CN111940704A

CN111940704A - 电炉熔炼异质锭的方法

Info

Publication number: CN111940704A
Application number: CN202010752674.2A
Authority: CN
Inventors: 亚历山大·波波夫
Original assignee: Pumiji Shanghai International Trade Co Ltd
Current assignee: Pumiji Shanghai International Trade Co Ltd
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2020-11-17

Abstract

本发明涉及特殊电冶金领域，可用于通过自耗电极的电炉熔炼获得异质锭。该电炉熔炼异质锭的方法包括：在倾斜位置的熔渣池中熔炼自耗电极，并使模具相对于锭料成型腔进行移动，其中，在与上一层的熔合相反的方向上执行每一个后续层的熔合，同时在双倾角的端部位置转动锭料，而且每一层的熔合过程都是在锭料成型腔之外的附加容器中开始，随后熔渣池移入锭料成型腔中，并且附加容器和模具的相对运动实现为使模具和附加容器的成型平面重合，而且在熔炼过程中将熔接金属从附加容器中移出，自耗电极被分配了振荡运动，其振幅超过了自耗电极之间的距离且其速度等于锭料层的熔合速度，使用不同组分的电极且在附加容器的区域内进行指示电极的更换，且相对于模具的成型表面预先将锭料降低，在模具的倾斜位置进行熔接金属的去除并将熔渣倒在锭料的最后一个熔接层的表面上，并且模具本身从附加容器返回到熔接空间的区域。所提出的技术方案允许提供金属熔池深度的对准并保持恒定的热条件，从而可以提高异质锭的质量并增强熔炼的技术能力。

Description

电炉熔炼异质锭的方法

技术领域

本发明涉及特殊电冶金领域，并且可用于通过自耗电极的电炉熔炼获得异质锭。

背景技术

异质锭由具有不同组分的分离的金属层组分，其允许使用这样的锭料来获得具有不同性能的结构材料。通过自耗电极的电炉熔炼获得这种异质锭的方法在冶金领域是一个有前途的方向。

已知的是，通过将预熔渣浇铸到模具中而用电炉熔炼锭料的方法，在该熔炼过程中，过热熔渣的添加剂被引入到模具中，同时从模具中除去冷却的熔渣【1】。

在自耗电极的熔炼过程中，替代熔渣的方法破坏了电参数和电力输入值的稳定性，导致熔炼的锭料的金属质量降低。

与所应用的技术方案的最相似的是【2】电炉熔炼异质锭的方法，该方法包括在倾斜位置的熔渣池中熔炼自耗电极，并使模具关于锭料成型腔进行移动，其中，在与上一层的熔合相反的方向上执行每一个下一层的熔合，同时在双倾角的端部位置转动锭料，而且每一层的熔合过程都是在锭料成型腔之外的附加容器中开始，随后熔渣池移入锭料成型腔中，并且附加容器和模具的相对运动实现为使模具和附加容器的成型平面重合，而且在熔炼过程中将熔接金属从附加容器中移出。

该方法允许连续进行电炉熔炼锭板(板坯)的过程，并多次重复熔接金属层。

但是，此方法的缺点是，在熔炼过程中会产生以下额外的负面影响：

-在工艺的开始和最后阶段破坏了锭料熔接层的稳定性。

-为维持锭料成型的热条件所需的电极更换时间有局限性。

-异质电极的更换在主锭料的成型区域内发生，这会导致电炉工艺的暂时中断，结果会导致锭料成型条件及其质量的恶化。

-电极更换区域中熔接金属异质层的熔炼清晰线缺失。

-电极的熔炼的特征在于金属滴的不均匀传热，这导致沿着锭料宽度的熔炼深度不均匀。

-在熔炼过程中，在最终熔炼锭料后，熔渣池冷却的可能性很高，并且模具关于成型装置的移动被阻止。

-熔炼过程中金属熔池深度的不均匀性降低了锭料成型的质量。

参考资料

【1】、USSR发明证书第440073号，IPCC21C5/56，1972年。

【2】、USSR发明证书第972859号，IPCC22B9/10，1972年。

发明内容

本发明的目的是提供一种电炉熔炼异质锭的方法，其中，通过提供金属熔池深度的对准并保持恒定的热条件，实现了异质锭的质量的提高和熔炼的增强。

所指示的目的是通过的电炉熔炼异质锭的方法来实现的，该方法包括在倾斜位置的熔渣池中熔炼自耗电极，并使模具相对于锭料成型腔进行移动，其中，在与上一层的熔合相反的方向上执行每一个后续层的熔合，同时在双倾角的端部位置转动锭料，而且每一层的熔合过程都是在锭料成型腔之外的附加容器中开始，随后熔渣池移入锭料成型腔中，并且附加容器和模具的相对运动实现为使模具和附加容器的成型平面重合，而且在熔炼过程中将熔接金属从附加容器中移出，同时，根据本发明，自耗电极被分配了振荡运动，其振幅超过了自耗电极之间的距离且其速度等于锭料层的熔合速度，使用不同组分的电极且在附加容器的区域内进行指示电极的更换，且相对于模具的成型表面预先将锭料降低，在模具的倾斜位置进行熔接金属的去除并将熔渣倒在锭料的最后一个熔接层的表面上，并且模具本身从该容器返回到熔接空间的区域。

