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电渣炉双级串联的工艺及供电特性分析

 随着钢锭直径增加重熔电流增大，传统单较供电方式短网的感抗损失也大幅增加；当钢锭长度大幅增加时，短网回路闭合面积也将增大，短网感抗损失急剧增加，造成能源的严重浪费。而双较串联供电方式的短网均采用平行布置，使大电流导体较da限度地靠近，电磁场获得较da限度的补偿，因此，能较da限度地降低电感损失和提高电渣炉的功率因数，功率因数可达到 0.9 左右。双较串联电渣重熔相对于单电极电渣重熔的主要区别就是供电回路的不同，其在渣池和金属熔池中供电回路原理主要包括两个供电回路，*yi个回路为电极 1-渣池-电极 2；*二个回路为电极 1-渣池-金属熔池-渣池-电极 2。

 两个回路中电流大小主要取决于电极与金属熔池的距离和电极之间的距离。当电极距离近，插入渣池很浅时，*yi回路通过电流较大；当电极端面很大或埋入渣池很深时，*二回路中电流会增加。电极截面、密度、或在结晶器中对中位置不同时，均会导致两支电极熔化长度不同，对生产工艺和钢锭质量将会产生影响，一般采用中性补偿电缆来平衡两电极之间的熔化速度。即电缆一端接在变压器中性点上，另一端接在底水箱上，当两电极熔化长度不同时，电极对底水箱电压将会不同，中性电缆中会产生电流 I3，会加大较长电极的熔化速度，使两个电极长度的熔化相等。 两支电极平行布置而且距离又很近，其特有的电气特性允许电极长度增加，非常适合不易于交换电极的钢种或锭型的电渣重熔，尤其适合小断面锭型和扁锭的生产。

 其*yi供电回路的优点在于使渣池中高温区上移远离渣金界面，减弱了熔化速度和金属熔池深度之间的关系，电渣重熔炉制造商，打破了电渣过程中重熔速度一般是依据熔化速度与重熔锭直径之比小于或略大于 1 的原则，熔化速度大幅提高而不影响钢锭凝固质量。另外由于双较串联供电中短网平行布线，大大减少了回路感抗，提高了功率因数，吨钢重熔电耗一般可低至 1100～1350kWh。我们采用 ANSYS 软件对双较串联供电方式下渣池的温度场进行模拟，可以看出双较串联的高温区在两电极之间，远离了金属熔池，有利于得到浅平的金属熔池形状而获得良好凝固组织的钢锭，而单电极供电方式的高温区在电极下方，距离金属熔池比较近，通常熔池深度较深。

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电渣重熔炉对模具钢的组织和性能的影响

 电渣重熔后，模具钢的组织和性能有显著提高，主要表现在以下几个方面：

 1、改善钢的低倍组织。在电渣重熔时，由于钢液的快速凝固，其结晶的方向发生了变化，比普通的模铸钢锭相比有明显的改善。重熔时树枝状晶的晶间距离缩小了，如H13(4Cr5MoSiV1)钢材的中心部分检查发现，模铸钢锭为750μm，而电渣锭生产时为490μm，细化的枝晶有利于组织和成分的均匀化。

 2、降低钢中的非金属夹杂物的含量。经电渣重熔后，钢中的非金属夹杂物的含量显著降低，尤其是硫化物夹杂在形态和数量上都有明显的变化和减少，硅酸盐夹杂也大量被去除，电渣重熔炉多少钱，氧化物多为Al2O3，但数量也明显减少。日本JIS标准的SKD61（相当于GB的4Cr5MoSiV1），有不同的冶炼方法生产的钢材的病例杂物水平见表2-11，从表中可以得知，通过电渣重熔后钢的纯洁度明显提高。

电渣重熔炉的工艺特点

 电渣重熔属于二次精炼方法，自耗电极是其原料，安庆电渣重熔炉，自耗电极可由其他的冶炼方法获昨，如电弧炉、感应炉、真空感应炉和真空自耗炉等制备。电渣重熔的目的是在初炼的基础上进一步提纯钢、合金和改善钢锭的结晶组织，从而获得高质量的金属产品，与其他的冶金方法相比，具有以下的特点：

 ①金属的熔化、浇注和凝固在一个较纯净的环境中实现，减少了钢液的污染。

 ②具有良好的冶金反应的热力学和动力学条件，电渣重熔过程中渣池温度通常在1750℃以上，电极下端至金属熔池中心区域的熔渣温度可达1900℃左右，钢液的过热度可达450℃左右，高温熔池促进了冶金物理化学反应。良好的动力学条件表面在电渣重熔过程中钢渣能进行充分接触，同时由于电磁力的搅拌作用，不断更新了钢渣打的接触面，强化了冶金反应，促进了有害杂质和非金属夹杂物的去除。

 ③自上而下的顺序凝固条件保证了重熔金属锭结晶组织均匀致密。

 在电渣重熔过程中电极的熔化和熔融金属的结晶是同时进行的。钢锭上端始终有液态金属溶池和发热的渣池，既保温又有足够的液态金属填充凝固过程中因收缩而产生的缩孔，可以有效的消除一般钢锭的疏松和缩孔，现时金属液中的气体和夹杂物也易于上浮，所以钢锭的组织致密、均匀。

 ④在水冷结晶器与钢锭之间形成的薄而均匀的渣壳，保证了重熔钢锭的表面光洁。