5 t电渣炉重熔工艺研究

ｌｇ
ｄⅡ＝Ｋ１＋ｋ２ ｌｇ Ｒ。
（２） （３）
或ｄⅡ＝ａ・Ｒ：
式中：ｄⅡ一二次晶轴间距／ｔａｎ；Ｒ。一局部冷却速度／
对美国ｅ９４０６结晶器一蚴３电极，计算电流偏
小５．５％；舛０６结晶器一①３３０电极，计算电流偏小
７．１％（电极熔炼）；
ｏＣ・ｓ一；Ｒ。＝ＡＴ／ｒｒ或Ｒ。＝ＧＶ，；ｒｒ一局部凝固时间／
ｓ；ＡＴ一固、液双相区宽度，对Ｈ１３，Ｔ１＝Ｉ ４６４℃，Ｔｓ
（ｃｍ２／ｓ）；１／２Ｒ处Ｖｄ＝０．８７（ｃｍ２／ｓ）。
当采用大充填比及大尺寸的粗短结晶器时，
结晶是非稳态的，随着冶炼的进行，熔池深度发生
表３数据回归处理结果
回归方程为：
ｈｏ＝一５０．３６＋８．２５６Ｖ。＋８０．１３Ｇ。 Ｖ’ｏ＝０．８８３—０．０２７ ７Ｖ。＋０．４４８ Ｇｔ Ｈ２＝２４３．９—３２．７Ｖｇ＋２０８．８Ｇ。
ｉ＝０．８３８ １ｅ一（ｏ・毗７８＋１・９０５
８。’
两支矩形电极。充填比：０．４７～０．５１。
１．４冶炼特点
（１）
（１）大截面矮锭型；（２）电效率高；（３）一般 ７０３０渣由于渣阻小，难以适应。
２
式中：ｄ一电极当量直径／ｍｍ；ｋ，面积充填比；置信度
水平ａ＝０．００６
。５５０ ３。
Ｈ１３冶炼工艺及生产效果
式中：Ｕ，。一极限熔化速度／ｃｍ・ｓ～；ＤＯ＿结晶器当量
直径／ｃｍ。
代人结晶器尺寸及钢水比重，可得极限熔化 速度Ｕ。ｏ：
ｄ９５５０结晶器Ｕ。≤７．６７ ｋｇ／ｍｉｎ；
中国特殊钢年会２００５论文集
２００５年５月
６５０ｕ结晶器Ｕ。≤１０．２３
７６０口结晶器Ｕ。≤１１．８６
ｋｇ／ｍｉｎ； ｋｇ／ｍｉｎ。
ｌ
５
ｔ电渣炉设备参数及特点
℃。
６５０口结晶器：
１．１设备主要参数
变压器参数 功率：２
３ Ｖ； ２００ ｋＡ；
自耗电极：铸造２支，共５ ｔ，面积充填比
０．５ｌ；渣系：ＣａＦ２．鸽０３．ＣａＯ－Ｓｉ０２渣２５０ ｋｇ；电压：
６５
输出电压：６０—１１３．７ Ｖ，分２７级，极差１．４— 额定输出电流：２０
０００ Ａ；
１ １４×８３０ Ｘ ２。：矩形６５０Ｘ １．３电极
１
３．１以７６０［３结晶器为例进行分析 ４５０（等效７６０口）。 ８５０（等效６５０口）。
电流的确定：
７２６×１
电流密度ｉ：对不同结晶器一电极系统，为保证 冶炼质量，有不同的电流密度。对国内已有的电 渣炉数据（表２）进行回归处理，得出：
／ｋｇ・ｍｉｎ’１／ｋＷｈ・ｔ一１电耗／ｋＷｈ・ｔ一１
・１３０
，６０口％１：？嚣（描曷。）㈤ｏ
６５０口 ６４６６－ １１ ０００
电控系统：ＰＬＣ控制，可实现恒功率、恒熔速 控制，在选定参数的条件下，基本实现恒熔池控 制。在冶炼中，有重量、熔速及其参数的自动显
示。
（平１均０－１０１２．４４）
１ ３６０
ＶＬ｝
３００
Ａ；按太钢电渣炉进行修正，则电流相应
７００
为：下部Ｉ＝１３
１３ ０００ Ａ。
