CN112899491A

CN112899491A - 电炉熔炼异质锭的方法

Info

Publication number: CN112899491A
Application number: CN202110083115.1A
Authority: CN
Inventors: 亚历山大·波波夫
Original assignee: Pumiji Shanghai International Trade Co Ltd
Current assignee: Pumiji Shanghai International Trade Co Ltd
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2021-06-04

Abstract

本发明涉及特殊电冶金领域，并且可以用于通过电炉熔炼自耗电极获得异质锭。一种电炉熔炼异质锭的方法包括：在倾斜位置的熔渣池中熔炼自耗电极，并使模具相对于锭成型腔移动，其中，在与上一层的熔合相反的方向上对锭的每一后续层进行熔合，同时，在端部位置以双倾角α转动锭，而且通过模具的熔炼窗口送入自耗电极，并浇铸熔渣，每一层的熔合过程都是在锭成型腔外的附加容器中开始，随后将熔渣池移入锭成型腔中，并且附加容器和模具的相对移动以如下方式实现：模具和附加容器的成型平面重合，而且在熔炼过程中从附加容器中移出熔接金属。在成型设备的附加容器中熔炼每个金属层后，通过出渣口更换自耗熔渣，所述出渣口在熔炼开始时由模具的成型表面封闭且在另一个平面中完成金属层的熔合后打开，而且出渣口设置在附加容器后面的成型设备上，其中，远离熔炼空间的侧表面与相应出渣口成角度2α。所提出的技术方案能够调整金属熔池的深度、维持恒定的热条件，从而能够改善异质锭的质量并且还扩展了熔炼技术能力。

Description

电炉熔炼异质锭的方法

技术领域

本发明涉及特殊电冶金领域，并且可用于通过电炉熔炼自耗电极获得异质锭。

通过这种方法熔炼的锭由异质金属层组成，从而能够获得主要的新结构材料。通过电炉熔炼自耗电极获得这种异质锭的方法在冶金领域具有良好的发展前景。

背景技术

已知的电炉熔炼异质锭的方法包括：在倾斜位置的熔渣池中熔炼自耗电极，并使模具相对于锭成型腔移动，其中，在同一熔渣池中，在与上一层的熔合相反的方向上对每一后续层进行熔合，同时，在端部位置以双倾角转动锭【1】。

该方法的缺点在于，在熔渣池上方的锭成型区域内更换电极会造成电炉熔炼工艺的中断，导致缺乏层成型条件。而且，在一起熔炼金属层的区域，缺少清晰的熔炼线，降低了锭质量。此外，电极更换过程本身对维修人员来说是相当危险的。

此外，该方法在电极更换操作的时间因素方面存在局限性，该电极更换操作的时间因素在熔渣炉冷却时无法控制，导致模具相对于成型装置的移动中断。

另一个缺点是：在熔炼过程中，在完成对锭的熔炼后，熔渣池冷却的可能性很高，这可能导致模具相对于成型装置的移动中断，这是由于在熔炼结束时会排出熔渣造成的。

与所应用的技术方案的最相似的是【2】电炉熔炼异质锭的方法。该方法包括：在倾斜位置的熔渣池中熔炼自耗电极，并使模具相对于锭成型腔移动，其中，在与上一层的熔合相反的方向上对锭的每一后续层进行熔合，同时，在端部位置以双倾角α转动锭；而且将自耗电极通过模具的熔炼窗口送入，并浇铸熔渣，每一层的熔合过程都是在锭成型腔外的附加容器中开始，随后将熔渣池移入锭成型腔中；并且附加容器和模具的相对移动以如下方式实现：模具和附加容器的成型平面重合，而且在熔炼过程中从附加容器中移出熔接金属；

该方法能够实现连续进行电炉熔炼均质锭的过程，并多次重复熔合金属层。

但是，此方法的缺点在于，在熔炼过程中，在完成对锭的熔炼后熔渣池冷却的风险很高，这可能导致模具相对于成型装置的移动中断。

此外，在熔炼过程中，通过机械方式去除在容器内硬化的熔渣可能导致附加容器表面的损坏。

该方法的缺点还在于，在电极更换操作的时间方面存在局限性，该电极更换操作时间难以控制，并且随着电极更换操作时间的增加，炉渣可能冷却，造成模具相对于成型装置的移动中断的风险出现。

