直径300 mm电渣重熔钢锭的补缩工艺

直径300 mm电渣重熔钢锭的补缩工艺

邵青立

Filling Technology for Preventing Shrinking of 300 mm Round Electric Slag Remelting Ingot

Shao Qingli

(Hebei Metallurgical Experiment Works, Shijiazhuang 050031)

1 快锻机开坯对Φ300 mm钢锭补缩端的要求

河北冶金实验厂采用双极串联电渣炉生产Φ300 mm电渣锭，供快锻机开坯，精锻机成材，其补缩端要求为：

(1) 补缩端头不得有渣沟，锻压钢锭时，渣沟处应力集中，易开裂。 (2) 补缩端不得有大台阶，台阶过大增大切头量。

(3) 补缩端缩孔深度小于10 mm，端面平滑；缩孔较深，锻压时缩孔处易开裂，导致端头开花或裂纹向里延伸，降低成材率。

(4) 钢锭补缩端最好有10～15 mm的光滑凸台，凸台边缘距锭身有10～15 mm。端头凸台距锭身有一定距离，开锻时端面凸台较后受力，端头不易开裂(图1)。

图1 锻造要求的钢锭端头形态

Fig.1 Requirement of top of ESR ingot for forging

2 补缩工艺的研究与制订

2.1 电渣重熔时冷却条件

结晶器进水温度40 ℃、出水温度68 ℃，进出水管管径30.48 mm，循环水压力0.35 MPa。

2.2 传动控制系统

重熔电流控制直流电机转速，直流电机通过齿轮与减速箱联接，减速箱带动钢丝绳使自耗电极上升或下降。直流电机可正反两个方向转动。 2.3 根据锻造要求确定补缩工艺

电渣重熔进入补缩阶段时，首先降低渣温，使高温区收缩，渣皮向里延伸，钢锭凝固层变厚，钢锭周边出现10～15 mm宽平台；补充钢液，使钢锭形成10～15 mm厚凸台；然后保温使钢液缓慢收缩形成深度小于10 mm的平滑缩孔。

可将以上补缩工艺分为3个阶段：(1) 平台形成阶段，此时钢锭上端面既不上涨也不下陷。(2) 凸台形成期，在钢锭上端面中部隆起一个厚度为10～15 mm距锭身10～15 mm的凸台。(3) 保温使上端面平滑。 2.4 控制重熔过程满足补缩工艺

2.4.1 在补缩第1阶段，降低渣温使高温区收缩，只有降低输入功率，在电压不便调整的情况下减少电流，有3种方法：① 由正常重熔电流通过提升电极，减小电极在渣池中的埋入深度而减小电流。② 停止电极自动下降，使埋入渣池中的电极自行熔化，随着电极埋入深度减小，电流自然下降。③ 通过手动调节，降低电机转速，使电极的下降速度减慢，逐渐减小电流。

以上3种降低电流的方法由①到③依次减慢。降流曲线如图2所示。

图2 3种降流曲线

Fig.2 Three kinds of electric current decreasing curve 用方法①降低功率，电极熔化补缩速度呈阶梯形变化，与钢液的凝固速度不一致，补缩时形成端头渣沟或高凸台。

用方法③降低功率，手动操作电流的下降速度不均匀，并且功率下降缓慢，补缩速度大于凝固收缩速度，补缩时易形成有渣沟大台阶。 用方法②降低功率，电流随时间变化呈抛物线关系，电极熔化速度稍大于凝固速度，在电流自然降至零位后停留15 s左右，能形成10～15 mm宽上端面平滑的凝固层。若停留时间短高温区收缩不够，平台宽度不足；若停留时间过长，高温区收缩过度，熔池温度过低，在补缩第2阶段会形成周边不规则的凸台。

2.4.2 补缩第2阶段凸台形成期，电极熔化速度大于钢液凝固收缩速度。重熔电流控制在1 000～2 000 A，停留时间3～5 min得到理想效果。电流过高，则高温区扩大，凸台直径增大，凸台根部形成渣沟。电流过低，熔池温度低，凸台周边不规则。停留时间过长，则形成大台阶；停留时间短，补缩量不够。

2.4.3 凸台形成后进入补缩第3阶段。在不供给钢水的情况下，钢液温降越缓慢，形成的缩孔就越平滑。由图3可知，要使熔池温度缓慢降低有几种方法：① 通过提高进水温度或减小冷却水流量的方法减少冷却水带走的热量。② 减少渣面辐射热的损失，防止渣面快速降温。

图3 重熔时热量分布示意图

1-熔化电极吸收热量；2-辐射热量； 3-冷却水带走热量；4-钢锭传给结

晶器壁的热量；5-钢锭的储热；6-底水箱带走的热量

Fig.3 Schematic of heat distribution during electric slag

remelting

1- Absorbed heat of electrodes; 2- Radiation heat; 3- Heat loss with cooling water; 4- Heat transferring to wall of crystallizer; 5- Reserved heat in ingot; 6- Heat loss with bottom water box 方法①在实际生产中不便操作，而方法②较易做到，效果好。停电后使高温电极覆盖在渣面上，约10 min后钢液凝固，此时抬升电极，使渣池快速降温约10 min后凝固，完成整个补缩过程。

3 结论

双极串联电渣炉生产Φ300 mm W9Mo3Cr4V钢锭的补缩工艺：关掉自动下降开关，重熔电流由额定值自然降低至零位，停留15 s后将电流升到1 000 ～2 000 A,保持3～5 min，停电，停电后10 min抬电极，停电后20 min脱钢锭。

作者简介：邵青立，男，31岁，工程师。1989年毕业于唐山工程技术学院钢铁冶金专业。从事特殊钢冶炼。

作者单位：河北冶金实验厂，石家庄 050031

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/62rt.html