CN204727936U - 用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔装置，该装置包括自熔电极、结晶器、铜板和底水箱，自熔电极采用4根同外径、同长度铸锭作为电极棒，再将电极棒两两并排连接，电极棒的顶端连接有假电极棒；铜板中心处铺设有碳粉层，碳粉层外侧设置有石棉层，导电板平放在碳层上，通气圈放置在结晶器的顶端，通气圈的内壁设有支管，外壁上设置有进气管；结晶器的底端与石棉层接触，紫铜板和结晶器用法兰盘连接；自熔电极放置在结晶器中并位于导电板的上方。该装置用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔，可有效控制合金中有害元素含量，所得合金重熔锭夹杂物含量低、纯净度高，组织成分均匀，偏析小，性能好，具有良好的高温塑性，热加工性能好。

Description

用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔装置

技术领域

本实用新型涉及金属冶炼领域，特别涉及一种大尺寸合金重熔锭的电渣重熔方法。

背景技术

大尺寸合金重熔锭是指重熔冶炼时使用的结晶器的直径为800-1000mm，或重量为7-10吨的合金锭。通常生产这种重熔锭，需购大直径浇注模，并且采用普通的电渣重熔工艺易产生偏析，使得金属组织不均匀，由于合金中中的O，S，P等杂质元素，是影响其性能的致命元素，其O为夹杂物的主要形成元素，因此，在生产过程中应尽量降低其在合金中的含量，而重熔锭其尺寸越大，控制O含量的难度越大，直径越粗，组织控制也越难实现。

电渣重熔是一种重要的提纯材料改善组织的冶金工艺技术，对材料的性能有着非常大的影响。如何通过合适的电渣重熔工艺，有效的降低有害元素，细化夹杂使杂质均匀化分布，细化组织使组织均匀化等，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔装置，该装置用于大尺寸合金重熔锭镍基合金、铁基合金的电渣重熔，可以有效控制合金中有害元素含量，生产出夹杂物含量低、纯净度高，且组织成分均匀，偏析小，高性能的合金重熔锭，所述合金具有良好的高温塑性，热加工性能好。

本实用新型的技术方案是：

用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔装置，包括自熔电极、结晶器、铜板和底水箱，所述自熔电极采用4根同外径、同长度铸锭作为电极棒，再将电极棒两两并排连接，电极棒的顶端连接有假电极棒；铜板放置在底水箱的顶部，铜板上铺设碳粉层，碳粉层外侧设置有石棉层，导电板平放在碳层上，通气圈放置在结晶器的顶端，通气圈的内壁设置有若个支管，通气圈的外壁上设置有进气管；结晶器的底端与石棉层接触；自熔电极放置在结晶器中并位于导电板的上方。

所述碳粉层的直径小于结晶器的内径。

所述碳粉层的面积与导电板面积相同。

所述石棉层的直径大于结晶器的外径。

所述支管向通气圈的圆心延伸并与通气圈连通。

本实用新型的有益效果：

1)采用的自熔电极棒，无需增购大直径浇注模，在保证自熔电极棒与结晶器之间填充比的前提下，可达到有效的降低有害元素，细化夹杂使杂质均匀化分布，细化组织使组织均匀化的目的。

2)在铜板上放置的石棉层及导电板(含碳粉导电层)以保护结晶器和铜板，既保证保护结晶器和铜板不受引弧剂打弧损害表面，又能阻止铜作为杂质元素进入重熔锭中。

本实用新型所述的电渣重熔装置，适用于大尺寸合金重熔锭镍基合金、铁基合金的电渣重熔。

附图说明

图1是电渣重熔装置的结构简图；

图2是碳粉层、石棉层、导电板在底水箱的分布图；

图3是图1的俯视图；

图4是氩气通气圈的示意图；

图5是镍基合金690电渣锭的铸态显微组织—12.5X；

图6是镍基合金690电渣锭生产的产品夹杂物形貌；

图7是镍基合金690电渣锭生产的产品显微组织—100X(规格为δ280×1650×1950mm)；

图8是镍基合金690电渣锭生产的产品显微组织—100X(规格为Φ220×2000mm)。图中，1为进气管；2为结晶器；3为底水箱；4为电极棒；5为假电极棒；6为碳粉层；7为石棉层；8为导电板；9为通气圈；10为支管；11为铜板。

