[发明专利]一种双合金同步重熔制备大型均匀铸锭的装置及方法

说明书

本发明属于电渣重熔和大型装备制造技术领域，尤其涉及一种双合金同步重熔制备大型均匀铸锭的装置及方法。该装置包括冷却水循环系统、供电系统、自耗电极升降装置、电极导杆、自耗电极连接法盘、结晶器和底水箱，还包括内棒外管式双合金自耗电极；内棒外管式双合金自耗电极包括内层棒状和外层管状自耗电极两组电极；两组电极采用成分不同的两种合金材料且与焊接在自耗电极连接法盘的预留焊接头焊接；电极导杆的一端与自耗电极升降装置焊接，另一端与自耗电极连接法盘焊接；冷却水循环系统用于冷却结晶器和底水箱；供电系统的正极与电极导杆连接，负极与底水箱连接。该装置能够有效减少偏析，同时适用于制备大型均匀铸锭。

技术领域

本发明属于电渣重熔和大型装备制造技术领域，尤其涉及一种双合金同步重熔制备大型均匀铸锭的装置及方法。

背景技术

随着冶金工业的发展，生产的铸锭合金含量逐步增多，这类铸锭尤其是大型铸锭生产过程中容易产生中心偏析。中心偏析及其伴随的疏松级别的增加不仅影响铸坯的后续热加工性能与成材率，也直接影响到轧材产品组织与力学性能稳定性。

目前，在高端钢产品铸造领域仍处于劣势，铸坯的偏析、疏松缺陷得不到有效改善，提升钢铁产品质量已成为企业提高行业竞争力的重要途径。

现阶段提出的减轻中心偏析的方法有如下：(1)加压铸锭法，即将锭模放入压力容器中，在加压的情况下使钢锭凝固，或者在保温帽处盖上特殊的罩，密封起来，再加压使钢锭凝固；(2)搅拌法，即用搅拌棒搅动钢水，以打碎柱状枝晶，细化晶粒，减轻偏析；(3)超声波铸造法，即边利用超声波产生的振动搅拌钢水边进行铸造。但是，以上方法都是实验方法，对大生产是不适用的，因为这些方法相应的设备投资较大，不利于实用。还有一种方法是提高凝固速度法，即通过提高凝固速度来减轻偏析，但锭内气压造成的鼓肚不能通过，存在安全隐患。

日本某厂曾经为了改善用高碳Cr-Mo钢锭制造大型支承辊的偏析问题，开发了AP工艺，即用续浇的低碳钢水稀释原来钢锭心部的钢水成分，以此来减轻中心偏析的危害。但该工艺主要是针对大型支承辊的，不太适用于用电渣重熔技术制备大型铸锭。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种双合金同步重熔制备大型均匀铸锭的装置及方法，该装置采用不同材质的内棒外管状双合金自耗电极，能够有效减少偏析，同时适用于制备大型均匀铸锭。

(二)技术方案

本发明提供一种双合金同步重熔制备大型均匀铸锭的装置，包括冷却水循环系统、供电系统、自耗电极升降装置、电极导杆、自耗电极连接法盘、结晶器和底水箱，还包括内棒外管式双合金自耗电极；

所述内棒外管式双合金自耗电极包括两组电极，分别为内层棒状自耗电极和外层管状自耗电极；

所述内层棒状自耗电极和所述外层管状自耗电极采用成分不同的两种合金材料；

所述内层棒状自耗电极和外层管状自耗电极与焊接在所述自耗电极连接法盘底部的预留焊接头焊接；

所述电极导杆的一端与自耗电极升降装置焊接，另一端与所述自耗电极连接法盘焊接，用于将与所述自耗电极连接法盘相连的内棒外管式双合金自耗电极伸入所述结晶器中；

所述冷却水循环系统用于冷却所述结晶器和底水箱；

所述供电系统的正极与所述电极导杆连接，负极与所述底水箱连接。

如上所述的方案，优选地，所述内棒外管式双合金自耗电极的两组电极长度相等且同轴安装，其中，所述内层棒状自耗电极为实心棒状电极。

如上所述的方案，优选地，所述外层管状自耗电极中间为空心，外边缘形成管状。