[發(fā)明專利]一種真空自耗爐冶煉方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510307977.2
• 申請(qǐng)日: 2015-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN104846212A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳建軍;董寶渝;秦洪偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C22B9/04
• 分類號(hào): C22B9/04;C22B4/00
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 伍倫辰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及真空爐冶金工業(yè)領(lǐng)域，尤其涉及一種真空自耗爐冶煉方法。

背景技術(shù)

真空自耗電極電弧爐簡(jiǎn)稱真空自耗爐冶煉方法，是在真空環(huán)境中利用電弧作為熱源熔煉金屬的一種電爐。主要用于熔煉難熔金屬及稀有金屬,尤其是在鈦及鈦合金熔煉領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛。真空自耗電極電弧爐的結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)置坩堝的爐體，爐體內(nèi)坩堝外設(shè)置有夾層式的冷卻水室，爐體上方豎向設(shè)置有真空室殼體，真空室殼體外連接有抽真空系統(tǒng)，真空室殼體內(nèi)套設(shè)有豎向正對(duì)坩堝設(shè)置的電極，電極包括位于上方的過渡電極和焊接在過渡電極下方的自耗電極，過渡電極上部連接在升降主軸上，升降主軸上部通過滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)可滑動(dòng)地穿過真空室殼體，還設(shè)置有用于控制真空室殼體以及升降主軸進(jìn)行升降的升降控制系統(tǒng)。其中現(xiàn)有的電極和升降主軸連接方式，是通過端平面對(duì)接后，靠升降主軸上的夾具對(duì)電極進(jìn)行夾緊固定。

這種真空自耗爐冶煉方法工藝過程如下，待重熔的金屬先制成自耗電極，和過渡電極同心牢固焊接形成電極，升降主軸上的夾具將過渡電極夾緊，自耗電極裝進(jìn)爐體坩鍋內(nèi)，自耗爐密閉，抽真空至定值，升降主軸下降將自耗電極送至近坩鍋底，坩鍋底上放有底墊和起弧劑，在空載電壓下借助于自耗電極與起電弧劑之間的瞬時(shí)接觸產(chǎn)生弧光放電進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定的電弧燃燒，形成一定量的金屬熔池．起弧成功后轉(zhuǎn)入正常熔煉．正常熔煉時(shí)合理控制電流，電壓，熔煉速度和真空度，金屬中的氣體及低熔點(diǎn)的雜質(zhì)就能得到脫除。

在真空自耗電極電弧重熔工藝中，自耗電極的直徑和坩鍋直徑應(yīng)有一合理的比例，電極直徑太大(接近坩鍋直徑)，影響排氣，太小則會(huì)使熱損失過大，熔池溫度不均勻．適中的電極直徑和坩鍋直徑按一定比例制成，但如果電極與坩鍋對(duì)中不良，即電極外圓周表面與坩鍋內(nèi)圓周面距離不均，或者電極與坩鍋因?qū)χ胁涣忌踔劣薪佑|點(diǎn)，則容易產(chǎn)生邊弧燒壞坩鍋壁，因坩鍋壁外是冷卻水，如發(fā)生上述事故擊穿坩鍋則將嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備及危害操作人員人身安全。而現(xiàn)有真空自耗爐冶煉方法升降主軸下端面與過渡電極配合面選用平面配合，平面配合方式當(dāng)電極與主軸配合同心度良好時(shí)才能保證面接觸良好，導(dǎo)電良好。如主軸與電極不同心，則因重力作用電極中心線與主軸中心線會(huì)出現(xiàn)一定夾角，配合面將難以避免的產(chǎn)生配合間隙，主軸與過渡電極配合不良將產(chǎn)生大量打弧現(xiàn)象，影響冶煉電流，并易損壞主軸下端面或過渡電極相應(yīng)配合面，過渡電極損耗大。現(xiàn)有真空自耗爐冶煉方法主軸與過渡電極在夾持方面主要選用垂直夾具，此夾具缺點(diǎn)是只能保證夾頭和電極持夾位夾緊，不能在電極夾持安裝中起到自動(dòng)對(duì)中作用，因而現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)不能方便地完成電極與主軸以及后繼與坩鍋保證對(duì)中的操作要求．在實(shí)際操作中操作人員為了對(duì)好中心，往往多次夾持，多次上升下降不斷調(diào)整電極與坩鍋的對(duì)中情況等，并且只能靠眼睛去判斷實(shí)際對(duì)中量，此方法精度很低，人為誤差較大，難以防止電極軸向與主軸定位中心線及坩鍋中心線之間發(fā)生徑向位移，從而引起真空冶煉中因電極對(duì)中不良而產(chǎn)生邊弧現(xiàn)象損壞坩鍋壁，現(xiàn)有技術(shù)操作復(fù)雜，電極重復(fù)定位精度低、操作速度慢，難以滿足批量生產(chǎn)時(shí)電極批量更換與及高精度重復(fù)快速定位的要求，大大降低了生產(chǎn)效率。

另外，現(xiàn)有的真空自耗爐冶煉方法冶煉時(shí)，均是電極插入安裝好后直接通電加溫，這樣新電極如不做處理就急劇升溫可能出現(xiàn)炸裂或掉塊的現(xiàn)象；影響安全性且更嚴(yán)重的影響是新電極坯料炸落進(jìn)入熔池后，因坯料端頭與熔池溫差過大不可避免的造成結(jié)晶器內(nèi)熔池溫度驟然降低，打破正常熔煉環(huán)境。從而使鋼錠出現(xiàn)勒殼、渣溝、成份不均、含雜等質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重影響了鋼錠冶煉質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)電極的夾持對(duì)中，能減少主軸與過渡電極配合面配合不良產(chǎn)生的打弧現(xiàn)象，能使主軸與過渡電極夾持精巧穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便的真空自耗爐冶煉方法，使其電極重復(fù)定位精度高、速度快，并能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)所需進(jìn)行的電極批量更換以及高精度快速重復(fù)定位要求，并進(jìn)一步使其具有預(yù)熱功能提高其安全性，提高鋼錠冶煉質(zhì)量。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種真空自耗爐冶煉方法，包括將待冶煉金屬制作為自耗電極并同心焊接于過渡電極下方完成電極制備的步驟，包括將電極安裝固定到真空自耗爐的升降主軸下端并送至真空自耗爐坩堝內(nèi)的步驟，以及完成真空自耗爐真空室殼體的對(duì)接密封和抽真空的步驟，抽真空后對(duì)電極通電使得自耗電極與坩堝底部預(yù)設(shè)的起電弧劑之間產(chǎn)生弧光放電進(jìn)行冶煉；其特征在于，電極安裝時(shí)，先靠設(shè)置于電極上端和升降主軸下端的一對(duì)能夠形成錐筒形配合的對(duì)接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電極的自動(dòng)對(duì)中，然后再靠電極夾持裝置夾緊固定。