Ａ，上部Ｉ＝１２
Ａ，平均
Ｉ液面
３．２渣系、渣量与电压的比较 电渣炉中应有足够的渣量，以确保不出现明 弧，在下头接触良好的条件下，水冷假电极电压降
５
造 —砥线
液相线／
／－
／／
Ｖ，自耗电极总压降由７ Ｖ降至０．５ Ｖ（充填开
速度而保证足够的凝固速度。 即，要求Ｖ。・Ｄ≥０．４（ｃ岔／ｓ）。
由Ｖ。与Ｖ。的关系，当ｅ＝４５。时，可得Ｖ，・Ｄ ≥０．２８３（ｃｍ２，ｓ）。对７６０口结晶器，Ｖ，≥２．００（ｍｍ／ ｍｉｎ）。目前由于结晶器冷却条件的限制，稍有不 足，还有待于试验改进。
４结论
ｔ电渣炉工艺规程（试行）．１９９９
陈家辉．炼钢常用图表数据手册．北京：冶金工业出版社，１９８４
Ｕ，。Ｄ。≤Ｏ。４（ｃ矗／ｓ） （４）
显然，当渣量为２７０ ｋｇ时，常用的３０７０渣的
渣阻不足，电极浮在渣面上。实际冶炼中，后期渣 池深度有所下降，经常出现明弧。
因此，在冶炼Ｈ１３时，选用渣量为３００ ｋｇ，同
时在３０７０渣的基础上加入共１０％的石灰及火砖， 共计增大渣阻２０％，实际使用效果良好，如仍使 用３０７０渣，渣量应调至３３０ ｋｇ以上。 ３．３熔化速度的选择 电渣重熔中，熔化速度是控制金属池形状、结
较大的变化，只有液面上升速度取决予熔速，而液 面上升速度远大于结晶速度，因此如何找出结晶 速度的变化规律是工艺中的关键，也是确定合理 熔速的关键。
针对双极串联电渣炉，进行了现场的实际熔 池形状和液固相位置的探测。对数据进行回归处 理如表３所示。
实际结晶过程中，只有细长结晶器并采用小
充填比的条件，结晶过程基本处于稳态，上述公式 适用，按图１计算，实际电渣锭中心Ｖｄ＝０．４１
图中，ｖ皿为固相线轴向移动速度，Ｖｒ为熔池 液面移动速度，ｅ为Ｖ，及Ｖ。间的夹角（Ｖ，＝Ｖ。・
ｃｏｓ０）。
Ｑ（３０７０渣）； ａ（３０７０渣）。
电极插入深度为１０ ｍｍ时，渣池总电阻为
０．００４ １９
在熔池形状参数不变的稳态结晶条件下：ｖ１ ＝Ｖｍ，从而建立熔速与结晶的直接关系。在理想 熔池条件下（熔池深ｈ＝１／２ Ｄ，固相线与铸锭轴线 夹角４５。），按增子升公式，可得：
＝１
３３８℃，△Ｔ＝１２６℃；ｖｒ一局部凝固速度／
’
对齐钢西８７０结晶器，计算电流偏小１２．２％。 因此，公式（１）基本可用。
℃・ｈｉｍ～；Ｇ双相区温度梯度；ｋｌ、ｋ２、ａ、ｂ一均为常 数，与具体钢种有关。 相互间关系如图１。
对７６泸的计算可得出：
最大计算电流：下部Ｉ＝１６
１４ ３００
０００
Ａ，上部Ｉ＝
中国特殊钢年会２００５论文集
２００５年５月
５
ｔ电渣炉重熔工艺研究
肖克建
（长城特殊钢股份有限公司，江油６２１７０４）
摘要为适应模具钢大型锻材生产需求，长城特钢于１９９９年５月新建成１台５ ｔ双极串联电渣炉。在
重熔４０Ｃｒ、４５’、５ＣｒＮｉＭｏ试验的基础上，成功地冶炼了Ｈ１３大型锻材，探伤检验合格。本文就有关工艺问题作 初步探讨。 关键词渣制度电制度熔速充填比