此外，因为在熔炼过程中电极的更换是在模具的熔炼窗口中的熔渣池的上方进行的，降低了使用安全性，所以该方法的使用特性低。

发明内容

本发明的目的是提供一种电炉熔炼异质锭的方法，其中，通过改进熔炼工艺，改善了异质锭的质量，提高了熔炼率，改善了使用特性并且提高了方法的使用安全性。

所指示的目的是通过已知的电炉熔炼异质锭的方法实现的，该方法包括：在倾斜位置的熔渣池中熔炼自耗电极，并使模具相对于锭成型腔移动，其中，在与上一层的熔合相反的方向上对锭的每一后续层进行熔合，同时，在端部位置以双倾角α转动锭；而且，通过所述模具的熔炼窗口送入所述自耗电极并浇铸熔渣，每一层的熔合过程都是在所述锭成型腔外的附加容器中开始，随后将所述熔渣池移入所述锭成型腔中；并且，附加容器和所述模具的相对移动以如下方式实现：可替代地，所述模具和所述附加容器的成型平面重合，而且在熔炼过程中从所述附加容器中移出熔接金属；根据本发明，在成型设备的所述附加容器中熔炼每个金属层后，通过出渣口更换所述自耗熔渣，所述出渣口在熔炼开始时由所述模具的所述成型表面封闭且在另一个平面中完成对金属层的熔合后打开，而且所述出渣口设置在所述附加容器后面的所述成型设备上，其中，远离熔炼空间的侧表面与相应出渣口成预设角度2α。

而且，在使所述成型装置向相反方向倾斜并将所述模具的所述成型表面从所述熔炼空间移动至所述端部位置时，进行出渣。

此外，将所述熔渣排出到专用废熔渣收纳器中。

在将所述模具的所述成型表面从所述熔炼空间移动至所述端部位置后并且在出渣后，更换电极头。

而且，通过将金属熔池和熔渣池转移到所述成型装置的所述附加容器中来分离所述金属熔池和所述熔渣池。

由于在所述成型设备的所述附加容器中熔炼每一金属层后通过所述出渣口排出金属熔渣，因此改善了工艺流程和熔炼质量，并且在没有时间限制的情况下提高了电极更换安全性。

此外，因为消除了熔渣硬化的可能性和通过机械方式去除熔渣的必要性，且排除了模具相对于成型设备的移动中断的风险，所以在熔炼每一金属层后排出自耗金属熔渣能够提高工艺的效率和安全性。

出渣口在熔炼开始时由所述模具的成型表面封闭且在另一个容器中完成对金属层的熔合后打开，因此提供了预设废金属熔渣排出模式，而不破坏工艺流程，进一步提高了该工艺的效率。

而且，所述出渣口设置在所述附加容器后面的所述成型设备上，因此能够在模具的成型表面从熔炼空间移动到端部位置时打开这些出渣口。

附加容器远离熔炼空间的侧表面与相应出渣口成预设角度2α，有利于金属熔渣的排出过程。

在成型装置向相反方向倾斜并将模具的成型表面从熔炼空间移动至端部位置从而能够打开出渣口时，进行出渣，因而在不使用附加装置的情况下自由排出金属熔渣，进一步改善了工艺流程。

而且，将废金属熔渣排出到附加容纳器中，提高了工艺的技术效果、降低了劳动成本。

在将模具的成型表面从熔炼空间移动至端部位置后且出渣后更换电极头，提高了电极更换过程的执行安全性。

在成型装置的附加容器中分离金属熔池和熔渣池，能够区分不同金属层的熔合，并去除熔炼的锭的顶部和底部，从而提高了所得锭的质量。

附图说明

在附图中解释了本发明的本质，其中概述了以下内容：

图1是在熔炼过程开始之前系统的初始位置。

图2是围绕轴线0将整个系统倾斜熔合角度时系统的位置。

图3是完成对锭的第一层熔合时系统的位置。

图4是将系统置于水平位置。

图5是在打开出渣口的情况下更换电极时系统的位置。

图6是在封闭出渣口的情况下开始熔合第二层时系统的位置。

具体实施方式

电炉熔炼异质锭的方法是通过以下方式实现的。

如图1所示，在熔炼过程开始之前，将“模具——立架——成型装置”系统安装到初始位置。

在此，将模具(1)、立架(2)和带有附加容器“L”和“R”的成型装置(3)安装到水平位置。

从具有熔炼窗的板的视野看，模具(1)被执行并设置在成型装置(3)的表面上，并可纵向移动。在具有熔炼的锭的尺寸的成型装置(3)的窗口中，将立架(2)设置成可以竖直移动。附加容器“L”和“R”沿着成型装置(3)的短端面设置，并且模具(1)和附加容器的成型平面重合。

此时，附加容器“L”和“R”中的一个附加容器在熔炼开始时关闭模具(1)的熔炼窗口，相对于成型装置(3)，立架(2)以锭的第一层的熔合值下降。

每一层的熔合过程都始于锭成型腔外的其中一个附加容器中，随后将熔渣池移入锭成型腔中。

如图2所示，相对于轴线0以预设熔合角度放置“模具——立架——成型装置”系统，并且将整个系统围绕轴线0倾斜熔合角度α。

此时，模具(1)的熔炼窗口的下部被附加容器“L”关闭。相对于模具(1)的成型表面，立架(2)以等于第一熔接层的高度的值降低。将预定量的自耗电极(4)送入模具(1)的熔炼窗口中，并浇铸熔炼所需的熔渣量。

