直径300 mm电渣重熔钢锭的补缩工艺.doc

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 IngotShao Qingli(Hebei Metallurgical Experiment Works, Shijiazhuang 050031)1快锻机开坯对300 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300 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1015 mm的光滑凸台，凸台边缘距锭身有1015 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.1Requirement of top of ESR ingot for forging2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1015 mm宽平台；补充钢液，使钢锭形成1015 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1015 mm距锭身1015 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： 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。 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。 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到依次减慢。降流曲线如图2所示。图23种降流曲线Fig.2Three kinds of electric current decreasing curve用方法降低功率，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1015 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 0002 000 A，停留时间35 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： 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。 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.3Schematic of heat distribution during electric slag remelting1- 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方法在实际生产中不便操作，而方法较易做到，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300 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