一种厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯生产工艺及设备.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410405581.7

申请日:

2014.08.18

公开号:

CN104152709A

公开日:

2014.11.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C22B 9/18申请日:20140818|||公开

IPC分类号:

C22B9/18; C22B9/187

主分类号:

C22B9/18

申请人:

洛阳双瑞特种装备有限公司

发明人:

王新鹏; 宁天信; 杨俊峰; 陈帅超; 张春林; 罗利阳

地址:

471000 河南省洛阳市高新开发区滨河路32号

优先权:

专利代理机构:

洛阳明律专利代理事务所 41118

代理人:

卢洪方

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内容摘要

本发明属于特种合金成型技术领域。涉及一种厚度小于200mm的耐蚀合金电渣重熔板坯生产工艺及设备,所述设备中的电极厚度、宽度和长度分别为:220-270mm、1320-1460mm和2800-3500mm;电极厚度、宽度大于所生产电渣重熔板坯宽度70mm;结晶器为上结晶器(10)下结晶器(12)构成的T型结晶器,上结晶器(10)截面尺寸大于下结晶器(12);电极(2)与上结晶器(10)对中后,电极距离上结晶器(10)内壁的距离大于50mm,引锭装置(4)包括有引锭板(15)、底水箱(6)、引锭管(13)、引锭横管(18)和“U”型引锭件(17)。所生产的耐蚀合金电渣重熔板坯厚度小于200mm,宽度大于1250mm。

权利要求书

1.  一种厚度小于200mm的耐蚀合金电渣重熔板坯生产设备,所述耐蚀合金的种类包括双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金等;所述耐蚀合金电渣重熔板坯厚度小于200 mm,宽度大于1250mm;所述设备包括有电极升降机构(1)、电极(2)、结晶器(3)、探测器(8)、引锭装置(4)、抽锭机构(5)、底水箱(6)、控制系统(8);其特征在于:所述电极的厚度和宽度分别为:220-270mm、1320-1460mm,电极重量大于6吨,所述电极厚度、宽度大于所生产电渣重熔板坯宽度70mm,电极的长度小于所生产电渣重熔板坯的长度;所述结晶器(3)为T型结晶器,所述的结晶器包括有上结晶器(10)下结晶器(12),上结晶器(10)截面尺寸大于下结晶器(12);所述电极(2)与上结晶器(10)对中后,电极距离上结晶器(10)内壁的距离大于50mm;上结晶器内腔尺寸为330-390mm×1480-1560 mm,上结晶器高400mm;下结晶器内腔尺寸为158-208mm×1258-1408 mm,下结晶器高400mm;所述的引锭装置(4)包括有引锭板(15)和底水箱(6);所述引锭板(15)为正方形钢板,两个所述的引锭板(15)对称设置在底水箱上端面左、右两侧,所述引锭板(15)具有中心圆孔,圆孔直径与引锭管(13)的外径尺寸等大;所述引锭管(13)为中空结构,与冷却水系统连通的两个所述的引锭管(13)分别穿过底水箱左、右两侧后由引锭横管(18)连通,形成冷却水路,所述的引锭横管(18)距离底水箱(6)上端面35-45mm高,所述的引锭横管(18)形成粘接点;两个所述的引锭管(13)穿过所对应的引锭板的中心圆孔,通过支承环(16)和两个引锭板(15)固定;所述引锭管(13)的下端外部为螺纹结构,通过螺母(14)使引锭板(15)、引锭管(13)与底水箱(6)的位置相对固定;所述的支承环(16)位于所述引锭板(15)的上端面并套在所述的引锭管(13)上,支承环(16)与引锭板(15)、引锭管(13)焊接连接;在所述引锭管(13)的上端面焊接“U”型引锭件(17),所述 “U”型引锭件为钢结构件,其最高点距离底水箱上端面50-55mm,所述的 “U”型引锭件(17)形成粘接点。

2.
  权利要求1所述厚度小于200mm的耐蚀合金电渣重熔板坯生产设备的生产工艺,其特征在于:所述生产工艺包括以下步骤:
1)、采用中频炉+AOD炉精炼工艺生产双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金电极,电极规格为220-270mm×1320-1460mm×2800-3500mm,电极重量大于6吨,将自耗电极焊接在假电极上,待用;
2)、将渣料在800-850℃的温度下烘烤7-8小时,减少渣料中的水份,待用; 
3)、采用石墨电极在化渣包中将准备好的渣料熔化成液态,液态渣温度控制在1650-1700℃; 
4)、将所述引锭装置(4)与所述底水箱(6)联接牢固,再将底水箱(6)移动到下结晶器(12)内,将底水箱(6)与下结晶器(12)四周的空隙密封好,自耗电极(2)与上结晶器(10)对中后,抬起至上结晶器口;
5)、关闭引锭装置(4)的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内;
6)、将自耗电极插入T型结晶器上部的渣池中,调整好设备的电压、电流,电极插入深度控制在15-20mm,电极的熔化速度控制在900-1300kg/h,金属液滴滴落在引锭装置(4)上,将引锭装置(4)的冷却水打开,使金属熔池牢固凝固在引锭装置(4)上;
7)、金属熔池液面采用探测器(11)进行判断,当金属熔池的液面达到距离下结晶器底边300-380mm高度时,开始抽动底水箱,将钢锭从下结晶器中拉出;抽动的速度为1-13mm/min,一直将自耗电极熔化完毕;上结晶器(10)的冷却水流量控制在80-90m3/h,下结晶器(12)的冷却水流量控制在130-150m3/h,底水箱(6)冷却水流量控制在20-30m3/h,引锭装置(4)的冷却水流量控制在10-20m3/h;
8)、根据生产需要,将另外一支自耗电极重新移至渣池中,实现连续生产。

3.
  如权利要求2所述厚度小于200mm的耐蚀合金电渣重熔板坯的生产工艺,其特征在于:所述耐蚀合金电渣重熔板坯为UNS S32760双相不锈钢板坯,所述UNS S32760双相不锈钢板坯的渣系采用CaF2、Al2O3、CaO、MgO、SiO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为32%、31%、27%、6%、4%。

4.
  如权利要求2所述厚度小于200mm的耐蚀合金电渣重熔板坯的生产工艺,其特征在于:所述耐蚀合金电渣重熔板坯为UNS S31254超级奥氏体不锈钢板坯,所述UNS S31254超级奥氏体不锈钢板坯的渣系采用CaF2、Al2O3、CaO、TiO2、SiO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为54%、26%、12%、3%、5%。

5.
  如权利要求2所述厚度小于200mm的耐蚀合金电渣重熔板坯的生产工艺,其特征在于:所述耐蚀合金电渣重熔板坯为UNS N08825含Ti铁镍基耐蚀合金板坯,所述UNS N08825含Ti铁镍基耐蚀合金板坯的渣系采用CaF2、Al2O3、CaO、TiO2、SiO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为58.4%、21%、13%、3.6%、4%。

6.
  如权利要求2所述厚度小于200mm的耐蚀合金电渣重熔板坯的生产工艺,其特征在于:所述耐蚀合金电渣重熔板坯为UNS N06625镍基耐蚀合金板坯,所述UNS N06625镍基耐蚀合金板坯的渣系采用CaF2、Al2O3、CaO、SiO2四元渣系,各组元的重量百分比分别为63%、15%、13%、9%。

