CN109014139A - 电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，包括电渣重熔炉、内结晶器、外结晶器和供电***，所述内结晶器和外结晶器之间形成环形浇注容腔；所述环形浇注容腔内浇注熔渣后自耗电极加热熔化、冷却结晶形成含钛高温合金件；所述熔渣包含以下质量百分比的组份：CaF₂:59±5％、CaO:18±2％、Al₂O₃:18±2％、TiO₂:5±3％；或者CaF₂:62±5％、CaO:8±2％、Al₂O₃:15±3％、MgO:7±2％、TiO₂:8±3％。本发明的电渣重熔制备含钛合金的装置，摒弃抽锭环节(即可以采用不含SiO₂的渣系)，解决因[Ti]+(SiO₂)＝(TiO₂)+[Si]而引起钛元素的大量烧损的技术问题，在保证空心钢锭表面质量的条件下，使得易氧化元素含量达到合金标准要求，且沿铸锭轴向呈均匀分布。

Description

电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置和方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，涉及一种电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，以及制备含钛高温合金空心钢锭的方法。

背景技术

随着我国航空发动机、燃气轮机和石油化工产业的高速发展，对各类合金管材的性能要求越来越高，主要包括材料的高温强度、抗氧化、耐腐蚀及抗蠕变断裂性能等。以奥氏体耐热钢为代表的传统材料已无法满足上述产业的进一步发展，高温合金因其具有良好的蠕变强度和耐腐蚀性能，是制备上述领域用管材的理想材料。高温合金是指在600℃以上具有良好的抗氧化、耐腐蚀性能、能够承受复杂应力的一种金属材料，其绝大多数含有钛、铝等易氧化元素。

合金管材的传统制备方法是以实心钢锭为原料，加热至可锻温度进行镦粗及冲孔、经扩孔及拔长等工序制成，由于高温合金的热塑性较差，在锻造过程中极易产生裂纹或开裂。采用传统方法制备高温合金管材，其工序复杂，成品收得率低，尤其对于大型合金管坯，其加工工艺更为复杂，严重降低了产品成材率和质量。中国发明专利(公开号：CN106801146A)公开了一种以抽锭式电渣重熔制备高温合金空心钢锭的方法，电渣重熔的渣系中必须配入SiO₂以保证熔渣具有良好的物化性能(高温塑性)，以满足冶炼过程中的抽锭要求。但是，在冶炼含钛高温合金中(w[Ti]>1％)，根据反应[Ti]+(SiO₂₎＝(TiO₂)+[Si]可知，渣中SiO₂会引起钢锭中钛元素的大量烧损，使得整支空心钢锭中易氧化元素含量达不到合金要求标准，该方法具有局限性。中国发明专利(公开号：CN102463272A)公开了一种离心铸造制备空心钢锭的技术，但是该方法制备出的空心钢锭存在内部疏松、偏析、气孔、夹杂等缺陷，严重降低了高温合金管材的内部质量与性能，此方法具有局限性。

采用空心钢锭为原料生产高温合金管材具有广泛的应用价值，但是电渣重熔生产高温合金空心钢锭中合金成分以及钢锭表面质量控制一直是该制备工艺的瓶颈。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，摒弃抽锭环节(即可以采用不含SiO₂的渣系)，解决因[Ti]+(SiO₂)＝(TiO₂)+[Si]而引起钛元素的大量烧损的技术问题，在保证空心钢锭表面质量的条件下，使得易氧化元素含量达到合金标准要求，且沿铸锭轴向呈均匀分布。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，包括电渣重熔炉和供电***，其还包括均安装在所述电渣重熔炉内的内结晶器和外结晶器，所述内结晶器和外结晶器之间形成环形浇注容腔，所述环形浇注容腔内设有环形自耗电极组；所述环形浇注容腔内浇注熔渣后，环形自耗电极组在环形浇注容腔进行电渣重熔冶炼，形成含钛高温合金空心钢锭；

所述内结晶器包括首尾依次连接形成空心圆柱体状结构的第一分体、第二分体和第三分体，所述第二分体和第三分体分别转动连接在第一分体的两端，所述第二分体和第三分体的自由端卡扣连接；

所述熔渣包含以下质量百分比的组份：

CaF₂:59±5％、CaO:18±2％、Al₂O₃:18±2％、TiO₂:5±3％；

或者CaF₂:62±5％、CaO:8±2％、Al₂O₃:15±3％、MgO:7±2％、TiO₂:8±3％。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述供电***包括电源、电抗器、第一开关(K1)和第二开关(K2)；所述电源的一端连接自耗电极组，所述第一开关和第二开关两者并联后连接在电源的另一端，所述第一开关的另一端电连接电渣重熔炉底水箱，所述第二开关的另一端串联电抗器后电连接外结晶器；

