[发明专利]一种大型扁平铸锭的自动补缩工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢锭补缩技术，尤其是一种大型扁平铸锭的自动补缩工艺。

背景技术

据统计，40t以上的大型扁平铸锭疏松及缩孔占整个锭身超过1/3，有的甚至超过了1/2，这严重影响了成材率，国内现有的较为先进的补缩工艺是在帽口内采用感应加热，延缓钢液冷却速度，但是感应加热本身可以加热帽口，如果输出功率过大会熔化帽口，使得感应加热输出功率偏小，对铸锭质量改善甚微，所以没有得到推广。

国外较为先进的技术为乌克兰巴顿研究所发明的帽口电渣加热技术，它在帽口内使用电渣加热方法加热渣池，使得铸锭形成有利于凝固减少缩孔的温度梯度，从而提高铸锭质量。但是该法也有其局限性，就是加热帽口形成的温度梯度是纵向的，与铸锭本身凝固时的轴向温度梯度难以重合，使得该法主要应用于减少帽口重量，难以从根本上解决缩孔甚至疏松问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能有效消除缩孔的大型扁平铸锭的自动补缩工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其在大型扁平铸锭的帽口内加入液态预熔渣；然后在液态预熔渣内部插入石墨电极以及至少一支与铸锭同材质的自耗电极棒；所述石墨电极通电加热渣池进行补缩，补缩过程进给自耗电极棒。

本发明所述液态预熔渣的加入厚度为200mm～300mm。

本发明所述自耗电极棒的进给速度为4.5kg/min～6kg/min。

本发明所述石墨电极电参数为电压40V～80V，电流8000A～15000A。

本发明所述大型扁平铸锭的规格为40t～60t。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：加热帽口形成的温度梯度是纵向的，而铸锭本身凝固时的温度梯度是轴向的，为了使外部加热的纵向温度梯度和铸锭本身凝固的轴向温度梯度予以有效的融合，需要在传热过程中加入传质过程，以传质引导传热。所以本发明中又加入了自秏电极，该电极一方面能提供钢锭收缩时减少的钢水量，又能及时将上部热量通过金属熔滴滴落带入钢锭下部，通过高温传质过程使得纵轴向温度梯度能够有效融合，形成45°～60°范围内温度梯度，该温度梯度彻底改变了铸锭凝固结晶方向，使得锭中心疏松逐渐上移，最终移至帽口内部，同时也消除了缩孔。

本发明能有效的改变铸锭凝固结晶方向，使得锭中心疏松上移至帽口内部，有效地消除了缩孔；具有工艺简单、易控，效果好等特点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

本大型扁平铸锭的自动补缩工艺是在大型扁平铸锭的帽口内加入200mm～300mm厚度的液态预熔渣，在液态预熔渣的内部插入2根石墨电极，最好为φ200mm石墨电极，用于通电加热渣池；再在渣池内插入与铸锭同材质的自耗电极棒，补缩过程进给自耗电极棒；补缩过程中，自耗电极棒逐步熔化用于补充钢锭收缩而需要的钢水，同时熔滴滴落至钢锭心部使得渣池加热时温度梯度与钢锭本身凝固时温度梯度融合，形成了与轴向呈45°～60°的温度梯度。石墨电极电参数为电压40V～80V，电流8000A～15000A，自耗电极棒进给速度控制在4.5kg/min～6kg/min；对40t～60t大型扁平锭而言，补缩过程为6h～8h。本工艺所述预熔渣渣系的主要成分为（wt）：CaF₂ 10～50%、Al₂O₃ 20～40%、MgO 3～10%。

本工艺所采用的设备主要包括2个部分：一部分为加热系统，由一台单相电力变压器和导电短网组成，导电短网连接2根石墨电极与渣池组成导电回路，电压、电流和极间距离、插入渣池深度可调；另一部分为自耗电极棒进给系统，由电极夹持及送进系统、称重系统等组成，可控制电极进给速度。

实施例1：本大型扁平铸锭的自动补缩工艺具体如下所述。

对50t大型扁平钢锭帽口加热渣池进行自动补缩，帽口规格1600*2100*700mm，石墨电极规格φ200*1800mm，自耗电极棒规格φ180*1800mm*6根。具体工艺为，铸锭浇注完成30min内，在帽口内加入液态预熔渣250mm，插入石墨电极加热渣温至1600℃，插入扁平钢锭同材质自耗电极棒，自耗电极棒熔化后滴入钢锭液相部位。具体见表1。

表1：实施例1的补缩参数

实施例2：本大型扁平铸锭的自动补缩工艺具体如下所述。