说明书

一种厚度小于200mm的耐蚀合金电渣重熔板坯生产工艺及设备
技术领域
本发明属于特种合金成型技术领域。尤其涉及一种厚度小于200mm的耐蚀合金电渣重熔板坯生产工艺及设备。
背景技术
国内市场上供应的耐蚀合金产品主要是进口美国国际镍公司,特别是以耐蚀合金板坯为基础生产的耐蚀合金板、带、箔材等产品几乎全部依赖进口。国家特殊钢领域“十二五”规划指出,“十二五”期间需要重点突破高温合金、耐蚀钢等高性能特殊钢关键材料技术,形成具有国际先进水平的高品质特殊钢材料体系和生产工艺流程,获取一批自主知识产权,以点带面推动特殊钢产业结构调整与优化升级,大幅提升节能减排技术水平,实现高品质特殊钢材料国产化和规模应用。
目前,特殊钢板坯的成型方法主要采用固定式电渣重熔方式、抽锭式电渣重熔方式和连铸方式生产。
宝钢特殊钢有限公司、德国蒂森克虏伯公司、美国特殊钢公司、美国ATI公司等单位均采用固定式电渣重熔方式生产耐蚀合金板坯,电渣重熔板坯的规格为350 mm×1250 mm×2000mm,约重7吨,首先将板坯从350mm厚开坯至200mm厚以下,然后200mm厚的板坯才能进炉卷轧机轧制成耐蚀合金热轧卷,最后将热轧卷冷轧成带、箔等产品。该方案的技术优点为:①自耗电极的规格为250×1150×3000mm,电极长度短,制造容易实现,电渣重熔过程容易实现,工艺稳定性好;②可以控制不同的熔速生产高合金含量耐蚀合金板坯,固定式电渣重熔工艺的熔化速度对表面质量影响不大,熔化速度对凝固组织影响较大,熔化速度越低,凝固组织越好。因此,可以采用低熔化速度获得表面质量和凝固组织均良好的耐蚀合金电渣重熔板坯。该方案的技术缺点为:①板坯太厚,需要将350mm厚的板坯锻造开坯至200mm厚,表面修磨后再进行后续热轧,生产工序长,增加开坯、修磨工序,生产成本增加,能耗增加;②不能生产厚度小于200 mm,宽度大于1250mm,重量大于6吨的板坯,原因为:传统固定式电渣重熔用结晶器为矩形,由于固定式电渣重熔工艺必须保证自耗电极距离结晶器壁的距离大于50mm,也就是说,要生产横截面规格为A×B的电渣重熔板坯,所需要的自耗电极横截面规格为(A-100)×(B-100),受此限制,要生产200 mm(厚)×1250 mm(宽)×3000mm(长),重量约6吨的板坯,电极的规格为:100 mm(厚)×1150(宽) mm×6500mm(长),由于电极太长,造成电极制造、电渣设备制造等问题无法解决,因此,目前国、内外均未采用固定式电渣重熔工艺生产厚度小于200 mm,宽度大于1250mm,重量大于6吨的电渣重熔板坯。
文献“鄂钢20t板坯电渣炉供电制度的探索与实践”中公开了一种板坯生产方法,其采用T型结晶器抽锭电渣重熔方式生产规格为320 mm×1400 mm×3700mm、320 mm×1850 mm×3900mm的低合金钢。该方案的技术优点为:①采用截面尺寸大于所生产电渣重熔板坯的电极,将自耗电极的长度缩短,电极的生产、平直度、设备制造等容易实现;②抽锭电渣重熔工艺的特点为:熔化速度越高,电渣重熔板坯的表面质量越好,而凝固组织的质量越差,会产生偏析、凝固疏松等缺陷。由于熔化速度对低合金钢的凝固组织质量影响较小,因此,可以采用高熔速(比固定式电渣重熔熔速约高40-50%)生产表面质量、内部凝固组织均良好的厚度300mm以上的厚板坯。该方案的缺点为:①生产的低合金板坯,仍然需要先将厚度为320mm的板坯开坯成200mm以下的板坯,表面修磨后才能进入炉卷轧机轧制成热轧卷,生产工序长,增加开坯、修磨工序,生产成本增加,能耗增加;②无法实现300mm厚以上的高合金含量的耐蚀合金板坯生产,原因为:(a)耐蚀合金的合金元素含量远远高于低合金钢,在凝固过程中元素偏析严重,板坯的厚度增加至300mm厚以上,板坯的化学成分均匀性差,影响最终产品的耐腐蚀性能;(b)耐蚀合金的导热性能远低于低合金钢,凝固特性差,板坯厚度增加至300mm厚以上,金属凝固速度低于合金钢,会产生心部显微疏松、微观缩孔等缺陷,心部粗大等轴晶区域大,板坯的热塑性差;③耐蚀合金的高温粘度高于低合金钢,流动性差,易形成夹渣缺陷。因此,目前国、内外未见利用利用抽锭电渣重熔的方法生产高合金含量的耐蚀合金板坯。
文献“N08810耐蚀合金200mm厚连铸板坯纵向裂纹形成机理的分析”中公开了一种耐蚀合金板坯的生产方法,其采用连铸的工艺生产出截面为200 mm×1300 mm的N08810合金板坯。该方案的技术优点为:节省了开坯、修磨工序,直接连铸、热轧一火成材,生产成本降低,节省能源消耗。该方案的技术缺点为:①连铸板坯的纯净度没有电渣重熔板坯高,耐腐蚀性能、成分均匀性等都不如电渣重熔板坯,影响使用性能;②生产效率高、产能大(一般一次生产在150吨以上),不适应耐蚀合金产品多规格、小批量的市场特点。因此,目前国内、外没有实现耐蚀合金板坯连铸工业化生产。
因此,需要生产出厚度小于200 mm,宽度大于1250mm,重量大于6吨的耐蚀  合金电渣重熔板坯,使板坯直接进入炉卷轧机热轧成卷,节省中间的锻造开坯工序,生产成本降低,能耗降低,板材的纯净度高,耐腐蚀性能提高,实现10吨以下的小批量生产,适应市场特点。
发明内容
本发明的目的是提出一种厚度小于200mm的耐蚀合金电渣重熔板坯生产工艺及设备,实现厚度小于200 mm,宽度大于1250mm,重量大于6吨的耐蚀合金电渣重熔板坯生产,该电渣重熔板坯可直接进入炉卷轧机热轧成卷,节省中间的锻造开坯工序,缩短耐蚀合金板、带、箔材的生产流程,降低生产成本,降低能耗降低,满足耐蚀合金板、带、箔材批量小、生产灵活的市场特点。
本发明采用下技术方案:所述耐蚀合金的种类包括双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金等;所述耐蚀合金电渣重熔板坯厚度小于200 mm,宽度大于1250mm;本发明采用的抽锭电渣重熔设备包括有电极升降机构、电极、结晶器、探测器、引锭装置、抽锭系统、底水箱、控制系统;所述升降机构的作用为:将电极夹持牢固后插入T型结晶器中,自上至下传动;所述电极的作用为:电极熔化后在结晶器内重新凝固成电渣重熔板坯,所述电极的厚度、宽度分别为:220-270mm、1320-1460mm,长度方向的尺寸由电极的重量决定;电极重量大于6吨,电极的特点为电极厚度、宽度大于所生产电渣重熔板坯宽度70mm,电极的长度小于所生产电渣重熔板坯的长度,电极规格设计的方法为:一方面,电极插入T型结晶器的上结晶器,上结晶器内腔的厚度、宽度分别为330-390mm、1480-1560 mm,电极的厚度、宽度尺寸距离结晶器壁的安全距离最小为50mm;另一方面,电渣重熔过程中,从结晶器壁至中心,液态渣池的温度从1250℃升高至1900℃,逐渐升高,结晶器壁处的温度越低,凝固的固态渣皮厚度越大,板坯的表面质量越差,所选用渣系的熔点范围为1200-1250℃,电极横截面的厚度、宽度尺寸大于所生产的板坯横截面的厚度、宽度尺寸70mm,可以保证结晶器壁四周的温度在1250-1280℃,形成良好的板坯表面质量;从以上两方面考虑,电极的厚度、宽度分别为:220-270mm、1320-1460mm,长度方向的尺寸由电极的重量决定;本发明采用T型结晶器,所述的结晶器包括上结晶器和下结晶器;上结晶器截面尺寸大于下结晶器;所述T型结晶器的作用为:电极插入T型结晶器的上结晶器,电极在上结晶器熔化后,金属液滴滴到下结晶器形成金属熔池,金属熔池在结晶器冷却水的冷却条件下,凝固成电渣板坯;上结晶器的尺寸规格主要考虑电极与结晶器对中后,电极距离上结晶器内壁的距离大于50mm,且电极的厚、宽尺寸大于所生产电渣锭厚、宽尺寸70mm;下结晶器的规格主要考虑耐蚀合金板坯的规格,以及耐蚀合金凝固后会产生3-4mm的收缩量;因此,上结晶器内腔的厚度、宽度分别为330-390mm、1480-1560 mm,上结晶器高400mm;下结晶器内腔尺寸为158-208mm×1258-1408 mm,下结晶器高400mm;由于板坯凝固后每个面凝固后会收缩3-4mm,上结晶器横截面厚度、宽度尺寸大于电极横截面厚度、宽度尺寸至少50mm,保证电极在下降过程中不碰到上结晶器壁;所述的引锭装置包括有引锭板和底水箱;所述引锭板为正方形钢板,两个所述的引锭板对称设置在底水箱上端面左、右两侧,所述引锭板具有中心圆孔,圆孔直径与引锭管的外径尺寸等大;设置有引锭管,所述引锭管为中空结构,与冷却水系统连通的两个所述的引锭管分别穿过底水箱左、右两侧后由引锭横管连通,形成冷却水路,所述的引锭横管距离底水箱上端面35-45mm高,所述的引锭横管形成粘接点;两个所述的引锭管穿过所对应的引锭板的中心圆孔,通过支承环和两个引锭板固定;所述引锭管的下端外部为螺纹结构,通过紧固螺母使引锭板、引锭管与底水箱的位置相对固定;所述的支承环位于所述引锭板的上端面并套在所述的引锭管上,支承环与引锭板、引锭管焊接连接;在所述引锭管的上端面焊接“U”型引锭件,所述 “U”型引锭件为钢结构件,其最高点距离底水箱上端面50-55mm,所述“U”型引锭件形成粘接点。
抽锭电渣重熔设备中的升降机构,抽锭机构,底水箱及控制系统等采用现有抽锭电渣重熔设备的结构。
针对双相不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金的特点,选择相应的电极熔化速度,冷却制度,实现了厚度小于200 mm,宽度大于1250mm,重量大于6吨的耐蚀合金板坯生产。
利用所述方法和设备生产的耐蚀合金电渣重熔板坯显著特点为:①表面光滑、无渣坑、波纹等问题;②无凝固疏松、夹渣等缺陷,结晶取向与轴向夹角小于45°,心部无粗大等轴晶区, 板坯具有良好的热加工塑性;③电渣重熔板坯可直接进入炉卷轧机热轧成卷,节省了中间的锻造开坯工序,生产成本降低,能耗降低,适应耐蚀合金板带市场特点,具有明显的经济效益,市场竞争力提高。
本发明采用的抽锭电渣重熔工艺包括以下步骤:
1)、采用中频炉+AOD炉精炼工艺生产双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金电极,电极规格为220-270mm×1320-1460mm×2800-3500mm,电极重量大于6吨,将自耗电极焊接在假电极上,待用;
2)、将渣料在800-850℃的温度下烘烤7-8小时,减少渣料中的水份,待用; 
3)、采用石墨电极在化渣包中将准备好的渣料熔化成液态,液态渣温度控制在1650-1700℃; 
4)、将引锭装置与底水箱联接牢固,再将底水箱移动到下结晶器内,将底水箱与下结晶器四周的空隙密封好,自耗电极与结晶器对中后,抬起至上结晶器口;
5)、关闭引锭装置的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内;
6)、将自耗电极插入T型结晶器的上结晶器中,调整好设备的电压、电流,电极插入深度控制在15-20mm,电极的熔化速度控制在900-1300kg/h,金属液滴滴落在引锭装置上,将引锭装置的冷却水打开,使金属熔池牢固凝固在引锭装置上;
7)、金属熔池液面采用探测器进行判断,当金属熔池的液面达到距离下结晶器底边300-380mm高度时,开始抽动底水箱,将钢锭从结晶器中拉出,抽动的速度为1-13mm/min,一直将自耗电极熔化完毕;上结晶器的冷却水流量控制在80-90m3/h,下结晶器的冷却水流量控制在130-150m3/h,底水箱冷却水流量控制在20-30m3/h,引锭装置的冷却水流量控制在10-20m3/h; 
8)、根据生产需要,将另外一支自耗电极重新移至渣池中,实现连续生产。
所生产的耐蚀合金电渣重熔板坯横截面规格为150-200mm(厚)×1250-1400mm(宽),重量大于6吨,电渣重熔板坯不需要进行锻造开坯工序,即可直接进入炉卷轧机热轧成卷。
本发明耐蚀合金板坯电渣重熔工艺及抽锭电渣重熔设备,成功生产出内部质量和表面质量良好的厚度为150-200mm、宽度为1250-1400mm、重量大于6吨的双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金等电渣重熔板坯,该板坯可以直接进入炉卷轧机热轧成材,降低了生产成本,降低了能耗,提高了生产效率,适应耐蚀合金板带市场特点,可以进行小批量生产,该技术具有明显的经济效益,填补了国、内外在该领域的空白。
附图说明
图1是板坯抽锭电渣重熔设备示意图。
图2是T型结晶器示意图。
图3是引锭装置示意图。
图中,1、升降机构,2、电极,3 、T型结晶器,4、引锭装置,5、抽锭机构,6、底水箱,7、板坯,8、控制系统,9、液态渣池, 10、上结晶器,11、探测器,12、下结晶器,13、引锭管,14、螺母,15、引锭板,16、支撑环,17、“U”型引锭件,18、引锭横管。
具体实施方式
结合给出的实施例对本发明加以说明:
下述实施例中,采用T型结晶器3,结合图2,所述的T型结晶器3包括上结晶器10和下结晶器12;上结晶器10截面尺寸大于下结晶器12;上结晶器10内腔的厚度、宽度分别为330-390mm、1480-1560 mm,上结晶器高400mm;下结晶器12内腔尺寸为158-208mm×1258-1408 mm,下结晶器12高400mm;结合图3,引锭装置包括有引锭板15和底水箱6;所述引锭板15为正方形钢板,两个所述的引锭板15对称设置在底水箱上端面左、右两侧,所述引锭板15具有中心圆孔,圆孔直径与引锭管13的外径尺寸等大;设置有引锭管13,所述引锭管13为中空结构,与冷却水系统连通的两个所述的引锭管13分别穿过底水箱左、右两侧后由引锭横管18连通,形成冷却水路,所述的引锭横管18距离底水箱上端面35-45mm高,所述的引锭横管18形成粘接点;两个所述的引锭管13穿过所对应的引锭板的中心圆孔,通过支承环16和两个引锭板15固定;所述引锭管13的下端外部为螺纹结构,通过螺母14使引锭板15、引锭管13与底水箱的位置相对固定;所述的支承环16位于所述引锭板的上端面并套在所述的引锭管13上,支承环16与引锭板15、引锭管13焊接连接;在所述引锭管13的上端面焊接“U”型引锭件17,所述 “U”型引锭件17为钢结构件,其最高点距离底水箱上端面50-55mm,所述“U”型引锭件17形成粘接点。抽锭电渣重熔设备中的升降机构,抽锭机构,底水箱及控制系统等采用现有抽锭电渣重熔设备的结构。
实施例1:制造UNS S32760双相不锈钢板坯。
第一步、采用“中频炉+AOD炉”工艺冶炼自耗电极,电极规格为270mm(厚)×1320 mm(宽)×2800mm(长),电极的化学成分符合标准要求,如表1所示。
表1 电极化学成分(重量%)