电源、自耗电极组、液态熔渣、空心钢锭、电渣重熔炉底水箱、第一开关依次电连接形成第一供电回路；

电源、自耗电极组、液态熔渣、外结晶器、电抗器、第二开关依次电连接形成第二供电回路；

所述电渣重熔炉内熔渣升温初期启动第一供电回路，熔渣温度稳定后同时启动第一供电回路和第二供电回路。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电抗器的阻抗能够调整，通过调整电抗器的阻抗来调整第二供电回路的电流大小。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一供电回路的熔炼电压为50～80V，熔炼电流为0.025～0.04(D²-d²)；所述第二供电回路的熔炼电压为50～80V，熔炼电流为0.01～0.016(D²-d²)；其中，D为外结晶器的内径，d为内结晶器的外径。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述内结晶器的第二分体的自由端面设有第一卡槽；所述第三分体的自由端面设有第二卡槽，所述第二分体和第三分体两者之间设有插块，所述插块***第二分体和第三分体之间时构成闭合的环形内结晶器。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一卡槽顶端开口，其低端为盲口；所述第二卡槽顶端开口，其低端为盲口。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述自耗电极组为两组，两所述自耗电极组对称设置在内结晶器的两侧；所述自耗电极组的熔化速率为0.5～0.8(D²-d²)^0.5kg/h；其中，D为外结晶器的内径，d为内结晶器的外径。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的方法，包括以下步骤，

(1)固定内结晶器、外结晶器于电渣重熔炉上；安装自耗电极组于支臂上并***环形浇注容腔内、且对称设置在内结晶器的两侧；

(2)配比渣料：按质量百分比配比以下组份CaF₂:59±5％、CaO:18±2％、Al₂O₃:18±2％、TiO₂:5±3％；

或者CaF₂:62±5％、CaO:8±2％、Al₂O₃:15±3％、MgO:7±2％、TiO₂:8±3％；

(3)获取液态熔渣：将步骤(2)的各组份加入化渣炉中化渣获得液态熔渣；

(4)将液态熔渣浇入环形浇注容腔内，启动供电***开始电渣重熔冶炼。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述供电***包括电源、自耗电极组、电抗器、第一开关(K1)和第二开关(K2)；所述自耗电极组***环形浇注容腔内；所述电源的一端连接自耗电极组，所述第一开关和第二开关两者并联后连接在电源的另一端，所述第一开关的另一端电连接电渣重熔炉底水箱，所述第二开关的另一端串联电抗器后电连接外结晶器；

电源、、自耗电极组、液态熔渣、空心钢锭、电渣重熔炉底水箱、第一开关依次电连接形成第一供电回路；

电源、自耗电极组、液态熔渣、外结晶器、电抗器、第二开关依次电连接形成第二供电回路；

所述第一供电回路启动10～20分钟后，启动第二供电回路。

本发明相较于现有技术的优点和技术效果如下：

其一、本发明的电渣重熔制备含钛合金的装置，摒弃抽锭环节(即可以采用不含SiO₂的渣系)，解决因[Ti]+(SiO₂)＝(TiO₂)+[Si]而引起钛元素的大量烧损的技术问题，在保证空心钢锭表面质量的条件下，使得易氧化元素含量达到合金标准要求，且沿铸锭轴向呈均匀分布。

其二、对于w[Ti]/w[Al]<5(w[Ti]为Ti的质量分数、w[Al]为Al的质量分数)的高温合金，采用CaF₂:59±5％、CaO:18±2％、Al₂O₃:18±2％、TiO₂:5±3％渣系，其具有良好的物化性能、且利于脱硫，渣中加入少量的TiO₂就能够保证3[Ti]+2(Al₂O₃)＝3(TiO₂)+4[Al]接近热力学平衡。对于w[Ti]/w[Al]>5的高温合金，渣中加入大量的TiO₂促进反应3[Ti]+2(Al₂O₃)＝3(TiO₂)+4[Al]接近热力学平衡，过高的TiO₂容易恶化熔渣物化性能，导致钢锭表面缺陷发生。由于CaO与酸性氧化物TiO₂能够结合为CaTiO₃，严重降低TiO₂活度，对于高w[Ti]/w[Al]比合金而言，低CaO渣可以降低渣中TiO₂的用量。因此，对于w[Ti]/w[Al]>5的高温合金，采用低CaO的渣系CaF₂:62±5％、CaO:8±2％、Al₂O₃:15±3％、MgO:7±2％、TiO₂:8±3％，不仅能够保证合金中的高w[Ti]/w[Al]比、同时熔渣兼具良好的物化性能，保证钢锭表面质量。