此外，在熔炼过程中，通过将金属熔池和熔渣池转移到成型装置的附加容器中来进行金属熔池和熔渣池的分离。

而且，在熔炼过程中，在熔渣池的反射器上以一剂量不断添加助熔剂。

此外，在熔炼一个层的过程中使用n电极。

由于为自耗电极分配了振荡运动，其振幅超过了自耗电极之间的距离且速度等于锭料层的熔合速度，因此提供了对熔合横截面中金属熔池的深度的对齐，这允许在熔合过程中改善异质锭的质量以及沿锭料的宽度提供均匀熔炼。

通过使用组分不同的电极，可以得到任何组分的异质锭。

在组分上不同的自耗电极的更换在附加容器的区域内进行，这允许排除该工艺对锭料成型的影响并维持其成型的热条件。

而且，每一层的熔合过程在一个附加容器中开始，该附加容器封闭模具的熔接空间，并且进行为使得模具和附加容器的成型平面重合，从而提供金属层的均匀熔合。

金属熔池和熔渣池在成型装置的附加容器中的分离允许区分异质金属层的熔合并且获得锭料的熔接层的均匀边缘，从而提高锭料的质量。

由于在熔炼过程中不断向熔渣池的反射器上添加一剂量的助熔剂，因此可以保持熔渣池的预设深度，从而提高了熔炼质量。

相对于模具的成型表面预先将锭料降低，在模具的倾斜位置进行熔接金属的去除并将熔渣倒在锭料的最后一个熔接层的表面上，并且模具本身从附加容器返回到熔接空间的区域，该区域允许防止锭料最终熔炼后熔渣池冷却，并避免阻止模具关于成型装置移动。这允许进行连续的熔炼过程，由于在熔炼过程中排除了排渣操作而节省了助熔剂，从而增加了高质量锭料的产量并增强了该工艺的技术能力。

附图说明

在附图中解释了本发明的本质，其中概述了以下内容：

图1是在熔炼过程开始之前***的初始位置。

图2是将整个***放在围绕0轴旋转熔合角度时***的位置。

图3是在锭料第一层熔合时***的位置。

图4是在锭料第一层熔合结束时***的位置。

图5是更换电极时***的位置。

图6是第二层熔合结束时***的位置。

图7是将***置于水平位置。

图8是在锭料熔炼结束后排渣时***的位置。

图9是从熔炼区取出锭料时***的位置。

图10是模具中的n电极的配置的侧视图。

具体实施方式

电炉熔炼异质锭的方法是通过以下方式实现的。

如图1所示，在熔炼过程开始之前，将“模具-立架-成型装置”的***安装到初始位置。

在此，将模具1，立架2和带有附加容器“L”和“R”的成型装置3安装到水平位置。

从带有熔炼窗的板的视角看，模具1被执行并放置在成型装置3的表面上，并可纵向移动。在具有所熔炼锭料的尺寸的成型装置3的窗口中，将立架2布置成可以垂直移动。沿着成型装置3的短端面，布置了附加容器“L”和“R”，其尺寸与模具1的熔炼窗口一致。此时，附加容器“L”或“R”中的一个关闭模具1的熔炼窗口，并且支架2相对于成型装置2以第一层锭料的熔合值降低。

每一层的熔合过程始于锭料成型腔之外的附加容器中，随后熔渣池移入锭料成型腔中。

该“模具-立架-成型装置”***是如图2所示放在相对于轴线0的预设熔合角度处，并且整个***以围绕轴线0的熔合角度旋转。

此时，模具1的熔炼窗口在下方被附加容器“L”关闭。支架2相对于模具1的成型表面以等于熔接第一层的高度的值降低。引入预定量的自耗电极4，并将熔炼所需的熔渣量倒入模具1的熔炼窗口中。在此过程中，根据所分配的任务，使用不同组分的电极。

在模具1的熔炼窗口中引入自耗电极4，并将熔接的熔渣倒入其中。熔渣一接触到自耗电极4的端部，就开始熔合锭料第一层的电炉工艺，如图3所示。

此时，如图10所示，自耗电极4被分配了横向振荡运动，其振幅超过了自耗电极之间的距离h，且其速度等于锭料层的熔合速度，这使熔接横截面中的金属熔池深度对齐，并沿锭料宽度方向进行均匀熔炼。