元素CSiMnSPCr电极0.0250.2150.6410.010.0125.18标准≤0.030≤1.0≤1.0≤0.01≤0.0324-26元素NiMoCuNW 电极7.033.750.7420.2530.667 标准6-83-40.5-1.00.2-0.30.5-1.0 

第二步、将自耗电极表面打磨干净。
第三步、制备渣料。渣系采用CaF2、Al2O3、CaO、MgO、SiO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为32%、31%、27%、6%、4%,渣量300kg;将渣料分开置入电炉内,温度控制在850℃,烘烤8小时。
第四步、将烘烤好的渣系按照CaF2、MgO、SiO2、CaO、Al2O3的顺序加入到化渣包内,引弧造渣,化渣时间约90分钟,渣温控制在1650-1700℃,保证渣系化开、化清;
第五步、将引锭装置4与底水箱6联接牢固,再将底水箱6移动到下结晶器12内,密封好,自耗电极2与上结晶器10对中后,抬起至结晶器口;
第六步、关闭引锭装置4的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内,并将自耗电极插入上结晶器的渣池中,开始电渣重熔,设备的电压设定为68-75V,电流设定为18-20KA,电极插入深度控制在16mm,上结晶器10的冷却水流量控制在81m3/h,下结晶器12的冷却水流量控制在132m3/h,底水箱6冷却水流量控制在23m3/h,引锭装置4的冷却水流量控制在12m3/h;金属熔池液面采用探测器11进行判断,当金属熔池的液面达到距离下结晶器底边350mm高时,开始抽动底水箱6,将钢锭从下结晶器12中拉出,刚开始抽锭时抽锭速度为1 mm/min,逐渐提高至13mm/ min,电极熔化速度为1300kg/h, 一直将自耗电极熔化完毕;
第七步、将抽出的电渣重熔板坯进行保温,防止板坯产生裂纹,电渣重熔板坯的规格为200mm×1250mm×4000mm,重量约7.85吨。
对UNS S32760双相不锈钢电渣板坯化学成分分析,结果如表2,成分符合标准要求。
表2 电渣板坯化学成份(重量%)

