CN204727936U - 用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔装置,该装置包括自熔电极、结晶器、铜板和底水箱,自熔电极采用4根同外径、同长度铸锭作为电极棒,再将电极棒两两并排连接,电极棒的顶端连接有假电极棒;铜板中心处铺设有碳粉层,碳粉层外侧设置有石棉层,导电板平放在碳层上,通气圈放置在结晶器的顶端,通气圈的内壁设有支管,外壁上设置有进气管;结晶器的底端与石棉层接触,紫铜板和结晶器用法兰盘连接;自熔电极放置在结晶器中并位于导电板的上方。该装置用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔,可有效控制合金中有害元素含量,所得合金重熔锭夹杂物含量低、纯净度高,组织成分均匀,偏析小,性能好,具有良好的高温塑性,热加工性能好。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属冶炼领域,特别涉及一种大尺寸合金重熔锭的电渣重熔方法。
背景技术
大尺寸合金重熔锭是指重熔冶炼时使用的结晶器的直径为800-1000mm,或重量为7-10吨的合金锭。通常生产这种重熔锭,需购大直径浇注模,并且采用普通的电渣重熔工艺易产生偏析,使得金属组织不均匀,由于合金中中的O,S,P等杂质元素,是影响其性能的致命元素,其O为夹杂物的主要形成元素,因此,在生产过程中应尽量降低其在合金中的含量,而重熔锭其尺寸越大,控制O含量的难度越大,直径越粗,组织控制也越难实现。
电渣重熔是一种重要的提纯材料改善组织的冶金工艺技术,对材料的性能有着非常大的影响。如何通过合适的电渣重熔工艺,有效的降低有害元素,细化夹杂使杂质均匀化分布,细化组织使组织均匀化等,是目前亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔装置,该装置用于大尺寸合金重熔锭镍基合金、铁基合金的电渣重熔,可以有效控制合金中有害元素含量,生产出夹杂物含量低、纯净度高,且组织成分均匀,偏析小,高性能的合金重熔锭,所述合金具有良好的高温塑性,热加工性能好。
本实用新型的技术方案是:
用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔装置,包括自熔电极、结晶器、铜板和底水箱,所述自熔电极采用4根同外径、同长度铸锭作为电极棒,再将电极棒两两并排连接,电极棒的顶端连接有假电极棒;铜板放置在底水箱的顶部,铜板上铺设碳粉层,碳粉层外侧设置有石棉层,导电板平放在碳层上,通气圈放置在结晶器的顶端,通气圈的内壁设置有若个支管,通气圈的外壁上设置有进气管;结晶器的底端与石棉层接触;自熔电极放置在结晶器中并位于导电板的上方。
所述碳粉层的直径小于结晶器的内径。
所述碳粉层的面积与导电板面积相同。
所述石棉层的直径大于结晶器的外径。
所述支管向通气圈的圆心延伸并与通气圈连通。
本实用新型的有益效果:
1)采用的自熔电极棒,无需增购大直径浇注模,在保证自熔电极棒与结晶器之间填充比的前提下,可达到有效的降低有害元素,细化夹杂使杂质均匀化分布,细化组织使组织均匀化的目的。
2)在铜板上放置的石棉层及导电板(含碳粉导电层)以保护结晶器和铜板,既保证保护结晶器和铜板不受引弧剂打弧损害表面,又能阻止铜作为杂质元素进入重熔锭中。
本实用新型所述的电渣重熔装置,适用于大尺寸合金重熔锭镍基合金、铁基合金的电渣重熔。
附图说明
图1是电渣重熔装置的结构简图;
图2是碳粉层、石棉层、导电板在底水箱的分布图;
图3是图1的俯视图;
图4是氩气通气圈的示意图;
图5是镍基合金690电渣锭的铸态显微组织—12.5X;
图6是镍基合金690电渣锭生产的产品夹杂物形貌;
图7是镍基合金690电渣锭生产的产品显微组织—100X(规格为δ280×1650×1950mm);
图8是镍基合金690电渣锭生产的产品显微组织—100X(规格为Φ220×2000mm)。图中,1为进气管;2为结晶器;3为底水箱;4为电极棒;5为假电极棒;6为碳粉层;7为石棉层;8为导电板;9为通气圈;10为支管;11为铜板。
具体实施方式
参见图1~图4。
