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大直径的生产与一般结构相比具有以下难点:周期长,投资大,生产工序多、工艺复杂,检测项目多、要求严格。目前生产方法主要有锻造镗孔、铸造成形、自由锻、卷制焊接成形法、电渣重熔法几种。
2002年,东北大学先后采用结晶器导电技术、双极串连、交换电极、T型结晶器、液位检测等技术开发了电渣连铸新技术,目前该技术已经成功转化为工业生产力。在电渣连铸技术的基础上,借鉴乌克兰实验室生产管坯电渣炉的经验,计划开发电渣重熔管坯技术,以解决生产成本高的问题。
在内结晶器、外结晶器和引锭装置构成的环形空间中加入液态炉渣,将自耗电极端部插入其中。当多支并联的自耗电极、炉渣、底水箱通过短网与变压器形成供电回路时,便有电流从变压器输出通过液态熔渣,使自耗电极的端部被逐渐加热熔化,熔化的金属穿过渣池进入金属熔池,因结晶器中心装有水冷内结晶器,液态金属逐渐凝固成管坯钢锭。当管坯钢锭达到一定高度后,开始抽锭。抽锭速度与自耗电极的熔化速度相匹配,结晶器内钢水液面位置通过钢水液面检测装置进行监测
突破电渣重熔坯关键技术
结晶器设计方面,为提高充填比以减少电极长度,外结晶器须设计成T型,即电极熔化部分结晶器直径大于钢锭成型部分,内结晶器设计为直桶形。为了减少漏钢漏渣,内外结晶器须带有合适的锥度。目前他们设计的几种钢锭断面尺寸为Φ900/Φ200mm、Φ900/Φ400mm、Φ650/Φ450mm。
在交换电极时渣温急剧下降,导致钢锭表面形成渣沟较深,为了保持交换电极期间渣温不会急剧下降,须采用一路电源对结晶器渣池供电加温。该电源在正常重熔阶段也可作为辅助电源供电,钢锭的表面质量会有所改善。