UNS S32760合金双相不锈钢抽锭电渣重熔板坯表面质量良好,没有重皮、夹渣、漏钢、波纹等缺陷。根据GB/T 1979-2001《结构钢低倍组织缺陷评级图》标准,对实施例板坯内部质量进行检测,未发现疏松、偏析、白亮带、皮下气泡、残余缩孔、翻皮、白点、轴心晶间裂纹、内部气泡、非金属夹杂物及夹渣、异金属夹杂物等缺陷,钢锭内部质量良好。
实施例2:制造UNS S31254超级奥氏体不锈钢板坯。
第一步、采用“中频炉冶炼+AOD精炼”工艺冶炼自耗电极,电极规格为270mm(厚)×1320 mm(宽)×2800mm(长),电极的化学成分符合标准要求,如表3所示。
表3 电极化学成份(重量%)

第二步、将自耗电极表面打磨干净。
第三步、制备渣料。渣系采用CaF2、Al2O3、CaO、TiO2、SiO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为54%、26%、12%、3%、5%,渣量300kg。将渣料分开置入电炉内,温度控制在850℃,烘烤7小时。
第四步、将烘烤好的渣系按照CaF2、MgO、SiO2、CaO、Al2O3的顺序加入到化渣包内,引弧造渣,化渣时间约90分钟,渣温控制在1650-1700℃,保证渣系化开、化清;
第五步、将引锭装置4与底水箱6联接牢固,再将底水箱6移动到下结晶器12内,密封好,自耗电极2与上结晶器10对中后,抬起至结晶器口;
第六步、关闭引锭装置4的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内,并将自耗电极插入上结晶器的渣池中,开始电渣重熔,设备的电压设定为60-63V,电流设定为15-16KA,电极插入深度控制在16mm,上结晶器10的冷却水流量控制在89m3/h,下结晶器12的冷却水流量控制在148m3/h,底水箱6冷却水流量控制在28m3/h,引锭装置4的冷却水流量控制在19m3/h;金属熔池液面采用探测器11进行判断,当金属熔池的液面达到距离下结晶器底边360mm高时,开始抽动底水箱6,将钢锭从下结晶器12中拉出,刚开始抽锭时抽锭速度为1 mm/min,逐渐提高至8mm/ min,电极熔化速度为900kg/h, 一直将自耗电极熔化完毕;
第七步,将抽出的电渣重熔板坯进行在线保温,缓慢冷却,避免冷却过快产生表面裂纹, 电渣重熔板坯的规格规格为200mm×1250mm×4000mm,重量约7.8吨。
对UNS S31254超级奥氏体不锈钢板坯的化学成分进行分析,结果如表4,成分符合标准要求。
表4 电渣锭板坯化学成份(重量%)

UNS S31254超级奥氏体不锈钢抽锭电渣重熔板坯表面质量良好,没有重皮、夹渣、漏钢、波纹等缺陷。根据GB/T 1979-2001《结构钢低倍组织缺陷评级图》标准,对实施例板坯内部质量进行检测,未发现疏松、偏析、白亮带、皮下气泡、残余缩孔、翻皮、白点、轴心晶间裂纹、内部气泡、非金属夹杂物及夹渣、异金属夹杂物等缺陷,钢锭内部质量良好。
实施例3:制造UNS N08825含Ti铁镍基耐蚀合金板坯。
第一步、采用“中频炉冶炼+AOD精炼”工艺冶炼自耗电极,电极规格为270mm(厚)×1320 mm(宽)×2800mm(长),电极的化学成分符合标准要求,如表5所示。
表5 电极化学成份(重量%)

第二步、将自耗电极表面打磨干净。
第三步、制备渣料。渣系采用CaF2、Al2O3、CaO、TiO2、SiO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为58.4%、21%、13%、3.6%、4%,渣量300kg。将渣料分开置入电炉内,温度控制在850℃,烘烤7小时。
第四步、将烘烤好的渣系按照CaF2、TiO2、SiO2、CaO、Al2O3的顺序加入到化渣包内,引弧造渣,化渣时间约90分钟,渣温控制在1650-1700℃,保证渣系化开、化清;
第五步、将引锭装置4与底水箱6联接牢固,再将底水箱6移动到下结晶器12内,密封好,自耗电极2与上结晶器10对中后,抬起至结晶器口;
第六步、关闭引锭装置4的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内,并将自耗电极插入上结晶器的渣池中,开始电渣重熔,设备的电压设定为63-65V,电流设定为17-18KA,电极插入深度控制在16mm,上结晶器10的冷却水流量控制在88m3/h,下结晶器12的冷却水流量控制在147m3/h,底水箱6冷却水流量控制在27m3/h,引锭装置4的冷却水流量控制在18m3/h;金属熔池液面采用探测器11进行判断,当金属熔池的液面达到距离下结晶器底边360mm高时,开始抽动底水箱6,将钢锭从下结晶器12中拉出,刚开始抽锭时抽锭速度为1 mm/min,逐渐提高至10mm/ min,电极熔化速度为1100kg/h, 一直将自耗电极熔化完毕;
第七步,将抽出的电渣重熔板坯进行二次喷雾冷却,电渣重熔板坯的规格为200mm×1250mm×4000mm,重量约8.1吨。
对UNS N08825含Ti铁镍基耐蚀合金电渣重熔板坯化学成分分析,结果如表6,成分符合标准要求。
表6 电渣板坯化学成份(重量%)

UNS N08825含Ti铁镍基耐蚀合金电渣重熔板坯表面质量良好,没有重皮、夹渣、漏钢、波纹等缺陷。根据GB/T 1979-2001《结构钢低倍组织缺陷评级图》标准,对实施例板坯内部质量进行检测,未发现疏松、偏析、白亮带、皮下气泡、残余缩孔、翻皮、白点、轴心晶间裂纹、内部气泡、非金属夹杂物及夹渣、异金属夹杂物等缺陷,钢锭内部质量良好。
实施例4:制造UNS N06625镍基耐蚀合金板坯。
第一步,采用“中频炉+AOD炉”工艺冶炼自耗电极,电极规格为270mm(厚)×1320 mm(宽)×2800mm(长),电极的化学成分符合标准要求,如表7所示;
 表7 电极化学成分(重量%)

第二步,将自耗电极表面打磨干净;
第三步,制备渣料。渣系采用CaF2、Al2O3、CaO、SiO2四元渣系,各组元的重量百分比分别为63%、15%、13%、9%,渣量300kg。将渣料分开置入电炉内,温度控制在850℃,烘烤8小时;
第四步, 将烘烤好的渣系按照CaF2、SiO2、CaO、Al2O3的顺序加入到化渣包内,引弧造渣,化渣时间约90分钟,渣温控制在1650~1700℃,保证渣系化开、化清;
第五步、将引锭装置4与底水箱6联接牢固,再将底水箱6移动到下结晶器12内,密封好,自耗电极2与上结晶器10对中后,抬起至结晶器口;
第六步、关闭引锭装置4的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内,并将自耗电极插入上结晶器的渣池中,开始电渣重熔,设备的电压设定为60-62V,电流设定为16-17KA,电极插入深度控制在16mm,上结晶器10的冷却水流量控制在89m3/h,下结晶器12的冷却水流量控制在148m3/h,底水箱6冷却水流量控制在28m3/h,引锭装置4的冷却水流量控制在189m3/h;金属熔池液面采用探测器11进行判断,当金属熔池的液面达到距离下结晶器底边370mm高时,开始抽动底水箱6,将钢锭从下结晶器12中拉出,刚开始抽锭时抽锭速度为1 mm/min,逐渐提高至8mm/ min,电极熔化速度为900kg/h, 一直将自耗电极熔化完毕;
第七步,将抽出的电渣重熔板坯进行二次喷雾冷却,电渣重熔板坯的规格为200mm×1250mm×4000mm,重量约8吨。
对UNS N06625镍基合金电渣重熔板坯进行化学成分分析,结果如表8,成分符合标准要求。
表8 电渣板坯化学成分(重量%)

