[發明專利]一種導電結晶器電渣重熔控制鑄錠凝固組織方向的方法

有效

• 申請號: 201610871586.8
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106270423B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 劉福斌;姜周華;余嘉;耿鑫;李花兵;李星;陳奎;彭輝;張宇
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B22D7/12
• 分類號: B22D7/12;C22B9/18
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

1.一種導電結晶器電渣重熔控制鑄錠凝固組織方向的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

步驟1，渣料的配制及烘烤：

(1)配制高電導率的渣料，高電導率的渣料在1900K時的導電率為300～500Ω^-1m^-1；

(2)將渣料在600～800℃下烘烤4～6h后，渣料隨爐降溫，備用；

步驟2，預備工作：

(1)確定填充比和電極的插入深度,填充比和電極插入深度的選擇，對導電結晶器電渣重熔控制鑄錠凝固組織方向產生如下影響：

其他條件不變的情況下，隨著填充比的增大，電流從導電結晶器流出的比例增大，電流從底水箱流出的比例減小，鑄錠的凝固組織與豎直方向的夾角隨之減小；

其他條件不變的情況下，隨著電極插入深度增大，電流從導電結晶器流出的比例減小，電流從底水箱流出的比例增大，鑄錠的凝固組織與豎直方向的夾角隨之增大；

(2)將底墊放置在電渣爐的底水箱中央，在底墊上放置引弧劑，在引弧劑周圍平鋪部分渣料；

(3)將導電結晶器坐落在底水箱上并進行對中；

步驟3，導電結晶器電渣重熔：

(1)通過開關閉合與斷開，使電流路徑為電源→自耗電極→渣料→底水箱→電源，起弧后，將剩余渣料分批次加入導電結晶器內，進行化渣；

(2)渣料全部熔清后，設定重熔電流和重熔電壓，進行電渣重熔，在電渣重熔過程中，通過開關閉合與斷開設定電流路徑，控制通過結晶器和底水箱電流的分配比例，改變金屬熔池的形狀和深度，從而控制鑄錠凝固組織的方向；

其中：所述的電流路徑為以下(a)(b)或(c)種方式中的一種：(a)，電流路徑為電源→自耗電極→渣料→底水箱→電源；(b)，電源→自耗電極→渣料→導電結晶器→電源；(c)，電流路徑為2條：電源→自耗電極→渣料→底水箱→電源、電源→自耗電極→渣料→導電結晶器→電源；

(3)在電渣重熔過程后期，進行電渣重熔補縮操作后斷電，自然冷卻，制得重熔鑄錠，其中，電渣重熔補縮操作是在保證爐口電壓/重熔電流的比值不變的條件下，同時按比例降低爐口電壓和重熔電流；

所述電渣重熔過程，熔速由經驗公式v＝(0.5～0.7)·D確定，其中：v-熔速；D-結晶器直徑。

2.根據權利要求1所述的導電結晶器電渣重熔控制鑄錠凝固組織方向的方法，其特征在于，所述的步驟1中，將渣料混合均勻后放入電阻爐進行烘烤，去除渣料中的水分。

3.根據權利要求1所述的導電結晶器電渣重熔控制鑄錠凝固組織方向的方法，其特征在于，所述的步驟2中，底墊的材質與所需冶煉鋼種材質相同，且厚度為20～30mm。

4.根據權利要求1所述的導電結晶器電渣重熔控制鑄錠凝固組織方向的方法，其特征在于，所述的步驟2中，引弧劑為CaF₂和TiO₂經預熔后得到的混合物，按質量比，CaF₂∶TiO₂＝(40～60)∶(40～60)。

5.根據權利要求1所述的導電結晶器電渣重熔控制鑄錠凝固組織方向的方法，其特征在于，所述的步驟2中，部分渣料的質量，為所要處理的渣料總質量的1～2％。

6.根據權利要求1所述的導電結晶器電渣重熔控制鑄錠凝固組織方向的方法，其特征在于，所述的步驟3中，通過設定電流路徑，控制通過結晶器和底水箱電流的分配比例的方法為：選擇電流路徑(a)時，電流全部流經底水箱，鑄錠的凝固組織與豎直方向的夾角最大；選擇電流路徑(b)時，電流全部流經導電結晶器，鑄錠的凝固組織與豎直方向的夾角最小；選擇電流路徑(c)時，導電結晶器和底水箱上均有電流流過，鑄錠的凝固組織與豎直方向的夾角介于電流路徑(a)的夾角與電流路徑(b)的夾角之間。

7.根據權利要求1所述的導電結晶器電渣重熔控制鑄錠凝固組織方向的方法，其特征在于，所述步驟3中，起弧方法為固態起弧法。