电渣重熔ESR
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书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
电渣重熔炉(ESR)的工作原理及特点
世界上第一台电渣重熔炉是于1930 年在美国诞生的,可是,后来世界上对电渣重熔炉进行大量研究、开发工作的当属原苏联乌克兰电焊机研究所。
1、电渣重熔炉的工作原理
电渣重熔炉是利用熔渣隔绝空气的保护方法来精炼某些钢或合金的一种
电炉设备。
电渣重熔炉的工作原理示意从发热原理来说,电渣重熔炉是一种电阻熔炼炉。
电渣重熔工艺是电极下端部浸埋在熔融的熔渣中。
交流电流通过高电阻渣池时产生大量热量,它把浸埋在熔融的熔渣中的电极端部熔化,熔化产生的金属熔滴穿过渣池滴入金属熔池,然后被水冷结晶器冷却后凝结成锭。
在此过程中,金属熔滴与高温高碱度的熔渣充分接触,产生强烈的冶金化学反应,使金属得到了精炼。
电渣重熔炉的关键技术是熔渣系统。
在电渣重熔炉中,熔渣的主要作用
有四点,即:热源作用、保护作用、成型作用和冶金化学作用。
真空技术网(chvacuum/)认为熔渣的化学成分对电渣熔炼产品的质量和技术经济指标有很大影响。
熔渣的特点是:
(1)具有较高的电阻率,在熔炼过程中能产生足够的热量,以保证金属熔化、升温和提纯。
(2)具有一定的碱度,因此其脱氧和脱硫效果好。
(3)不含有稳定的氧化物,如MnO、FeO 等。
(4)具有良好的流动性,以保证高温下的对流热交换和液态物理化学反应
充分进行。
(5)具有较低的熔点,通常比被熔金属的熔点低150-250 ℃,这使锭子成。
模具钢电渣重熔工艺电渣重熔是金属及其合金的一种特殊的冶炼方法,虽然电渣冶金可划分出多种技术方法和应用于不同的领域,但其基本和核心的技术是电渣重熔(Electroslag Remelting,简称ESR)。
电渣重熔的基本原理是:在铜制水冷结晶器中加入固态或液态的炉渣,将自耗电极的端部插入其中。
当自耗电极、炉渣和底水箱通过短网与变压器形成供电回路时,有电流从变压器输出通过液态熔渣。
由于在上述供电回路中熔渣的电阻相对较大,占据了变压器二次电压的大部分压降低,从而在渣池在产生大量的热,使其处于高温的熔融状态,由于渣池的温度远大于金属的熔点,从而使自耗电极的端部逐渐加热熔化,熔化的金属汇聚成液滴,在重力的作用下金属熔滴从电极的端头脱落,穿过渣池进入金属熔池,由于水冷结晶器的强制冷却,液态金属逐渐形成钢锭。
1.电渣重熔的特点电渣重熔属于二次精炼方法,自耗电极是其原料,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。