0kg/min加渣4.9～5.1min，然后停止加渣4.9～5.1min，保持电流，待渣料全部熔化，造渣末期结束。
所述加渣机在接入下烟罩前，需要先启动加渣机，使渣料浸润加渣机管道，当少许渣料从出口流出时关闭加渣机。
所述加渣管正下方的下烟罩上设有一分渣板，对加入的渣料进行分流，所述渣料经分渣板分流后，进入下部法兰。
所述电极帽呈圆台形，由薄钢板围成，设置在电极顶部，紧靠过渡电极。
所述分渣板向下倾斜29°～31°，分渣板的宽度为25mm～30mm。
所述电极帽的锥度为1.70～1.75。
所述电极帽采用304不锈钢。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：
1、本发明的加渣机在接入下烟罩前，先启动，通入渣料浸润管道，在正式冶炼时，当控制台给出加渣命令时，立刻就有渣料开始供给，不仅减少了加渣的反应时间，还避免了初期渣料依附在加渣机管道内，导致实际加渣量与给予加渣量不符情况的出现。
2、本发明在加渣管正下方的下烟罩上设有一分渣板，该分渣板将渣料分流，并且因为该分渣板具有合适的斜度，使得渣料从分渣板往下流动时能具有一个较高的水平初速度，渣料能均匀地分布到下部法兰上。
3、本发明的电极顶端焊接有圆台形电极帽，因为过渡电极直径比电极的直径小，所以在二者焊接处会形成一个圆环形平台。当电极较短时，渣料进入结晶器会先在该平台上堆积，堆积到一定高度时，才会开始正常进入结晶器底垫上，本发明的电极帽会使渣料直接沿着帽壁流向结晶器底垫上，避免实际加渣量与给予加渣量不符的情况。
4、本发明的加渣初期采用大电流加渣，并且在加渣前先进行预热，初期的大电流和预热有利于渣料加入后的快速熔化，防止渣料难以熔化，堆积在结晶器底部引起断弧，并且大电流加渣加速了渣料熔化过程，减少了造渣时间。
5、本发明在造渣稳定期同样采用大电流加渣，并且与传统连续加渣不同，采用了间断加渣，防止熔化速度不够，使未熔化渣料越积越多，引起断弧。
6、本发明在造渣末期，降低加渣速度，并且在加渣结束后，保持电流，确保渣料全部熔化，防止未熔渣料进入到合金中，降低合金质量。
附图说明
图1是本发明高温合金短电极的加渣及造渣装置的结构示意图。
图2是图1所述加渣及造渣装置中下烟罩及下部法兰的结构示意图。
图3是本发明设置有电极帽的电极的结构示意图。
图4是现有技术中不设置电极帽的电极的结构示意图。
附图标记说明：1-加渣机；2-下烟罩；3-下部法兰；4-结晶器；5-电极帽；6-底垫；7-分渣板；8-电极；9-过渡电极；11-加渣管。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
一种高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法，将渣料放置于加渣机1中，启动加渣机，渣料沿加渣管11进入下烟罩2，然后到达下部法兰3，并在下部法兰3上聚集对准，进入结晶器4，经过电极帽5导流，最后到达底垫6，开始造渣，步骤如下：
造渣初期：初期先采用7831A电流进行1.1min升温预热，然后以1.0kg/min的加渣速度加3.0min；再将电流提升至7904A，加渣速度提高到1.5kg/min，加渣5.0min，造渣初期结束；
造渣稳定期：稳定期将电流提升到13078A，以2.0kg/min的加渣速度加渣4.9min，然后停止加渣1.0min，如此重复5次，造渣稳定期结束；
造渣末期：末期电流保持在13145A，将加渣速度降低到1.0kg/min加渣4.9min，然后停止加渣5.1min，保持电流，待渣料全部熔化，造渣末期结束。
所述加渣机1在接入下烟罩2前，需要先启动加渣机1，使渣料浸润加渣机1管道，当少许渣料从出口流出时关闭加渣机1。
所述加渣管的正下方下烟罩2上设有一分渣板7，对加入的渣料进行分流，所述渣料经分渣板7分流后，进入下部法兰。
所述电极帽5呈圆台形，由薄钢板围成，设置在电极8顶部，紧靠过渡电极9。
所述分渣板7向下倾斜30°，分渣板7的宽度为25mm。
所述电极帽3锥度为1.732。
所述电极帽3采用304不锈钢。
对比例1
一种高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法，将渣料放置于加渣机1中，启动加渣机，渣料沿加渣管11进入下烟罩2，然后到达下部法兰3，并在下部法兰3上聚集对准，进入结晶器4，最后到达底垫6，开始造渣，步骤如下：
造渣初期：初期先采用7955A电流进行1.0min升温预热，然后以1.0kg/min的加渣速度加3.0min；再将电流提升至7904A，加渣速度提高到1.5kg/min，加渣5.1min，造渣初期结束。
造渣稳定期：稳定期将电流提升到13121A，以1.9kg/min的加渣速度加渣4.9min，然后停止加渣1.0min，如此重复5次，造渣稳定期结束