其三、采用内外组合式结晶器，可以摒弃传统抽锭式电渣重熔的抽锭环节，采用不含不含SiO₂的渣系，降低因[Ti]+(SiO₂)＝(TiO₂)+[Si]、4[Al]+3(SiO₂)＝2(Al₂O₃)+3[Si]引起钛、铝的大量烧损，保证钛、铝含量达到目标成分。

其四、提高产品内部质量与表面质量。电渣重熔高温合金空心钢锭中，在内、外结晶器的强冷下，铸锭的偏析随之降低，同时能够显著降低实心锭的芯部偏析问题；此外，电渣重熔的空心钢锭具有组织致密、纯净度高等优点。采用本发明的组合式结晶器的电渣重熔炉，相比抽锭式电渣重熔炉制备的高温合金空心钢锭，具有更为光滑的内外表面质量。

其五、能够冶炼含易氧化元素的高温合金空心钢锭。采用中国发明专利(公开号：CN106801146A)提出的抽锭式电渣重熔空心钢锭技术，其渣中必须配入2％的SiO₂，造成钛元素的大量烧损，不适用于冶炼含钛高温合金。采用本发明的制备装置，减少抽锭环节，可以采用不含SiO₂渣系，从而避免了这一问题，可以用来电渣重熔含易氧化元素的高温合金空心钢锭。

其六、本发明的电渣重熔制备含钛合金的方法，可为含钛高温合金管材的制备提供空心钢锭原料，直接用于扩孔和拔长等锻造工艺。不仅可以降低锻造次数、提高锻造收得率，还能够改善空心锭的铸态组织，获得表面质量优异、化学成分均匀的高温合金管坯。

附图说明

图1是本发明优选实施例中制备含钛高温合金空心钢锭装置的结构示意图；

图2为本发明内结晶器的结构示意图。

其中：1-空心钢锭，3-绝缘板；

2-电渣重熔炉底水箱，4-内结晶器，6-外结晶器，8-环形浇注容腔，10-自耗电极组，12-电源，14-电抗器，16-第一分体，18-第二分体，20-第三分体，22-第一卡槽，24-第二卡槽，30-插块，34-液态渣池，36-空心孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例一

如图1-2所示，本实施例公开了一种电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，包括电渣重熔炉2、内结晶器4、外结晶器6和供电***。上述内结晶器4、外结晶器6均安装在电渣重熔炉2上，对应制备空心圆管状结构的空心钢锭(含钛高温合金件)，上述内结晶器4和外结晶器6均优选为空心圆柱状体结构，内结晶器4和外结晶器6同轴内外套设，两者之间形成环形浇注容腔8；上述环形浇注容腔8内，采用环形自耗电极组在此环形容腔内进行电渣重熔冶炼，冷却形成含钛高温合金件(空心钢锭)。采用内、外组合式结晶器，可以摒弃传统抽锭式电渣重熔的抽锭环节，采用不含SiO₂的渣系，降低因[Ti]+(SiO₂)＝(TiO₂)+[Si]、4[Al]+3(SiO₂)＝2(Al₂O₃)+3[Si]引起钛、铝的大量烧损，保证钛、铝含量达到目标成分。

具体的，上述供电***包括电源12、自耗电极组10、电抗器14、第一开关K1和第二开关K2。上述自耗电极组10优选使用两组，均***环形浇注容腔8内，且两个自耗电极组10对称设置在内结晶器4两侧；上述自耗电极组的熔化速率为0.5～0.8(D²-d²)^0.5kg/h，每根自耗电极的直径Φ＝0.5～0.7(D²-d²)^0.5/L^0.5，每个自耗电极组10均有四根自耗电极；其中，D为外结晶器6的内径，d为内结晶器4的外径，L为自耗电极的总支数，本实施例技术方案中，D优选为500～1500mm，d优选为300～700mm，L优选为6～10支。

两组自耗电极组10并联后电连接电源12，上述第一开关K1和第二开关K2两者并联后电连接电源12的另一端，上述第一开关K1的另一端电连接电渣重熔炉2炉底，上述第二开关K2的另一端串联电抗器14后电连接外结晶器6。

