[发明专利]一种电渣液态浇铸方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电渣重熔技术，具体地说是一种电渣液态浇铸方 法。

背景技术

电渣重熔(electroslag remelting)是利用电流通过熔渣时产生 的电阻热作为热源进行熔炼的方法。其主要目的是提纯金属并获得洁 净组织均匀致密的钢锭。经电渣重熔的钢，纯度高、含硫低、非金属 夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。 电渣钢的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。电渣钢锭的 质量取决于合理的电渣重熔工艺和保证电渣工艺的设备条件。

电渣重熔的产品品种多，应用范围广。其钢种有：碳素钢、合金 结构钢、轴承钢、模具钢、高速钢、不锈钢、耐热钢、超高强度钢、 高温合金、精密合金、耐蚀合金、电热合金等400多个钢种。此外， 可用电渣法直接熔铸异形铸件，可以铸代锻，简化生产工序，提高金 属的利用率。

把平炉、转炉、电弧炉或感应炉冶炼的钢铸造或锻压成为电极， 通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺，英文简称ESR。

传统电渣重熔(ESR)是利用电流通过液态熔渣产生电阻热加热和精 炼金属的一种特种熔炼方法。其目的是在初炼的基础上进一步提纯钢、合 金和改善钢锭的结晶组织，从而获得高质量的、组织均匀致密的钢锭。图 1是传统电渣重熔方法示意图，其中，1-自耗电极；2-水冷结晶器；3- 渣池；4-金属熔池；5-渣壳；6-钢锭；7-底水箱；8-金属熔滴；9- 变压器；10-大电流导体。具体过程如下：

在铜制水冷结晶器内盛有熔融的炉渣，自耗电极一端插入熔渣 内。自耗电极、渣池、金属熔池、钢锭、底水箱通过短网导线和变压 器形成回路。在通电过程中，渣池放出焦耳热，将自耗电极端头逐渐 熔化，熔融金属汇聚成液滴，穿过渣池，落入结晶器，形成金属熔池， 受水冷作用，迅速凝固形成钢锭。在电极端头液滴形成阶段，以及液滴 穿过渣池滴落阶段，钢-渣充分接触，钢中非金属夹杂物为炉渣所吸 收。钢中有害元素(硫、铅、锑、铋、锡)通过钢-渣反应和高温气 化可以有效地去除。液态金属在渣池覆盖下，基本上避免了再氧化。 因为是在铜制水冷结晶器内熔化、精炼、凝固的，这就杜绝了耐火材 料对钢的污染。钢锭凝固前，在它的上端有金属熔池和渣池，起保温 和补缩作用，保证钢锭的致密性。上升的渣池在结晶器内壁上形成一 层薄渣壳，不仅使钢锭表面光洁，还起绝缘和隔热作用，使更多的热 量向下部传导，有利于钢锭自下而上的定向结晶。由于以上原因，电渣 重熔生产的钢锭的质量和性能得到改进，合金钢的低温、室温和高温 下的塑性和冲击韧性增强，钢材使用寿命延长。

电渣重熔技术具有以下优点：

1)产品性能优越，纯度高、含硫量低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、 结晶均匀致密、金相组织和化学成分均匀。

2)生产灵活，电渣重熔设备简单，操作方便。

3)工艺稳定，质量与性能的再现性高。

4)经济合理，设备简单、操作方便、生产费用低于真空电弧重熔，金属 成材率高。

5)过程可控，过程控制参量较少，目标参量易达到，便于自动化。

传统电渣炉冶炼过程中，钢锭重熔速度是依据熔化速度与重熔锭直径 之比值在1以下或略大于1的原则来控制的。对于一些易偏析合金(如工 具钢、高温合金等)，这一比值低至0.65～0.75，这样，重熔钢锭时熔化 速度就很慢。因而传统电渣重熔方法的缺点是：生产效率很低、生产周期 长、生产成本高；同时金属电极的制备不但使得生产成本增加，而且使得 工序复杂、生产周期长。

发明内容

为了克服传统电渣重熔方法存在的问题，本发明的目的是提供一种 电渣液态浇铸方法，该电渣液态浇铸(ESR LM)方法可以大幅度提高生产 效率，降低生产成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电渣液态浇铸方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)将精炼后的钢水注入中包中，启动中包感应加热电源对钢水进行加 热；

2)将引锭装置与结晶器封好后，利用化渣臂在结晶器内化好预定重 量的液态炉渣，将中包移动至浇注工位，浇注水口与结晶器对中后开始浇 注钢水；