具体实施方式

参见图1～图4。

电渣重熔装置包括自熔电极、结晶器2、铜板11和底水箱3。所述自熔电极采用4根同外径、同长度铸锭作为电极棒4，本实施例采用规格为Φ245×1200～1800mm真空铸锭作为电极棒。电极棒表面进行砂磨精整，保证电极棒表面无重皮、飞翅、结疤和夹渣等缺陷，无明显锈渍或氧化皮，粘附的油脂、耐火材料碎块等清理干净，再将4根电极棒两两并排焊接成一个矩阵，电极棒的顶端连接有假电极棒5。

本实施例采用结晶器2为上内口直径860mm，下内口直径920mm，长为2250mm的规格；重熔前将结晶器内表面杂物清理干净，保证其表面清洁、干燥；

将铜板11放置在底水箱3的顶部，铜板上铺设碳粉层，用抛光工具将底水箱3和铜底板11表面打磨干净，去除杂物，保证表面清洁、平整。将直径比结晶器下端内孔直径小15mm的圆铁圈放置在底水箱上面的铜板中心，沿铁圈外用直径Φ16mm石棉绳绕制至少5圈，形成石棉层7，以保证石棉层的直径大于结晶器的外径。在圆铁圈内平铺一层与导电板8面积相同的碳粉，形成碳粉层6，随后将厚度30mm的导电板8平放在碳粉上，确认平整后撤去圆铁圈。

通气圈9放置在结晶器的顶端，使氩气从结晶器的顶部流向结晶器中，使结晶器中形成氩气保护气氛。通气圈的内壁设置有若个向其圆心延伸的并与通气圈连通的支管10，通气圈的外壁上设置有进气管1；结晶器的底端与石棉层接触。

将自熔电极的放置在结晶器中并位于导电板的上方，其自熔电极中心线与结晶器的中心线重合。

重熔时，将合金屑摆放于启动板中心，渣料分批加入结晶器内，经引弧化渣，稳态熔化期，补缩期，冷却，得到大尺寸合金重熔锭。

重熔时，开启底水箱进、出水口，用冷水循环为其降温；设置在底水箱顶部的铜板也可以将热量迅速传递到大气中，起到给水箱降温的作用。

采用本实用新型所述装置，电渣重熔大尺寸镍基合金690重熔锭为例，重熔后合金的化学成分分析数据及夹杂物含量，其合金杂质元素控制在较低水平，达到了提纯的目的。

上述电渣重熔后合金样品按国标GB/T14999.2规定，经酸蚀后观察，未发现裂纹、缩孔、气泡、夹渣、白点、疏松、偏析等低倍缺陷。

上述电渣重熔后690合金产品，制样后进行力学性能测试，其结果如表3所述，其金相组织如图5～图8所示。

表1力学性能

Claims (5)

1.一种用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔装置，其特征在于：该装置包括自熔电极、结晶器、铜板和底水箱，所述自熔电极采用4根同外径、同长度铸锭作为电极棒，再将电极棒两两并排连接，电极棒的顶端连接有假电极棒；铜板放置在底水箱的顶部，铜板上铺设碳粉层，碳粉层外侧设置有石棉层，导电板平放在碳层上，通气圈放置在结晶器的顶端，通气圈的内壁设置有若个支管，通气圈的外壁上设置有进气管；结晶器的底端与石棉层接触；自熔电极放置在结晶器中并位于导电板的上方。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述碳粉层的直径小于结晶器的内径。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述碳粉层的面积与导电板面积相同。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述石棉层的直径大于结晶器的外径。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述支管向通气圈的圆心延伸并与通气圈连通。