电渣重熔装置包括自熔电极、结晶器2、铜板11和底水箱3。所述自熔电极采用4根同外径、同长度铸锭作为电极棒4,本实施例采用规格为Φ245×1200~1800mm真空铸锭作为电极棒。电极棒表面进行砂磨精整,保证电极棒表面无重皮、飞翅、结疤和夹渣等缺陷,无明显锈渍或氧化皮,粘附的油脂、耐火材料碎块等清理干净,再将4根电极棒两两并排焊接成一个矩阵,电极棒的顶端连接有假电极棒5。
本实施例采用结晶器2为上内口直径860mm,下内口直径920mm,长为2250mm的规格;重熔前将结晶器内表面杂物清理干净,保证其表面清洁、干燥;
将铜板11放置在底水箱3的顶部,铜板上铺设碳粉层,用抛光工具将底水箱3和铜底板11表面打磨干净,去除杂物,保证表面清洁、平整。将直径比结晶器下端内孔直径小15mm的圆铁圈放置在底水箱上面的铜板中心,沿铁圈外用直径Φ16mm石棉绳绕制至少5圈,形成石棉层7,以保证石棉层的直径大于结晶器的外径。在圆铁圈内平铺一层与导电板8面积相同的碳粉,形成碳粉层6,随后将厚度30mm的导电板8平放在碳粉上,确认平整后撤去圆铁圈。
通气圈9放置在结晶器的顶端,使氩气从结晶器的顶部流向结晶器中,使结晶器中形成氩气保护气氛。通气圈的内壁设置有若个向其圆心延伸的并与通气圈连通的支管10,通气圈的外壁上设置有进气管1;结晶器的底端与石棉层接触。
将自熔电极的放置在结晶器中并位于导电板的上方,其自熔电极中心线与结晶器的中心线重合。
重熔时,将合金屑摆放于启动板中心,渣料分批加入结晶器内,经引弧化渣,稳态熔化期,补缩期,冷却,得到大尺寸合金重熔锭。
重熔时,开启底水箱进、出水口,用冷水循环为其降温;设置在底水箱顶部的铜板也可以将热量迅速传递到大气中,起到给水箱降温的作用。
采用本实用新型所述装置,电渣重熔大尺寸镍基合金690重熔锭为例,重熔后合金的化学成分分析数据及夹杂物含量,其合金杂质元素控制在较低水平,达到了提纯的目的。
上述电渣重熔后合金样品按国标GB/T14999.2规定,经酸蚀后观察,未发现裂纹、缩孔、气泡、夹渣、白点、疏松、偏析等低倍缺陷。
上述电渣重熔后690合金产品,制样后进行力学性能测试,其结果如表3所述,其金相组织如图5~图8所示。
表1力学性能
Claims (5)
1.一种用于大尺寸合金重熔锭的电渣重熔装置,其特征在于:该装置包括自熔电极、结晶器、铜板和底水箱,所述自熔电极采用4根同外径、同长度铸锭作为电极棒,再将电极棒两两并排连接,电极棒的顶端连接有假电极棒;铜板放置在底水箱的顶部,铜板上铺设碳粉层,碳粉层外侧设置有石棉层,导电板平放在碳层上,通气圈放置在结晶器的顶端,通气圈的内壁设置有若个支管,通气圈的外壁上设置有进气管;结晶器的底端与石棉层接触;自熔电极放置在结晶器中并位于导电板的上方。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述碳粉层的直径小于结晶器的内径。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述碳粉层的面积与导电板面积相同。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述石棉层的直径大于结晶器的外径。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述支管向通气圈的圆心延伸并与通气圈连通。
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CN109487146A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-19 | 河北工业大学 | 一种高速钢电渣重熔原位微合金化专用结晶设备及其熔炼方法 |
WO2024113103A1 (zh) * | 2022-11-28 | 2024-06-06 | 苏州大学 | 一种洁净均质化特大钢锭的熔炼装置及使用方法 |
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2015
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