出渣口(5)设置在附加容器“L”和“R”后面的成型设备(3)上。此时，附加容器“L”和“R”的远离熔炼空间的侧表面与相应出渣口(5)成预设角度2α。

熔炼开始时，通过模具(1)的成型表面封闭出渣口(5)。

将自耗电极(4)送入模具(1)的熔炼窗口中，并将熔炼的熔渣倒入其中。熔渣一接触到自耗电极(4)的端部，就开始对锭的第一层进行电炉熔炼(如图2所示)。

在将熔渣池转移到立架(2)时，电炉熔炼自耗电极(4)的过程得以稳定，从而开始高质量的熔合过程。

在第一层熔合结束时，熔渣池移动至右侧的附加容器“R”，此时，金属熔池和熔渣池被附加容器“R”分离(如图3所示)。

金属熔池和熔渣池在成型装置的附加容器中的暂时分离能够区分异质金属层的熔合并获得锭的熔接层的均匀边缘。

在完成金属层的熔合后，将“模具——立架——成型装置”系统转移到初始水平位置(如图4所示)，立架(2)以等于第二金属层的高度的值降低。

此外，如图5所示，在相反的方向上，以与前一层的熔炼倾斜角度相反的角度倾斜“模具——立架——成型装置”系统。

在成型装置向相反方向倾斜并且将模具的成型表面从熔炼空间移动至所述端部位置时，进行出渣(图5)。

将模具(1)从熔炼空间移动到末端位置。此时，模具(1)的成型表面打开出渣口(5)。

进一步，在不使用附加装置且不破坏工艺流程的情况下通过出渣口(5)将废熔渣和金属从模具(1)的熔炼窗口和附加容器“R”自由排入废熔渣和金属的专用收纳器(6)中。

进一步，在将模具(1)的成型表面从熔炼空间移动至端部位置后且排出金属熔渣后更换电极头(4)。因此，实现了电极更换过程的安全执行。而且，在熔炼过程中根据目的使用不同组分的电极(4)。

如图6所示，在更换电极(4)后，通过模具(1)的熔炼窗口与附加容器“R”的配合将模具(1)转移到工作位置，从而通过模具的成型表面完全覆盖出渣口(5)。

将自耗电极送入模具的熔炼窗口，浇筑熔渣，并且开始与第一层熔合过程相似的第二层熔合过程。

在此，每一层的熔合过程都是在锭成型腔外的附加容器中开始，随后将熔渣池移入锭成型腔中，并且在与上一层的熔合相反的方向上对每一后续层进行熔合，同时在端部位置以双倾角α转动锭。在此，熔炼倾斜角度向相反方向的变化以及倾斜速度不影响锭的成型。

以与前两层相似的方式对锭的后续层进行熔合，直到获得预设总厚度的异质锭。

在系统的水平位置，通过升高立架(2)从成型设备(3)的窗口移除熔合的铸坯。

所获得的锭基本上无缺陷，并且所获得的锭由于没有顶部和底部而具有最大适当产品产量。而且，锭在开坯之前不需要机械处理。

所提出的方法能够获得高质量的异质锭、任何组分的锭以及均质锭。

因此，提出的技术方案能够提高异质锭的质量，扩展了熔炼技术能力，并且提高了该方法的使用特性和使用安全性。

参考资料

【1】USSR发明人证书第2814879号，IPC C22B 9/18，1972年。

【2】USSR发明人证书第972859号，IPC C22B 9/10，1972年。

Claims

1.一种电炉熔炼异质锭的方法，包括：在倾斜位置的熔渣池中熔炼自耗电极，并使模具相对于锭成型腔移动，其中，在与上一层的熔合相反的方向上对锭的每一后续层进行熔合，同时，在端部位置以双倾角α转动锭，而且将所述自耗电极送入所述模具的熔炼窗口，并浇铸熔渣，每一层的熔合过程都是在所述锭成型腔外的附加容器中开始，随后将所述熔渣池移入所述锭成型腔中，并且所述附加容器和所述模具的相对移动以如下方式实现：所述模具和所述附加容器的成型平面重合，而且在熔炼过程中从所述附加容器中移出熔接金属；所述方法的特征在于，在成型设备的所述附加容器中熔炼每个金属层后，通过出渣口更换自耗熔渣，所述出渣口在熔炼开始时由所述模具的成型表面封闭且在另一个容器中完成对金属层的熔合后打开，而且所述出渣口设置在所述附加容器后面的所述成型设备上，其中，远离熔炼空间的侧表面与相应出渣口成预设角度2α。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在向相反方向倾斜所述成型装置并将所述模具的所述成型表面从所述熔炼空间移动至所述端部位置时，进行出渣。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述熔渣排出到专用废渣收纳器中。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述模具的所述成型表面从所述熔炼空间移动至所述端部位置后且出渣后，更换用过的电极。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将金属熔池和熔渣池转移到所述成型装置的所述附加容器中，分离所述金属熔池和所述熔渣池。