以上供电***构成单电源双回路供电方式，其分别为：

电源12、自耗电极组10、液态熔渣34、空心钢锭1、电渣重熔炉底水箱2、第一开关K1依次电连接形成第一供电回路；第一开关K1闭合后，电源12经第一供电回路电渣重熔加热渣系、熔化电极。上述第一供电回路的熔炼电压为50～80V，熔炼电流为0.025～0.04(D²-d²)。

电源12、自耗电极组10、液态熔渣34、外结晶器6、电抗器14、第二开关K2依次电连接形成第二供电回路；第二开关K2闭合后，电源12经第二供电回路电渣重熔加热熔渣、熔化电极。上述第二供电回路的熔炼电压为50～80V，熔炼电流为0.01～0.016(D²-d²)；其中，D为外结晶器的内径，d为内结晶器的外径。

上述电渣重熔炉内熔渣升温初期启动第一供电回路，熔渣温度稳定后同时启动第一供电回路和第二供电回路。

以上供电***构成单电源双回路供电回路中，通过调整第一供电回路和第二供电回路中电流的流通大小来改变电渣重熔炉内渣池的高温区位置，使之偏向于自耗电极与外结晶器6间的渣池中，减少渣池向内结晶器4的传热，如此在保证自耗电极具有一定熔化速度的前提下降低了内结晶器4的传热负荷，当选择合适的工艺参数后，可制备内外表面质量优异、合金成分均匀的高温合金空心钢锭。

具体的，通过以下方式来调整回路电流，上述电抗器14的阻抗能够调整，通过调整电抗器14的阻抗来调整第二供电回路的电流大小。

当需要制备的合金中，要求w[Ti]/w[Al]<5(w[Ti]为Ti的质量分数、w[Al]为Al的质量分数)时，熔渣包含以下质量百分比的组份：CaF₂:59±5％、CaO:18±2％、Al₂O₃:18±2％、TiO₂:5±3％。其具有良好的物化性能、且利于脱硫，渣中加入少量的TiO₂就能够保证3[Ti]+2(Al₂O₃)＝3(TiO₂)+4[Al]接近热力学平衡。

当需要制备的合金中，要求w[Ti]/w[Al]＞5(w[Ti]为Ti的质量分数、w[Al]为Al的质量分数)时，熔渣包含以下质量百分比的组份：CaF₂:62±5％、CaO:8±2％、Al₂O₃:15±3％、MgO:7±2％、TiO₂:8±3％。渣中加入大量的TiO₂促进反应3[Ti]+2(Al₂O₃)＝3(TiO₂)+4[Al]接近热力学平衡，过高的TiO₂容易恶化熔渣物化性能，导致钢锭表面缺陷发生。由于CaO与酸性氧化物TiO₂能够结合为CaTiO₃，严重降低TiO₂活度，对于高w[Ti]/w[Al]比合金而言，低CaO渣可以降低渣中TiO₂的用量。因此，对于w[Ti]/w[Al]>5的高温合金，采用低CaO的渣系CaF₂:62±5％、CaO:8±2％、Al₂O₃:15±3％、MgO:7±2％、TiO₂:8±3％，不仅能够保证合金中的高w[Ti]/w[Al]比、同时熔渣兼具良好的物化性能，保证钢锭表面质量。

作为本发明的进一步改进，上述内结晶器4包括首尾依次连接形成空心圆柱体状结构的第一分体16、第二分体18和第三分体20，上述第二分体18和第三分体20分别转动连接在第一分体16的两端，上述第二分体18和第三分体20的自由端卡扣连接。空心钢锭在高温冷却时，温度下降使得空心钢锭呈收缩态，内孔缩小，向内结晶器4挤压，本实施例技术方案中，设计内结晶器4由三个分体拼装而成，在高温冷却时能够相互调节，在空心钢锭的内结晶器脱模时，通过拆除内结晶器的卡扣就可以顺利从空心钢锭内孔中取出内结晶器，消除因空心钢锭收缩引起的“内结晶器抱死”现象。

具体的，如图2所示，上述第二分体18的自由端面设有第一卡槽22；上述第三分体20的自由端面设有第二卡槽24，上述第二分体18和第三分体20两者之间设有插块30，上述插块30***第一卡槽22和第二卡槽24内。组装前和脱模时，将插块30从第二分体18和第三分体20中抽出来，此时内结晶器的第二分体18和第三分体20均转动连接在第一分体16上，整体为能够向内侧收缩的状态。使用时，将插块30***第二分体18和第三分体20之间，此时插块30卡入第一卡槽22内和第二卡槽24内，且两者均在各自的卡槽内滑动卡死，三个分体拼装成内部空心的圆环形内结晶器4。