UNS N06625镍基合金抽锭电渣重熔板坯表面质量良好,没有明显重皮、夹渣等缺陷。根据GB/T 1979-2001《结构钢低倍组织缺陷评级图》标准,对实施例板坯内部质量进行检测,未发现疏松、偏析、白亮带、皮下气泡、残余缩孔、翻皮、白点、轴心晶间裂纹、内部气泡、非金属夹杂物及夹渣、异金属夹杂物等缺陷,钢锭内部质量良好。

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1、10申请公布号CN104152709A43申请公布日20141119CN104152709A21申请号201410405581722申请日20140818C22B9/18200601C22B9/18720060171申请人洛阳双瑞特种装备有限公司地址471000河南省洛阳市高新开发区滨河路32号72发明人王新鹏宁天信杨俊峰陈帅超张春林罗利阳74专利代理机构洛阳明律专利代理事务所41118代理人卢洪方54发明名称一种厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯生产工艺及设备57摘要本发明属于特种合金成型技术领域。涉及一种厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯生产工艺及设备,所述设备中的电极厚度、宽。

2、度和长度分别为220270MM、13201460MM和28003500MM;电极厚度、宽度大于所生产电渣重熔板坯宽度70MM;结晶器为上结晶器(10)下结晶器(12)构成的T型结晶器,上结晶器(10)截面尺寸大于下结晶器(12);电极(2)与上结晶器(10)对中后,电极距离上结晶器(10)内壁的距离大于50MM,引锭装置(4)包括有引锭板(15)、底水箱(6)、引锭管(13)、引锭横管(18)和“U”型引锭件(17)。所生产的耐蚀合金电渣重熔板坯厚度小于200MM,宽度大于1250MM。51INTCL权利要求书2页说明书9页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页。

3、说明书9页附图1页10申请公布号CN104152709ACN104152709A1/2页21一种厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯生产设备,所述耐蚀合金的种类包括双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金等;所述耐蚀合金电渣重熔板坯厚度小于200MM,宽度大于1250MM;所述设备包括有电极升降机构(1)、电极(2)、结晶器(3)、探测器(8)、引锭装置(4)、抽锭机构(5)、底水箱(6)、控制系统(8);其特征在于所述电极的厚度和宽度分别为220270MM、13201460MM,电极重量大于6吨,所述电极厚度、宽度大于所生产电渣重熔板坯宽度70MM,电极的长度小于所生产。

4、电渣重熔板坯的长度;所述结晶器(3)为T型结晶器,所述的结晶器包括有上结晶器(10)下结晶器(12),上结晶器(10)截面尺寸大于下结晶器(12);所述电极(2)与上结晶器(10)对中后,电极距离上结晶器(10)内壁的距离大于50MM;上结晶器内腔尺寸为330390MM14801560MM,上结晶器高400MM;下结晶器内腔尺寸为158208MM12581408MM,下结晶器高400MM;所述的引锭装置(4)包括有引锭板(15)和底水箱(6);所述引锭板(15)为正方形钢板,两个所述的引锭板(15)对称设置在底水箱上端面左、右两侧,所述引锭板(15)具有中心圆孔,圆孔直径与引锭管(13)的外径。

5、尺寸等大;所述引锭管(13)为中空结构,与冷却水系统连通的两个所述的引锭管(13)分别穿过底水箱左、右两侧后由引锭横管(18)连通,形成冷却水路,所述的引锭横管(18)距离底水箱(6)上端面3545MM高,所述的引锭横管(18)形成粘接点;两个所述的引锭管(13)穿过所对应的引锭板的中心圆孔,通过支承环(16)和两个引锭板(15)固定;所述引锭管(13)的下端外部为螺纹结构,通过螺母(14)使引锭板(15)、引锭管(13)与底水箱(6)的位置相对固定;所述的支承环(16)位于所述引锭板(15)的上端面并套在所述的引锭管(13)上,支承环(16)与引锭板(15)、引锭管(13)焊接连接;在所述引。

6、锭管(13)的上端面焊接“U”型引锭件(17),所述“U”型引锭件为钢结构件,其最高点距离底水箱上端面5055MM,所述的“U”型引锭件(17)形成粘接点。2权利要求1所述厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯生产设备的生产工艺,其特征在于所述生产工艺包括以下步骤1)、采用中频炉AOD炉精炼工艺生产双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金电极,电极规格为220270MM13201460MM28003500MM,电极重量大于6吨,将自耗电极焊接在假电极上,待用;2)、将渣料在800850的温度下烘烤78小时,减少渣料中的水份,待用;3)、采用石墨电极在化渣包中将准备好的渣料熔。

7、化成液态,液态渣温度控制在16501700;4)、将所述引锭装置(4)与所述底水箱(6)联接牢固,再将底水箱(6)移动到下结晶器(12)内,将底水箱(6)与下结晶器(12)四周的空隙密封好,自耗电极(2)与上结晶器(10)对中后,抬起至上结晶器口;5)、关闭引锭装置(4)的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内;6)、将自耗电极插入T型结晶器上部的渣池中,调整好设备的电压、电流,电极插入深度控制在1520MM,电极的熔化速度控制在9001300KG/H,金属液滴滴落在引锭装置(4)上,将引锭装置(4)的冷却水打开,使金属熔池牢固凝固在引锭装置(4)上;7)、金属熔池液面采用探测器(11)进行判断,当。

8、金属熔池的液面达到距离下结晶器底边300380MM高度时,开始抽动底水箱,将钢锭从下结晶器中拉出;抽动的速度为113MM/MIN,一直将自耗电极熔化完毕;上结晶器(10)的冷却水流量控制在8090M3/H,下结晶器权利要求书CN104152709A2/2页3(12)的冷却水流量控制在130150M3/H,底水箱(6)冷却水流量控制在2030M3/H,引锭装置(4)的冷却水流量控制在1020M3/H;8)、根据生产需要,将另外一支自耗电极重新移至渣池中,实现连续生产。3如权利要求2所述厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯的生产工艺,其特征在于所述耐蚀合金电渣重熔板坯为UNSS32760双相不。

9、锈钢板坯,所述UNSS32760双相不锈钢板坯的渣系采用CAF2、AL2O3、CAO、MGO、SIO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为32、31、27、6、4。4如权利要求2所述厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯的生产工艺,其特征在于所述耐蚀合金电渣重熔板坯为UNSS31254超级奥氏体不锈钢板坯,所述UNSS31254超级奥氏体不锈钢板坯的渣系采用CAF2、AL2O3、CAO、TIO2、SIO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为54、26、12、3、5。5如权利要求2所述厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯的生产工艺,其特征在于所述耐蚀合金电渣重熔板坯为UNSN08825含TI铁。

10、镍基耐蚀合金板坯,所述UNSN08825含TI铁镍基耐蚀合金板坯的渣系采用CAF2、AL2O3、CAO、TIO2、SIO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为584、21、13、36、4。6如权利要求2所述厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯的生产工艺,其特征在于所述耐蚀合金电渣重熔板坯为UNSN06625镍基耐蚀合金板坯,所述UNSN06625镍基耐蚀合金板坯的渣系采用CAF2、AL2O3、CAO、SIO2四元渣系,各组元的重量百分比分别为63、15、13、9。权利要求书CN104152709A1/9页4一种厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯生产工艺及设备技术领域0001本发明属于特。

11、种合金成型技术领域。尤其涉及一种厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯生产工艺及设备。背景技术0002国内市场上供应的耐蚀合金产品主要是进口美国国际镍公司,特别是以耐蚀合金板坯为基础生产的耐蚀合金板、带、箔材等产品几乎全部依赖进口。国家特殊钢领域“十二五”规划指出,“十二五”期间需要重点突破高温合金、耐蚀钢等高性能特殊钢关键材料技术,形成具有国际先进水平的高品质特殊钢材料体系和生产工艺流程,获取一批自主知识产权,以点带面推动特殊钢产业结构调整与优化升级,大幅提升节能减排技术水平,实现高品质特殊钢材料国产化和规模应用。0003目前,特殊钢板坯的成型方法主要采用固定式电渣重熔方式、抽锭式电渣重熔。

12、方式和连铸方式生产。0004宝钢特殊钢有限公司、德国蒂森克虏伯公司、美国特殊钢公司、美国ATI公司等单位均采用固定式电渣重熔方式生产耐蚀合金板坯,电渣重熔板坯的规格为350MM1250MM2000MM,约重7吨,首先将板坯从350MM厚开坯至200MM厚以下,然后200MM厚的板坯才能进炉卷轧机轧制成耐蚀合金热轧卷,最后将热轧卷冷轧成带、箔等产品。该方案的技术优点为自耗电极的规格为25011503000MM,电极长度短,制造容易实现,电渣重熔过程容易实现,工艺稳定性好;可以控制不同的熔速生产高合金含量耐蚀合金板坯,固定式电渣重熔工艺的熔化速度对表面质量影响不大,熔化速度对凝固组织影响较大,熔化。