造渣末期：末期电流保持在13081A，将加渣速度降低到0.9kg/min加渣5.0min，然后停止加渣5.1min，保持电流，待渣料全部熔化，造渣末期结束。
所述加渣机1在接入下烟罩2前，需要先启动加渣机1，使渣料浸润加渣机1管道，当少许渣料从出口流出时关闭加渣机1。
所述加渣管的正下方下烟罩2上设有一分渣板7，对加入的渣料进行分流，所述渣料经分渣板7分流后，进入下部法兰。
本实施例中的电极顶部不焊接电极帽5，渣料进入结晶器4后不经过电极帽5导流直接到达底垫6，开始造渣。
对比例2
传统电渣炉加渣方法，加渣机1在接入下烟罩2前，不先启动加渣机1进行浸润处理，且电极顶部不焊接电极帽，直接将电极安装到工位，开始造渣，步骤如下：
造渣初期：初期先采用4056A电流、0.8kg/min的加渣速度加6.1min；再将电流提升至6210A，加渣速度提高到1.0kg/min，加渣7.8min，造渣初期结束。
造渣稳定期：稳定期将电流提升到11856A，以1.5kg/min的加渣速度加渣35min，造渣稳定期结束；
造渣末期：末期电流保持在12081A，将加渣速度降低到1.0kg/min加渣5.0min，造渣末期结束。
待电渣重熔完成后，收集实施例1及对比例1、2未利用到的渣料，分析渣料利用率，测量渣皮厚度，并检查夹渣情况，检测结果如表1所示。
表1实施例1及对比例1、2加渣情况
Figure BDA0002694432270000041
从表1可以看出，实施例1和对比例1相较于对比例2，加渣时间短，加快了冶炼节奏，并且渣皮厚度小，夹渣情况轻，有利于提升合金质量。而实施例1因为加了电极帽，相较于对比例1和2，提高了渣料利用率。
综上所述，尽管为说明目的公开了本发明的具体实施方式和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于具体实施方式和附图所公开的内容。

Claims (7)

1.一种高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法，其特征在于，将渣料放置于加渣机（1）中，启动加渣机（1），渣料沿加渣管（11）进入下烟罩（2），然后到达下部法兰（3），并在下部法兰（3）上聚集对准，进入结晶器（4），经过电极帽（5）导流，最后到达底垫（6），开始造渣，步骤如下：
造渣初期：初期先采用7000~7500A电流进行0.9~1.1min升温预热，然后以1.0~1.2kg/min的加渣速度加2.9~3.1min；再将电流提升至7800~8000A，加渣速度提高到1.4~1.5kg/min，加渣4.9~5.1min，造渣初期结束；
造渣稳定期：稳定期将电流提升到12800~13200A，以1.9~2.1kg/min的加渣速度加渣4.9~5.1min，然后停止加渣0.9~1.1min，如此重复5次，造渣稳定期结束；
造渣末期：末期电流保持在13000~13200A，将加渣速度降低到0.9~1.0kg/min加渣4.9~5.1min，然后停止加渣4.9~5.1min，保持电流，待渣料全部熔化，造渣末期结束。
2.根据权利要求1所述的高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法，其特征在于，所述加渣机（1）在接入下烟罩（2）前，需要先启动加渣机（1），使渣料浸润加渣机（1）管道，当少许渣料从出口流出时关闭加渣机（1）。
3.根据权利要求1所述的高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法，其特征在于，所述加渣管（11）正下方的下烟罩（2）上设有一分渣板（7），对加入的渣料进行分流，所述渣料经分渣板（7）分流后，进入下部法兰（3）。
4.根据权利要求1所述的高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法，其特征在于，所述电极帽（5）呈圆台形，由薄钢板围成，设置在电极（8）顶部，紧靠过渡电极（9）。
5.根据权利要求3所述的高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法，其特征在于，所述分渣板（7）向下倾斜29°~31°，分渣板（7）的宽度为25mm~30mm。
6.根据权利要求5所述的高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法，其特征在于，所述电极帽（3）的锥度为1.70~1.75。
7.根据权利要求5所述的高温合金短电极电渣炉的加渣及造渣方法，其特征在于，所述电极帽（3）采用304不锈钢。
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