在将熔渣池转移到立架2时，自耗电极4的电炉熔炼过程得以稳定，从而开始高质量的熔合过程。

在第一层熔合结束时，熔渣池移至右侧的附加容器“R”，从而金属熔池和熔渣池被附加容器“R”隔开，如图4所示。

金属熔池和熔渣池在成型装置的附加容器中的暂时分离允许区分异质金属层的熔合并获得锭料的熔接层的均匀边缘。

此后，如图5所示，将“模具-立架-成型装置”***转移到初始水平位置，然后在附加容器“R”的区域中进行因组分而异的自耗电极的更换。

为此，执行将自耗电极4的桩头转换成另一种金属类型的电极5，并将熔接金属从容器“R”中移出。立架2以等于第二层在第一层上的熔合高度的值降低。

同时从附加容器“L”中除去剩余金属7，这些金属在模具1移入成型装置3中之前，在附加容器“L”中工艺稳定时形成。

消耗的异质电极的熔接金属的混合在锭料的成型区域之外进行。

然后，如图6所示，将“模具-立架-成型装置”***置于相对于轴线0的预定熔合角度上，并完成第二层的熔合。

在第二层熔合结束时，熔渣池移至左侧的附加容器“L”，且金属熔池和熔渣池被附加容器“L”分开。

此外，如图7所示，“模具-立架-成型装置”***被转移到初始水平位置，并且自耗电极5从附加容器“L”的区域中的熔炼空间中移出。

同时，在模具1移入成型装置3中之前在附加容器“R”中工艺稳定时形成的剩余金属7从附加容器“R”去除。

与前两层相似地进行锭料的后续层的熔合，直到获得异质锭的预设总厚度。

此时，在与前一层的熔合相反的方向上进行每个随后的层的熔合，同时使锭料在双倾角的端部位置处转动。在这种情况下，熔合的倾斜角度向相反方向的变化以及转动的速度不会影响锭料的成型。

在熔炼过程中，由于熔渣输入到熔渣衬层中，熔渣池深度在锭料熔合过程中不断减小。为了保持熔渣池的深度及其补给量，在熔渣池的反射器上不断添加一定剂量的助熔剂。在此，锭料层的熔合区域平行于它们的表面，并且在整个熔合长度上是均匀的。

锭料熔炼过程结束后，如图8所示进行出渣，这可以防止锭料最终熔炼后熔渣池冷却，并在其存在于附加容器上时避免阻止模具1相对于成型设备3运动。

在此，将锭料相对于模具1的成型面预先降低，在模具1的倾斜位置进行熔融金属的除去，并将熔渣倒在锭料的最后的熔接层的表面上，然后进行***的转动，并且模具1本身从附加容器返回到熔接空间的区域。此时，在锭料6的最后一层的表面上排除熔渣与熔渣衬层一起进行。

然后，***返回到初始位置，并如图9所示从熔接区域中移除熔接锭料6。

所获得的锭料基本上无缺陷，由于在头部和底部均没有收缩作用，因此具有良品的最大产量。同样，锭料在开坯之前不需要机械处理。

所提出的方法允许获得任何组分的高质量异质锭。

因此，提出的技术方案允许提供金属熔池深度的对准和维持恒定的热条件，这允许改善异质锭的质量并且还扩展了熔炼的技术能力。

Claims

1.一种电炉熔炼异质锭的方法，包括：在倾斜位置的熔渣池中熔炼自耗电极，并使模具相对于锭料成型腔进行移动，其中，在与上一层的熔合相反的方向上执行每一个后续层的熔合，同时在双倾角的端部位置转动锭料，而且每一层的熔合过程都是在锭料成型腔之外的附加容器中开始，随后熔渣池移入锭料成型腔中，并且附加容器和模具的相对运动实现为使模具和附加容器的成型平面重合，而且在熔炼过程中将熔接金属从附加容器中移出，其特征在于，自耗电极被分配了振荡运动，其振幅超过了自耗电极之间的距离且其速度等于锭料层的熔合速度，使用不同组分的电极且在附加容器的区域内进行指示电极的更换，且相对于模具的成型表面预先将锭料降低，在模具的倾斜位置进行熔接金属的去除并将熔渣倒在锭料的最后一个熔接层的表面上，并且模具本身从附加容器返回到熔接空间的区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将金属熔池和熔渣池转移到成型装置的所述附加容器中来进行金属熔池和熔渣池的分离。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在熔渣池的反射器上以一剂量不断添加助熔剂。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在熔炼一个层的过程中使用n电极。