13、速度越低,凝固组织越好。因此,可以采用低熔化速度获得表面质量和凝固组织均良好的耐蚀合金电渣重熔板坯。该方案的技术缺点为板坯太厚,需要将350MM厚的板坯锻造开坯至200MM厚,表面修磨后再进行后续热轧,生产工序长,增加开坯、修磨工序,生产成本增加,能耗增加;不能生产厚度小于200MM,宽度大于1250MM,重量大于6吨的板坯,原因为传统固定式电渣重熔用结晶器为矩形,由于固定式电渣重熔工艺必须保证自耗电极距离结晶器壁的距离大于50MM,也就是说,要生产横截面规格为AB的电渣重熔板坯,所需要的自耗电极横截面规格为(A100)(B100),受此限制,要生产200MM(厚)1250MM(宽)3000M。

14、M(长),重量约6吨的板坯,电极的规格为100MM(厚)1150(宽)MM6500MM(长),由于电极太长,造成电极制造、电渣设备制造等问题无法解决,因此,目前国、内外均未采用固定式电渣重熔工艺生产厚度小于200MM,宽度大于1250MM,重量大于6吨的电渣重熔板坯。0005文献“鄂钢20T板坯电渣炉供电制度的探索与实践”中公开了一种板坯生产方法,其采用T型结晶器抽锭电渣重熔方式生产规格为320MM1400MM3700MM、320MM1850MM3900MM的低合金钢。该方案的技术优点为采用截面尺寸大于所生产电渣重熔板坯的电极,将自耗电极的长度缩短,电极的生产、平直度、设备制造等容易实现;抽锭。

15、电渣重说明书CN104152709A2/9页5熔工艺的特点为熔化速度越高,电渣重熔板坯的表面质量越好,而凝固组织的质量越差,会产生偏析、凝固疏松等缺陷。由于熔化速度对低合金钢的凝固组织质量影响较小,因此,可以采用高熔速(比固定式电渣重熔熔速约高4050)生产表面质量、内部凝固组织均良好的厚度300MM以上的厚板坯。该方案的缺点为生产的低合金板坯,仍然需要先将厚度为320MM的板坯开坯成200MM以下的板坯,表面修磨后才能进入炉卷轧机轧制成热轧卷,生产工序长,增加开坯、修磨工序,生产成本增加,能耗增加;无法实现300MM厚以上的高合金含量的耐蚀合金板坯生产,原因为(A)耐蚀合金的合金元素含量远远。

16、高于低合金钢,在凝固过程中元素偏析严重,板坯的厚度增加至300MM厚以上,板坯的化学成分均匀性差,影响最终产品的耐腐蚀性能;(B)耐蚀合金的导热性能远低于低合金钢,凝固特性差,板坯厚度增加至300MM厚以上,金属凝固速度低于合金钢,会产生心部显微疏松、微观缩孔等缺陷,心部粗大等轴晶区域大,板坯的热塑性差;耐蚀合金的高温粘度高于低合金钢,流动性差,易形成夹渣缺陷。因此,目前国、内外未见利用利用抽锭电渣重熔的方法生产高合金含量的耐蚀合金板坯。0006文献“N08810耐蚀合金200MM厚连铸板坯纵向裂纹形成机理的分析”中公开了一种耐蚀合金板坯的生产方法,其采用连铸的工艺生产出截面为200MM130。

17、0MM的N08810合金板坯。该方案的技术优点为节省了开坯、修磨工序,直接连铸、热轧一火成材,生产成本降低,节省能源消耗。该方案的技术缺点为连铸板坯的纯净度没有电渣重熔板坯高,耐腐蚀性能、成分均匀性等都不如电渣重熔板坯,影响使用性能;生产效率高、产能大(一般一次生产在150吨以上),不适应耐蚀合金产品多规格、小批量的市场特点。因此,目前国内、外没有实现耐蚀合金板坯连铸工业化生产。0007因此,需要生产出厚度小于200MM,宽度大于1250MM,重量大于6吨的耐蚀合金电渣重熔板坯,使板坯直接进入炉卷轧机热轧成卷,节省中间的锻造开坯工序,生产成本降低,能耗降低,板材的纯净度高,耐腐蚀性能提高,实现。

18、10吨以下的小批量生产,适应市场特点。发明内容0008本发明的目的是提出一种厚度小于200MM的耐蚀合金电渣重熔板坯生产工艺及设备,实现厚度小于200MM,宽度大于1250MM,重量大于6吨的耐蚀合金电渣重熔板坯生产,该电渣重熔板坯可直接进入炉卷轧机热轧成卷,节省中间的锻造开坯工序,缩短耐蚀合金板、带、箔材的生产流程,降低生产成本,降低能耗降低,满足耐蚀合金板、带、箔材批量小、生产灵活的市场特点。0009本发明采用下技术方案所述耐蚀合金的种类包括双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金等;所述耐蚀合金电渣重熔板坯厚度小于200MM,宽度大于1250MM;本发明采用的抽锭电渣重。

19、熔设备包括有电极升降机构、电极、结晶器、探测器、引锭装置、抽锭系统、底水箱、控制系统;所述升降机构的作用为将电极夹持牢固后插入T型结晶器中,自上至下传动;所述电极的作用为电极熔化后在结晶器内重新凝固成电渣重熔板坯,所述电极的厚度、宽度分别为220270MM、13201460MM,长度方向的尺寸由电极的重量决定;电极重量大于6吨,电极的特点为电极厚度、宽度大于所生产电渣重熔板坯宽度70MM,电极的长度小于所生产电渣重熔板坯的长度,电极规格设计的方法为说明书CN104152709A3/9页6一方面,电极插入T型结晶器的上结晶器,上结晶器内腔的厚度、宽度分别为330390MM、14801560MM,。

20、电极的厚度、宽度尺寸距离结晶器壁的安全距离最小为50MM;另一方面,电渣重熔过程中,从结晶器壁至中心,液态渣池的温度从1250升高至1900,逐渐升高,结晶器壁处的温度越低,凝固的固态渣皮厚度越大,板坯的表面质量越差,所选用渣系的熔点范围为12001250,电极横截面的厚度、宽度尺寸大于所生产的板坯横截面的厚度、宽度尺寸70MM,可以保证结晶器壁四周的温度在12501280,形成良好的板坯表面质量;从以上两方面考虑,电极的厚度、宽度分别为220270MM、13201460MM,长度方向的尺寸由电极的重量决定;本发明采用T型结晶器,所述的结晶器包括上结晶器和下结晶器;上结晶器截面尺寸大于下结晶器。

21、;所述T型结晶器的作用为电极插入T型结晶器的上结晶器,电极在上结晶器熔化后,金属液滴滴到下结晶器形成金属熔池,金属熔池在结晶器冷却水的冷却条件下,凝固成电渣板坯;上结晶器的尺寸规格主要考虑电极与结晶器对中后,电极距离上结晶器内壁的距离大于50MM,且电极的厚、宽尺寸大于所生产电渣锭厚、宽尺寸70MM;下结晶器的规格主要考虑耐蚀合金板坯的规格,以及耐蚀合金凝固后会产生34MM的收缩量;因此,上结晶器内腔的厚度、宽度分别为330390MM、14801560MM,上结晶器高400MM;下结晶器内腔尺寸为158208MM12581408MM,下结晶器高400MM;由于板坯凝固后每个面凝固后会收缩34M。

22、M,上结晶器横截面厚度、宽度尺寸大于电极横截面厚度、宽度尺寸至少50MM,保证电极在下降过程中不碰到上结晶器壁;所述的引锭装置包括有引锭板和底水箱;所述引锭板为正方形钢板,两个所述的引锭板对称设置在底水箱上端面左、右两侧,所述引锭板具有中心圆孔,圆孔直径与引锭管的外径尺寸等大;设置有引锭管,所述引锭管为中空结构,与冷却水系统连通的两个所述的引锭管分别穿过底水箱左、右两侧后由引锭横管连通,形成冷却水路,所述的引锭横管距离底水箱上端面3545MM高,所述的引锭横管形成粘接点;两个所述的引锭管穿过所对应的引锭板的中心圆孔,通过支承环和两个引锭板固定;所述引锭管的下端外部为螺纹结构,通过紧固螺母使引锭。