为了卡装限位，上述第一卡槽22顶端开口，其低端为盲口；上述第二卡槽24顶端开口，其低端为盲口。

实施例二

本实施例公开了一种电渣重熔制备含钛高温合金的方法，使用实施例一种的装置进行制备GH738，其自耗电极的化学成分如表1所示，

表1高温合金GH738自耗电极的化学成分

牌号

C

Cr

Co

Mo

Al

Ti

Ni

GH738

0.05

19.2

13.5

4.2

1.4

3.1

Bal

其包括以下步骤：

(1)准备GH738高温合金自耗电极组，左侧电极组为4根、右侧电极组为4根；

(2)采用以下质量百分比配比熔渣：CaF₂:59％、CaO:18％、Al₂O₃:18％、TiO₂:5％的渣系置于化渣炉中，***石墨电极进行化渣，结束后将高温液态熔渣浇入环形浇注容腔，***自耗电极组，构成电源→自耗电极→液态渣池→空心钢锭→电渣重熔炉底水箱→开关K1→变压器的第一供电回路；

(3)通电10分钟稳定后，连通第二供电回路，第一供电回路和第二供电回路进行双回路供电，设定合适的电流和电压进行电渣重熔，直至冶炼结束。

内、外结晶器尺寸和具体的工艺参数如下：外结晶器内径为Φ900mm，内结晶器的外径为Φ300mm，每支自耗电极直径为Φ150mm，共8支(每组4支)；渣池高度为150mm，本实施例渣用量为220kg；电渣炉第一供电回路的电压为68～72V，第一供电回路的电流为25～28KA；第二供电回路通过调节电抗器将电流控制在9～11KA范围内；熔化速率为600～650kg/h。

采用组合式结晶器、单电源双回路电渣重熔制备的GH738高温合金空心钢锭，内外表面质量良好、光滑。对空心锭的头、中、尾进行成分分析，如表2所示，成分均均在要求范围内、达到合格，且沿空心锭轴向呈均匀分布。

表2实施例2中高温合金空心钢锭的Al、Ti分布

空心锭位置	底部	中部	顶部
				Al	1.3	1.4	1.3
Ti	2.9	2.9	3.0

实施例三

利用上述实施例一的电渣重熔制备含钛高温合金空心锭的装置，采取以下方法制备Inconel 740，其自耗电极的化学成分如表3所示。

表3高温合金Inconel 740自耗电极的化学成分

牌号

C

Cr

Co

Nb

Si

Al

Ti

Ni

Inconel740

0.03

25

20

2

0.5

0.9

1.8

Bal

其具体包括以下步骤：

(1)准备Inconel 740高温合金自耗电极组，左侧电极组为4根、右侧电极组为4根；

(2)采用以下质量百分比配比熔渣：CaF₂:59％、CaO:18％、Al₂O₃:18％、TiO₂:5％的渣系置于化渣炉中，***石墨电极进行化渣，结束后将高温液态熔渣浇入到内外结晶器间的空腔内，***自耗电极组，构成第一供电回路；

(3)通电10分钟稳定后，连通第一供电回路，采用第一供电回路和第二供电回路进行双回路供电，设定合适的电流和电压进行电渣重熔，直至冶炼结束。

结晶器尺寸和具体的工艺参数如下：外结晶器内径为Φ1200mm，内结晶器的外径为Φ400mm，每支自耗电极直径为Φ200mm，共8支(每组4支)；渣池高度为150mm，本实施例渣用量为400kg；电渣炉导电回路I的电压为75～80V，供电回路I的电流为34～38KA；供电回路II通过调节电抗器将电流控制在13～16KA范围内；熔化速率为850～900kg/h。

采用组合式结晶器、单电源双回路电渣重熔制备的Inconel 740高温合金空心钢锭，内外表面质量良好、光滑。对空心锭的头、中、尾进行成分分析，如表4所示，成分均均在要求范围内、达到合格，且沿空心锭轴向呈均匀分布。