图１电渣重熔示意图
始）。当炉口电压为６７～７９时，渣池电压前期为
５５—５７，后期６１．５—６３．５ Ｖ，相应渣池电阻前期应
大于０．００４
０１—０．００４ １６
Ｑ，后期０．００５—０．００５
１６
Ｑ，根据计算（渣池总深度１９０ ｍｍ，渣量２７０ ｋｇ）。 电极插入深度为０时，渣池总电阻为
０．００４ ８７
参考文献
李正邦，等．电渣炉原理与工艺．北京：高新技术出版社，１９９６
尹熙武．大电渣重熔工模具钢工艺参数的选择
电渣冶金专辑．１９８７，４
５
式中：Ｖ。．熔速／ｋｇ・ｍｉｎ～；ＧＩ一熔化重量／ｔ；Ｈ，一液面
前沿位置（距底水箱）／ｍｍ；Ｈ２一固相前沿位置（距
底水箱）／ｍｍ。
从回归方程可以看出，结晶呈非稳态的，与理 想的结晶条件差别很远。实际上，增子升公式只 是在假定Ｖ。＝Ｖｍ的结晶条件下，通过限制熔化
电压：７０ Ｖ；电流：１２
０００
Ａ；结晶器出口水温＜５５
２００５年５月 表２国内电渣炉工艺参数
肖克建：５ ｔ电渣炉重熔工艺研究
晶速度的主要因素，直接关系到一次晶轴间距、二 次晶轴间距、莱氏体钢间距，从而对成分偏析、碳 化物分布、夹杂物分布起着决定性作用。 钢锭结晶速度与钢锭大小有关，二次晶轴间 距与凝固速度有关，一次、二次晶轴间距与冷却速 度有关‘１｜。 二次晶轴间距与凝固速度的关系为：
Ｖ；电流：１１
０００
Ａ；结晶器出口水温＜５５℃。
２．２冶炼效果 冶炼效果见表１。
表１冶炼效果
结晶实际炉口 器 ｃａ／玉，／ｖ 电流
／Ａ
电极横臂：采用大截面小冷电极及节能等； 电横臂：电压损失＜５ Ｖ（实测２～３ Ｖ）； 电极升降：油压控制，升降速度可调Ｏ．５—５０
ｒａｍ／ｒａｉｎ；
熔速
总电耗锭身正常重熔
从表２可以看出，公式ｉ＿５６／ｄ仅适用仍００
ｍｌｎ范围内的结晶器，对小结晶器、大型结 晶器及双极串联电渣炉不适用。 公式（１）对太钢６５０口结晶器比较，计算电流 偏大１４．４％（双极串联）；
ｋｇ；
２．１冶炼工艺
７６０口结晶器： 自耗电极：铸造２支，共５ ｔ，不交换，面积充
填比Ｏ．４７；渣系：Ｃ幔一她０３．ＣａＯ．Ｓｉ０２渣３００
用于生产短粗钢锭的５ ｔ单相双极串联电渣
收稿日期：２００５．０３．０２
炉用于大型锻材的生产，通过了生产检验，效果良 好，节电效果极为显著。
生产试验数据表明，用于短粗结晶器，采用大
充填比时，不能达到恒结晶速度及恒熔池的设想。 通过实际数据测定，建造了结晶速度、熔池速度、 固相线位置与主要工艺参数的数学模型，对生产 工艺的制定有重要参考价值。 对短粗结晶器的双极串联电渣炉，其渣系、电 压的选择有其特有规律，不同于一般电渣炉。 致谢本文写作得到了炼钢技术组和技术中心工 模具钢组同志的大力支持，特别是梅洪生高工和 尹熙武高工的悉习指导，在此表示衷心感谢。