23、板、引锭管与底水箱的位置相对固定;所述的支承环位于所述引锭板的上端面并套在所述的引锭管上,支承环与引锭板、引锭管焊接连接;在所述引锭管的上端面焊接“U”型引锭件,所述“U”型引锭件为钢结构件,其最高点距离底水箱上端面5055MM,所述“U”型引锭件形成粘接点。0010抽锭电渣重熔设备中的升降机构,抽锭机构,底水箱及控制系统等采用现有抽锭电渣重熔设备的结构。0011针对双相不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金的特点,选择相应的电极熔化速度,冷却制度,实现了厚度小于200MM,宽度大于1250MM,重量大于6吨的耐蚀合金板坯生产。0012利用所述方法和设备生产的耐蚀合金电渣重熔板坯显著特点为表面光。

24、滑、无渣坑、波纹等问题;无凝固疏松、夹渣等缺陷,结晶取向与轴向夹角小于45,心部无粗大等轴晶区,板坯具有良好的热加工塑性;电渣重熔板坯可直接进入炉卷轧机热轧成卷,节省了中间的锻造开坯工序,生产成本降低,能耗降低,适应耐蚀合金板带市场特点,具有明显的经济效益,市场竞争力提高。0013本发明采用的抽锭电渣重熔工艺包括以下步骤1)、采用中频炉AOD炉精炼工艺生产双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金电极,电极规格为220270MM13201460MM28003500MM,电极重量大说明书CN104152709A4/9页7于6吨,将自耗电极焊接在假电极上,待用;2)、将渣料在800。

25、850的温度下烘烤78小时,减少渣料中的水份,待用;3)、采用石墨电极在化渣包中将准备好的渣料熔化成液态,液态渣温度控制在16501700;4)、将引锭装置与底水箱联接牢固,再将底水箱移动到下结晶器内,将底水箱与下结晶器四周的空隙密封好,自耗电极与结晶器对中后,抬起至上结晶器口;5)、关闭引锭装置的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内;6)、将自耗电极插入T型结晶器的上结晶器中,调整好设备的电压、电流,电极插入深度控制在1520MM,电极的熔化速度控制在9001300KG/H,金属液滴滴落在引锭装置上,将引锭装置的冷却水打开,使金属熔池牢固凝固在引锭装置上;7)、金属熔池液面采用探测器进行判断,当。

26、金属熔池的液面达到距离下结晶器底边300380MM高度时,开始抽动底水箱,将钢锭从结晶器中拉出,抽动的速度为113MM/MIN,一直将自耗电极熔化完毕;上结晶器的冷却水流量控制在8090M3/H,下结晶器的冷却水流量控制在130150M3/H,底水箱冷却水流量控制在2030M3/H,引锭装置的冷却水流量控制在1020M3/H;8)、根据生产需要,将另外一支自耗电极重新移至渣池中,实现连续生产。0014所生产的耐蚀合金电渣重熔板坯横截面规格为150200MM(厚)12501400MM(宽),重量大于6吨,电渣重熔板坯不需要进行锻造开坯工序,即可直接进入炉卷轧机热轧成卷。0015本发明耐蚀合金板坯。

27、电渣重熔工艺及抽锭电渣重熔设备,成功生产出内部质量和表面质量良好的厚度为150200MM、宽度为12501400MM、重量大于6吨的双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁镍基耐蚀合金、镍基耐蚀合金等电渣重熔板坯,该板坯可以直接进入炉卷轧机热轧成材,降低了生产成本,降低了能耗,提高了生产效率,适应耐蚀合金板带市场特点,可以进行小批量生产,该技术具有明显的经济效益,填补了国、内外在该领域的空白。附图说明0016图1是板坯抽锭电渣重熔设备示意图。0017图2是T型结晶器示意图。0018图3是引锭装置示意图。0019图中,1、升降机构,2、电极,3、T型结晶器,4、引锭装置,5、抽锭机构,6、底水箱,7、板。

28、坯,8、控制系统,9、液态渣池,10、上结晶器,11、探测器,12、下结晶器,13、引锭管,14、螺母,15、引锭板,16、支撑环,17、“U”型引锭件,18、引锭横管。具体实施方式0020结合给出的实施例对本发明加以说明下述实施例中,采用T型结晶器3,结合图2,所述的T型结晶器3包括上结晶器10和下结晶器12;上结晶器10截面尺寸大于下结晶器12;上结晶器10内腔的厚度、宽度分别为330390MM、14801560MM,上结晶器高400MM;下结晶器12内腔尺寸为158208MM12581408MM,下结晶器12高400MM;结合图3,引锭装置包括有引锭板15和说明书CN104152709A。

29、5/9页8底水箱6;所述引锭板15为正方形钢板,两个所述的引锭板15对称设置在底水箱上端面左、右两侧,所述引锭板15具有中心圆孔,圆孔直径与引锭管13的外径尺寸等大;设置有引锭管13,所述引锭管13为中空结构,与冷却水系统连通的两个所述的引锭管13分别穿过底水箱左、右两侧后由引锭横管18连通,形成冷却水路,所述的引锭横管18距离底水箱上端面3545MM高,所述的引锭横管18形成粘接点;两个所述的引锭管13穿过所对应的引锭板的中心圆孔,通过支承环16和两个引锭板15固定;所述引锭管13的下端外部为螺纹结构,通过螺母14使引锭板15、引锭管13与底水箱的位置相对固定;所述的支承环16位于所述引锭板。

30、的上端面并套在所述的引锭管13上,支承环16与引锭板15、引锭管13焊接连接;在所述引锭管13的上端面焊接“U”型引锭件17,所述“U”型引锭件17为钢结构件,其最高点距离底水箱上端面5055MM,所述“U”型引锭件17形成粘接点。抽锭电渣重熔设备中的升降机构,抽锭机构,底水箱及控制系统等采用现有抽锭电渣重熔设备的结构。0021实施例1制造UNSS32760双相不锈钢板坯。0022第一步、采用“中频炉AOD炉”工艺冶炼自耗电极,电极规格为270MM(厚)1320MM(宽)2800MM(长),电极的化学成分符合标准要求,如表1所示。0023表1电极化学成分(重量)元素CSIMNSPCR电极002。

31、5021506410010012518标准003010100010032426元素NIMOCUNW电极703375074202530667标准6834051002030510第二步、将自耗电极表面打磨干净。0024第三步、制备渣料。渣系采用CAF2、AL2O3、CAO、MGO、SIO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为32、31、27、6、4,渣量300KG;将渣料分开置入电炉内,温度控制在850,烘烤8小时。0025第四步、将烘烤好的渣系按照CAF2、MGO、SIO2、CAO、AL2O3的顺序加入到化渣包内,引弧造渣,化渣时间约90分钟,渣温控制在16501700,保证渣系化开、化清;第五步。

32、、将引锭装置4与底水箱6联接牢固,再将底水箱6移动到下结晶器12内,密封好,自耗电极2与上结晶器10对中后,抬起至结晶器口;第六步、关闭引锭装置4的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内,并将自耗电极插入上结晶器的渣池中,开始电渣重熔,设备的电压设定为6875V,电流设定为1820KA,电极插入深度控制在16MM,上结晶器10的冷却水流量控制在81M3/H,下结晶器12的冷却水流量控制在132M3/H,底水箱6冷却水流量控制在23M3/H,引锭装置4的冷却水流量控制在12M3/H;金属熔池液面采用探测器11进行判断,当金属熔池的液面达到距离下结晶器底边350MM高时,开始抽动底水箱6,将钢锭从下结晶。

33、器12中拉出,刚开始抽锭时抽锭速度为1MM/MIN,逐渐提高至13MM/MIN,电极熔化速度为1300KG/H,一直将自耗电极熔化完毕;第七步、将抽出的电渣重熔板坯进行保温,防止板坯产生裂纹,电渣重熔板坯的规格为200MM1250MM4000MM,重量约785吨。0026对UNSS32760双相不锈钢电渣板坯化学成分分析,结果如表2,成分符合标准要求。0027表2电渣板坯化学成份(重量)说明书CN104152709A6/9页9UNSS32760合金双相不锈钢抽锭电渣重熔板坯表面质量良好,没有重皮、夹渣、漏钢、波纹等缺陷。根据GB/T19792001结构钢低倍组织缺陷评级图标准,对实施例板坯内部。

