[发明专利]一种电渣重熔制备镍基高温合金空心钢锭的方法

摘要

一种电渣重熔制备镍基高温合金空心钢锭的方法，属于冶金技术领域。其特征是设备中采用了单电源双回路供电、T型导电结晶器和内结晶器，制备方法包括：准备自耗电极组，制取成分合适的渣系，经烘烤和熔化后浇入由T型导电结晶器和内结晶器形成的空腔内，同时先开启导电回路Ⅱ的电源，在开启导电回路Ⅰ的电源，将自耗电极组插入熔渣中进行熔炼、抽锭，自耗电极组剩余较少时及时更换，直至冶炼结束。该方法可制造出成分均匀、内外表面质量良好的镍基高温合金空心钢锭。

主权项

1.一种电渣重熔制备镍基高温合金空心钢锭的方法，其特征在于，所述方法包括：(a)首先是准备由镍基高温合金制得的多个自耗电极组，分为右侧自耗电极组(8)和左侧自耗电极组(9)，两排电极组左右对称，使用时要能够顺利从横梁(7)两侧的对称空间插入渣池(11)中；(b)制作预熔渣料，按照CaF2：42±3％、Al2O3：20±2％、CaO：30±2％、MgO：2.0±1.0％、TiO2：4.0±1.0％、SiO2：2％、二元碱度CaO/SiO2≥15的比例混合后并搅拌均匀，在电弧炉内熔化，并在1550～1580℃下精炼至少30分钟，然后浇铸在铸铁盘内冷却，并采用破碎机破碎筛分出粒径1～10mm的部分，装袋后以供电渣炉使用；(c)将制备好的预熔渣料称重后放入电阻炉中，在600～700℃烘烤4小时，去除水分；(d)将经烘烤过的预熔渣料置于化渣炉中，插入石墨电极进行化渣，把预熔渣料熔清后将液态熔渣浇入到由内结晶器(10)和T型导电结晶器的之间形成的空腔内，并闭合开关K2，构成由电源(1)、开关K2、导电结晶器(6)、渣池(11)、底水箱(3)、电源(1)依次串联构成第二导电回路；(e)将由镍基高温合金制得的右侧自耗电极组(8)和左侧自耗电极组(9)分别插入渣池(11)中，闭合开关K1，构成由电源(1)、开关K1、电抗器(2)、两个并联的自耗电极组(8)和(9)、渣池(11)、空心钢锭(14)、底水箱(3)、电源(1)依次串联形成的第一导电回路，设定预定的电流和电压，进行电渣重熔镍基高温合金空心钢锭的熔炼；(f)当熔化的液态金属在结晶器中达到预定高度时，开始按照预定的抽锭速度进行抽锭；(g)当右侧自耗电极组(8)和左侧自耗电极组(9)的剩余高度在50～80mm时，开始交换电极组操作，将旧自耗电极组抬离渣面，更换成新的右侧自耗电极组(8)或左侧自耗电极组(9)，重复步骤(e)～(g)，直至冶炼完成；其中，所述的方法采用如下的设备实现：所述设备中采用了单电源双回路供电、T型导电结晶器和内结晶器，所述设备主要由电源(1)、电抗器(2)、底水箱(3)、下结晶器(4)、绝缘体(5)、导电结晶器(6)、横梁(7)、右侧自耗电极组(8)、左侧自耗电极组(9)、内结晶器(10)、渣池(11)、中结晶器(12)、金属熔池(13)、空心钢锭(14)、开关K1和开关K2组成，其中，由电源(1)、开关K1、电抗器(2)、两个并联自耗电极(8)和(9)、渣池(11)、空心钢锭(14)、底水箱(3)、电源(1)依次串联构成第一导电回路；由电源(1)、开关K2、导电结晶器(6)、渣池(11)、空心钢锭(14)、底水箱(3)、电源(1)依次串联构成第二导电回路；T型导电结晶器分为三段，其中上段为导电结晶器(6)，中段为中结晶器(12)，中结晶器(12)为过渡段，下段为下结晶器(4)，T型导电结晶器的上、中、下三段合在一起呈上大下小的漏斗形结构，其中上、下两段均为直筒形，中间过渡段为圆台形，下结晶器(4)用于钢液凝固成型，T型导电结晶器的上、中、下三段之间均有绝缘体(5)将其各自分开，内结晶器(10)为圆柱形，内结晶器(10)的上表面固定在横梁(7)中间位置且位于圆形T型导电结晶器的中线同轴，横梁(7)的两端被固定在T型导电结晶器的上法兰上，横梁(7)两侧对称空间供右侧自耗电极组(8)和左侧自耗电极组(9)穿过，每个自耗电极组有4～5根规格相同的自耗电极。