多电极电渣重熔系统电磁场和焦耳热场研究

多电极电渣重熔系统比单电极系统具有感抗小、电耗低、熔化率高等特点,目前广泛应用于生产大型钢锭.掌握多电极电渣重熔系统中电磁场的分布情况对于提高钢锭质量和节省电能都很重要.本文以多电极电渣重熔工艺中电极、渣池和钢锭为研究对象,建立了能够考虑集肤效应的三维谐波电磁场数学模型,采用Maxwell方程、Lorentz定律和Jo...     

世界上直径最大的电渣重熔钢锭

上海重型机器厂在自制的大型电渣重熔炉上成功地重熔了一支直径2800mm,重127t的大钢锭.钢锭表面光洁,经初步检验令人满意,钢锭直径超过了西德R?chling-Burboch钢厂的直径φ2300mm的重熔钢锭耗电、电效率也都比较好.上海重型机器厂的电渣重熔是将电炉冶炼出来的钢水浇成长3m多、直径500mm,具有一定形状的电极,然后将电流通过三组电极接触电渣.电渣重熔后的钢锭化学成份均匀,偏析、非金属夹杂物少,钢水更纯洁,内在质量更好.目前,不少用于尖端科学技术的高级合金钢和特殊要求的锻件都将采用电渣重熔.上海重型机器厂这次用电渣重熔试生产大钢锭是为了掌握大型电渣炉的抽锭工艺和了解电渣重熔大锻件的性能.经过了细致的准备工作,对重熔和     

多电极电渣重熔系统电磁场和焦耳热场研究

多电极电渣重熔系统比单电极系统具有感抗小、电耗低、熔化率高等特点,目前广泛应用于生产大型钢锭.掌握多电极电渣重熔系统中电磁场的分布情况对于提高钢锭质量和节省电能都很重要.本文以多电极电渣重熔工艺中电极、渣池和钢锭为研究对象,建立了能够考虑集肤效应的三维谐波电磁场数学模型,采用Maxwell方程、Lorentz定律和Joule定律分析了渣、钢锭和电极的磁场、电磁力、电流密度和焦耳热功率密度分布.结果表明:电流的最大值出现在电极内侧,与渣池的交界面处;由于电极的自感和互感的相互作用,两对电极内侧的磁感应强度增大,外侧的磁感应强度减小;焦耳热的最大值出现在渣中,电极底部内侧与渣的交界处.参数研究还发现:当源电流增大时,在电极内靠近壁面处的电流呈线性增大;当频率大于等于35 Hz时,在电极内部电流密度趋向线性分布;当电极侵入深度增大或渣层的厚度减小时,渣池中焦耳热的最大值增大.     

工艺参数对电渣重熔空心钢锭凝固过程影响的数值模拟

凝固过程的控制对于保证和提高钢锭的质量十分重要,电渣重熔空心钢锭过程的凝固控制主要是对电渣重熔过程中金属熔池形状和深度进行控制,尤其以熔池深度作为凝固控制的主要参数.本文基于ANSYS和CFX软件对电渣重熔空心钢锭的凝固过程进行数值模拟研究,通过改变渣池深度、电极插入深度、电极布置方式来比较不同工艺参数对电渣重熔空心钢锭金属熔池形状的影响.模拟结果表明,在相同输入功率下,随着渣池深度的增加,金属熔池逐渐变浅;随电极插入深度的加深,金属熔池逐渐变深;十电极布置方式比八电极布置的金属熔池深,但渣/金界面的温度变化相对较小.     

电渣重熔空心钢锭技术的开发

 首先总结和评价了大型筒体的制造方法,以及不同方法生产空心钢锭的优缺点,重点分析了传统电渣重熔法生产空心钢锭存在的主要问题。在此基础上,与乌克兰Elmet-Roll公司合作开发了基于双电源、T型导电结晶器和电极交换的电渣重熔空心钢锭的新技术。成功地试制了多个钢种（35CrMo、P91、TP347和Mn18Cr18N等）和不同规格（[?]900/[?]500 mm、[?]900/[?]200 mm、[?]650/[?]450 mm,最长锭尺寸为6 000 mm）的电渣空心钢锭。工业试验表明,生产的空心锭表面质量和内部质量优异,结晶组织致密,洁净度高,是生产高端厚壁管和筒体锻件的理想材料。     

电渣重熔过程中焦耳热与温度场的有限元分析

建立了电渣重熔过程中的电磁场与温度场的耦合数学模型,利用商业软件ANSYS对包括电极、渣池和钢锭的一体化电渣重熔系统电磁场、焦耳热场和温度场进行有限元计算,并分析冷却水温对重熔系统温度的影响.结果表明:重熔系统中的焦耳热主要分布在渣池中,其最大值出现在渣池与电极端口接触处,即电流密度最大处;重熔系统的最高温度出现在电极...     

双级串联电渣重熔系统电磁场和焦耳热场研究

以双级串联电渣重熔工艺中电极、渣池和钢锭为研究对象,建立了三维谐波电磁场数学模型,分析了其磁场、电磁力、电流密度和焦耳热功率密度分布.结果表明:对于双电极电渣重熔系统,临近效应占据主导,这和单电极电渣重熔系统集肤效应占主导完全不同.电流密度主要集中在渣内上半部分及两对电极的内侧,并且只有总电流的1/5～1/4流经钢锭;焦耳热的最大值出现在渣中及电极底部内侧.参数研究还发现:当频率大于等于35Hz时,在电极内部电流密度趋向线性分布;当电极侵入深度增大或渣层的厚度减小时,渣池中焦耳热的最大值增大.     

电渣重熔过程中氧含量的控制

电渣重熔钢锭中的氧主要来源于自耗电极中的原始氧、在电极制造和重熔时渣池上方电极表面生成的氧化铁皮、渣料带入的不稳定氧化物和电渣重熔过程中气氛中的氧,为了有效地控制电渣锭中的氧含量,必须使用复合脱氧剂对自耗电极进行终脱氧,对自耗电极表面进行处理,严格控制渣中不稳定氧化物的含量,以及降低电渣重熔过程中气氛中的氧分压.     

抽锭电渣重熔718塑料模具钢板坯锭的新工艺

针对大型塑料模具毛坯电渣锭凝固过程中产生疏松和偏析等缺陷,从改变大型钢锭凝固条件角度出发,试图将大圆钢锭改为等截面面积的扁锭,同时采用双极串联供电控制渣池的温度场,以达到提高钢锭凝固质量的目的.本文介绍了采用双极串联、T型结晶器,抽锭电渣重熔工艺生产了0.32 m×2.0 m×4.0 m的718塑料模具钢板坯工业试验,重熔板坯锭的检验结果表明,板坯锭成分、低倍等凝固质量显著提高.     

电渣重熔过程中氢含量的控制

 电渣重熔钢锭中的氢主要来源于自耗电极中的原始氢、电渣重熔用渣料带入的水分及其水合物和电渣重熔过程中气氛中的水分,所以为了有效地控制电渣锭中的氢含量,必须对制造自耗电极的原始钢水进行脱气处理,严格烘烤电渣重熔用渣料以及降低电渣重熔过程中气氛中的水分压。