34、质量进行检测,未发现疏松、偏析、白亮带、皮下气泡、残余缩孔、翻皮、白点、轴心晶间裂纹、内部气泡、非金属夹杂物及夹渣、异金属夹杂物等缺陷,钢锭内部质量良好。0028实施例2制造UNSS31254超级奥氏体不锈钢板坯。0029第一步、采用“中频炉冶炼AOD精炼”工艺冶炼自耗电极,电极规格为270MM(厚)1320MM(宽)2800MM(长),电极的化学成分符合标准要求,如表3所示。0030表3电极化学成份(重量)第二步、将自耗电极表面打磨干净。0031第三步、制备渣料。渣系采用CAF2、AL2O3、CAO、TIO2、SIO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为54、26、12、3、5,渣量300KG。

35、。将渣料分开置入电炉内,温度控制在850,烘烤7小时。0032第四步、将烘烤好的渣系按照CAF2、MGO、SIO2、CAO、AL2O3的顺序加入到化渣包内,引弧造渣,化渣时间约90分钟,渣温控制在16501700,保证渣系化开、化清;第五步、将引锭装置4与底水箱6联接牢固,再将底水箱6移动到下结晶器12内,密封好,自耗电极2与上结晶器10对中后,抬起至结晶器口;第六步、关闭引锭装置4的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内,并将自耗电极插入上结晶器的渣池中,开始电渣重熔,设备的电压设定为6063V,电流设定为1516KA,电极插入深度控制在16MM,上结晶器10的冷却水流量控制在89M3/H,下结晶。

36、器12的冷却水流量控制在148M3/H,底水箱6冷却水流量控制在28M3/H,引锭装置4的冷却水流量控制在19M3/H;金属熔池液面采用探测器11进行判断,当金属熔池的液面达到距离下结晶器底边360MM高时,开始抽动底水箱6,将钢锭从下结晶器12中拉出,刚开始抽锭时抽锭速度为1MM/MIN,逐渐提高至8MM/MIN,电极熔化速度为900KG/H,一直将自耗电极熔化完毕;第七步,将抽出的电渣重熔板坯进行在线保温,缓慢冷却,避免冷却过快产生表面裂说明书CN104152709A7/9页10纹,电渣重熔板坯的规格规格为200MM1250MM4000MM,重量约78吨。0033对UNSS31254超级奥。

37、氏体不锈钢板坯的化学成分进行分析,结果如表4,成分符合标准要求。0034表4电渣锭板坯化学成份(重量)UNSS31254超级奥氏体不锈钢抽锭电渣重熔板坯表面质量良好,没有重皮、夹渣、漏钢、波纹等缺陷。根据GB/T19792001结构钢低倍组织缺陷评级图标准,对实施例板坯内部质量进行检测,未发现疏松、偏析、白亮带、皮下气泡、残余缩孔、翻皮、白点、轴心晶间裂纹、内部气泡、非金属夹杂物及夹渣、异金属夹杂物等缺陷,钢锭内部质量良好。0035实施例3制造UNSN08825含TI铁镍基耐蚀合金板坯。0036第一步、采用“中频炉冶炼AOD精炼”工艺冶炼自耗电极,电极规格为270MM(厚)1320MM(宽)2。

38、800MM(长),电极的化学成分符合标准要求,如表5所示。0037表5电极化学成份(重量)第二步、将自耗电极表面打磨干净。0038第三步、制备渣料。渣系采用CAF2、AL2O3、CAO、TIO2、SIO2五元渣系,各组元的重量百分比分别为584、21、13、36、4,渣量300KG。将渣料分开置入电炉内,温度控制在850,烘烤7小时。0039第四步、将烘烤好的渣系按照CAF2、TIO2、SIO2、CAO、AL2O3的顺序加入到化渣包内,引弧造渣,化渣时间约90分钟,渣温控制在16501700,保证渣系化开、化清;第五步、将引锭装置4与底水箱6联接牢固,再将底水箱6移动到下结晶器12内,密封好,。

39、自耗电极2与上结晶器10对中后,抬起至结晶器口;第六步、关闭引锭装置4的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内,并将自耗电极插入上结晶器的渣池中,开始电渣重熔,设备的电压设定为6365V,电流设定为1718KA,电极插入深度控制在16MM,上结晶器10的冷却水流量控制在88M3/H,下结晶器12的冷却水流量控制在147M3/H,底水箱6冷却水流量控制在27M3/H,引锭装置4的冷却水流量控制在18M3/H;金属熔池液面采用探测器11进行判断,当金属熔池的液面达到距离下结晶器底边360MM高时,开始抽动底水箱6,将钢锭从下结晶器12中拉出,刚开始抽锭时抽锭速度为1MM/MIN,逐渐提高至10MM/MI。

40、N,电极熔化速度为1100KG/H,一直将自耗电极熔化完毕;说明书CN104152709A108/9页11第七步,将抽出的电渣重熔板坯进行二次喷雾冷却,电渣重熔板坯的规格为200MM1250MM4000MM,重量约81吨。0040对UNSN08825含TI铁镍基耐蚀合金电渣重熔板坯化学成分分析,结果如表6,成分符合标准要求。0041表6电渣板坯化学成份(重量)UNSN08825含TI铁镍基耐蚀合金电渣重熔板坯表面质量良好,没有重皮、夹渣、漏钢、波纹等缺陷。根据GB/T19792001结构钢低倍组织缺陷评级图标准,对实施例板坯内部质量进行检测,未发现疏松、偏析、白亮带、皮下气泡、残余缩孔、翻皮、。

41、白点、轴心晶间裂纹、内部气泡、非金属夹杂物及夹渣、异金属夹杂物等缺陷,钢锭内部质量良好。0042实施例4制造UNSN06625镍基耐蚀合金板坯。0043第一步,采用“中频炉AOD炉”工艺冶炼自耗电极,电极规格为270MM(厚)1320MM(宽)2800MM(长),电极的化学成分符合标准要求,如表7所示;表7电极化学成分(重量)第二步,将自耗电极表面打磨干净;第三步,制备渣料。渣系采用CAF2、AL2O3、CAO、SIO2四元渣系,各组元的重量百分比分别为63、15、13、9,渣量300KG。将渣料分开置入电炉内,温度控制在850,烘烤8小时;第四步,将烘烤好的渣系按照CAF2、SIO2、CAO。

42、、AL2O3的顺序加入到化渣包内,引弧造渣,化渣时间约90分钟,渣温控制在16501700,保证渣系化开、化清;第五步、将引锭装置4与底水箱6联接牢固,再将底水箱6移动到下结晶器12内,密封好,自耗电极2与上结晶器10对中后,抬起至结晶器口;第六步、关闭引锭装置4的冷却水,将液态渣倒入T型结晶器内,并将自耗电极插入上结晶器的渣池中,开始电渣重熔,设备的电压设定为6062V,电流设定为1617KA,电极插入深度控制在16MM,上结晶器10的冷却水流量控制在89M3/H,下结晶器12的冷却水流量控制在148M3/H,底水箱6冷却水流量控制在28M3/H,引锭装置4的冷却水流量控制在189M3/H;。

43、金属熔池液面采用探测器11进行判断,当金属熔池的液面达到距离下结晶器底边370MM说明书CN104152709A119/9页12高时,开始抽动底水箱6,将钢锭从下结晶器12中拉出,刚开始抽锭时抽锭速度为1MM/MIN,逐渐提高至8MM/MIN,电极熔化速度为900KG/H,一直将自耗电极熔化完毕;第七步,将抽出的电渣重熔板坯进行二次喷雾冷却,电渣重熔板坯的规格为200MM1250MM4000MM,重量约8吨。0044对UNSN06625镍基合金电渣重熔板坯进行化学成分分析,结果如表8,成分符合标准要求。0045表8电渣板坯化学成分(重量)UNSN06625镍基合金抽锭电渣重熔板坯表面质量良好,没有明显重皮、夹渣等缺陷。根据GB/T19792001结构钢低倍组织缺陷评级图标准,对实施例板坯内部质量进行检测,未发现疏松、偏析、白亮带、皮下气泡、残余缩孔、翻皮、白点、轴心晶间裂纹、内部气泡、非金属夹杂物及夹渣、异金属夹杂物等缺陷,钢锭内部质量良好。说明书CN104152709A121/1页13图1图2图3说明书附图CN104152709A13。

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