表4实施例3中高温合金空心钢锭的Al、Ti分布

空心锭位置	底部	中部	顶部
				Al	0.8	0.8	0.8
Ti	1.7	1.8	1.7

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，包括电渣重熔炉和供电***，其特征在于：其还包括均安装在所述电渣重熔炉上的内结晶器和外结晶器，所述内结晶器和外结晶器之间形成环形浇注容腔，所述环形浇注容腔内设有环形自耗电极组；所述环形浇注容腔内浇注熔渣后，环形自耗电极组在环形浇注容腔内进行电渣重熔冶炼，形成含钛高温合金空心钢锭；

所述内结晶器包括首尾依次连接形成空心圆柱体状结构的第一分体、第二分体和第三分体，所述第二分体和第三分体分别转动连接在第一分体的两端，所述第二分体和第三分体的自由端卡扣连接；

所述熔渣包含以下质量百分比的组份：

CaF₂:59±5％、CaO:18±2％、Al₂O₃:18±2％、TiO₂:5±3％；

或者CaF₂:62±5％、CaO:8±2％、Al₂O₃:15±3％、MgO:7±2％、TiO₂:8±3％。

2.如权利要求1所述的电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，其特征在于：所述供电***包括电源、电抗器、第一开关(K1)和第二开关(K2)；所述电源的一端连接自耗电极组，所述第一开关和第二开关两者并联后连接在电源的另一端，所述第一开关的另一端电连接电渣重熔炉底水箱，所述第二开关的另一端串联电抗器后电连接外结晶器；

电源、自耗电极组、液态熔渣、空心钢锭、电渣重熔炉底水箱、第一开关依次电连接形成第一供电回路；

电源、自耗电极组、液态熔渣、外结晶器、电抗器、第二开关依次电连接形成第二供电回路；

所述电渣重熔炉内熔渣升温初期启动第一供电回路，熔渣温度稳定后同时启动第一供电回路和第二供电回路。

3.如权利要求2所述的电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，其特征在于：所述电抗器的阻抗能够调整，通过调整电抗器的阻抗来调整第二供电回路的电流大小。

4.如权利要求2所述的电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，其特征在于：所述第一供电回路的熔炼电压为50～80V，熔炼电流为0.025～0.04(D²-d²)；所述第二供电回路的熔炼电压为50～80V，熔炼电流为0.01～0.016(D²-d²)；其中，D为外结晶器的内径，d为内结晶器的外径。

5.如权利要求1所述的电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，其特征在于：所述内结晶器的第二分体的自由端面设有第一卡槽；所述第三分体的自由端面设有第二卡槽，所述第二分体和第三分体两者之间设有插块，所述插块***第二分体和第三分体之间时构成闭合的环形内结晶器。

6.如权利要求5所述的电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，其特征在于：所述第一卡槽顶端开口，其低端为盲口；所述第二卡槽顶端开口，其低端为盲口。

7.如权利要求1所述的电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置，其特征在于：所述自耗电极组为两组，两所述自耗电极组对称设置在内结晶器的两侧；所述自耗电极组的熔化速率为0.5～0.8(D²-d²)^0.5kg/h；其中，D为外结晶器的内径，d为内结晶器的外径。

8.一种电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)固定内结晶器、外结晶器于电渣重熔炉上；安装自耗电极组于支臂上并***环形浇注容腔内、且对称设置在内结晶器的两侧；

(2)配比渣料：按质量百分比配比以下组份CaF₂:59±5％、CaO:18±2％、Al₂O₃:18±2％、TiO₂:5±3％；

或者CaF₂:62±5％、CaO:8±2％、Al₂O₃:15±3％、MgO:7±2％、TiO₂:8±3％；

(3)获取液态熔渣：将步骤(2)的各组份加入化渣炉中化渣获得液态熔渣；

(4)将液态熔渣浇入环形浇注容腔内，启动供电***开始电渣重熔冶炼。

9.如权利要求8所述的电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的方法，其特征在于：所述供电***包括电源、自耗电极组、电抗器、第一开关(K1)和第二开关(K2)；所述自耗电极组***环形浇注容腔内；所述电源的一端连接自耗电极组，所述第一开关和第二开关两者并联后连接在电源的另一端，所述第一开关的另一端电连接电渣重熔炉底水箱，所述第二开关的另一端串联电抗器后电连接外结晶器；

电源、自耗电极组、液态熔渣、空心钢锭、电渣重熔炉底水箱、第一开关依次电连接形成第一供电回路；

电源、自耗电极组、液态熔渣、外结晶器、电抗器、第二开关依次电连接形成第二供电回路；

所述第一供电回路启动10～20分钟后，启动第二供电回路。