本發(fā)明涉及高溫耐蝕合金電極錠的澆注方法，屬于特殊鋼冶煉領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

UNS N08028合金是一種鎳合金，又稱Alloy28合金，是添加了鉬和銅的鎳鐵鉻合金，它對(duì)還原性酸和氧化性酸均有良好的抗性，同時(shí)對(duì)應(yīng)力腐蝕開裂具有較好的抗性。此外也耐點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕。因而可用于化學(xué)處理，污染控制設(shè)備，石油和天然氣管道，核燃料后處理，硫酸生產(chǎn)酸洗設(shè)備等。

這種高溫耐蝕合金采用模鑄方錠或扁錠直接軋制板材時(shí)，容易產(chǎn)生裂紋、中心疏松和夾雜等缺陷。目前，主要通過模鑄生產(chǎn)電極棒，然后電渣重熔，最后軋制。經(jīng)過重熔渣洗和逐步冷卻，可以得到夾雜少，并且裂紋和疏松缺陷低的合金棒材。然而，由于該合金的熱膨脹系數(shù)較大，通過模鑄生產(chǎn)該高溫耐蝕合金電極錠還有很多問題。如中心縮孔深度較大，最大可達(dá)到1m；冒口處縮孔半徑較大，超過250mm。這種大縮孔缺陷會(huì)嚴(yán)重影響電渣重熔過程電壓的穩(wěn)定，不利于電渣重熔工藝的順行。因此冒口下需要切除較長(zhǎng)的鑄錠，嚴(yán)重降低了該合金的成材率。

目前，有大量研究報(bào)道了電極錠的澆注方法，如胡小東等發(fā)表于《特種鑄造及有色合金》的文獻(xiàn)“細(xì)長(zhǎng)電極錠凝固缺陷的模擬”，針對(duì)45鋼，調(diào)整冒容比(從5％到10％)，發(fā)熱劑用量，以及澆注速度，優(yōu)化了直徑500mm，高4500mm電極錠的內(nèi)部質(zhì)量。

劉楚威等發(fā)表于《鑄造技術(shù)》中的文獻(xiàn)“Φ450mm電極錠澆注中疏松縮孔的模擬研究”，于海龍等發(fā)表于《特種鑄造及有色合金》的文獻(xiàn)“Φ450mm電極錠澆注時(shí)間的模擬研究”，以及張振山等發(fā)表于《鑄造技術(shù)》的文獻(xiàn)“基于Procast的Φ650mm電極錠澆注方案優(yōu)化研究”，這三篇文獻(xiàn)都通過調(diào)整電極錠冒口和錠身的澆注時(shí)間，優(yōu)化了冒口補(bǔ)縮，減小了電極錠縮孔深度。但是文獻(xiàn)的鋼種為9Cr2Mo，與高溫耐蝕合金有重大差異。

申請(qǐng)?zhí)?01310174419.4的發(fā)明專利公開了一種大斷面自耗電極的澆注方法，該技術(shù)主要是針對(duì)S44SY、H13和TSM166三個(gè)鋼種，設(shè)計(jì)了一種澆注電極錠的方法，目的是減少鑄錠軋制或鍛造成電極錠的工序，將鋼液直接澆注成電極錠，降低生產(chǎn)成本。而對(duì)于高溫耐蝕合金UNS N08028，采用該方法并不能制備得到很好的模鑄電極。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種高溫耐蝕合金電極錠的澆注方法，該方法適用于高溫耐蝕合金UNS N08028的生產(chǎn)。

本發(fā)明高溫耐蝕合金電極錠的澆注方法，采用模鑄法：

所述電極錠的鋼種為UNS N08028；

錠模為金屬模，金屬模內(nèi)徑為上小下大，上口內(nèi)徑540～580mm，下口內(nèi)徑590～630mm，錐度1～1.5％；金屬模上口厚度100～140mm，下口厚度為180～220mm；金屬模冒口高630～670mm，絕熱板高度630～670mm，絕熱板厚度20～40mm；金屬模高3500～4500mm；

澆注采用下注法，出鋼溫度為1440～1470℃，錠身澆注時(shí)間為800～870s，冒口澆注時(shí)間≥380s；

澆注時(shí)加入保護(hù)渣10～14kg/支，澆注結(jié)束加入發(fā)熱劑15～17kg/支，動(dòng)模時(shí)間≥4小時(shí)。

優(yōu)選的，所述金屬模上口內(nèi)徑560mm，下口內(nèi)徑610mm，錐度1.25％；金屬模上口厚度120mm，下口厚度為200mm；金屬模冒口高650mm，絕熱板高度650mm，厚度30mm；金屬模高4000mm。

優(yōu)選的，冒口澆注時(shí)間為400～500s，動(dòng)模時(shí)間4～5小時(shí)。

進(jìn)一步的，優(yōu)選錠身澆注時(shí)間800s，冒口澆注時(shí)間380s。

作為優(yōu)選方案，澆注時(shí)加入保護(hù)渣12kg/支，澆注結(jié)束加入發(fā)熱劑16kg/支，動(dòng)模時(shí)間4小時(shí)。

優(yōu)選的，所述保護(hù)渣的加入具體方法為：澆注前將保護(hù)渣懸掛在金屬模內(nèi)，距離底部80～120mm；優(yōu)選距離底部100mm。

本發(fā)明所述金屬模的材質(zhì)優(yōu)選為30#鋼。

優(yōu)選的，澆注前金屬模烘烤至少2小時(shí)。

本發(fā)明方法通過設(shè)計(jì)合理的金屬模，制定合金錠身和冒口澆注工藝參數(shù)，以及保護(hù)渣和發(fā)熱劑的加入時(shí)間和重量，最終完全消除了UNS N08028合金冒口下的縮孔缺陷。本發(fā)明的應(yīng)用對(duì)于提高該合金成材率，穩(wěn)定后續(xù)的電渣重熔生產(chǎn)具有重要作用。本方法簡(jiǎn)單、易操作，生產(chǎn)成本低，適用于大生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明高溫耐蝕合金電極錠的澆注方法，采用模鑄法：

所述電極錠的鋼種為UNS N08028；

錠模為金屬模，為了便于通過電極錠自重來脫模，金屬模內(nèi)徑為上小下大，上口內(nèi)徑540～580mm，下口內(nèi)徑590～630mm，錐度1～1.5％；為了減緩電極錠上部的凝固速度，金屬模上口厚度100～140mm，下口厚度為180～220mm；金屬模冒口高630～670mm，絕熱板高度630～670mm，絕熱板厚度20～40mm；金屬模高3500～4500mm；

澆注采用下注法，出鋼溫度為1440～1470℃(即澆注溫度)，液態(tài)合金從鋼包底部水口經(jīng)過中注管和模底磚，從金屬模底部進(jìn)入，一盤可同時(shí)生產(chǎn)6支鑄錠。

為了冒口區(qū)域?qū)崿F(xiàn)更好地填充，防止出現(xiàn)較深的縮孔，錠身澆注時(shí)間為800～870s，冒口澆注時(shí)間≥380s；澆注速度可通過滑板開度控制；

澆注時(shí)加入保護(hù)渣10～14kg/支，澆注結(jié)束加入發(fā)熱劑15～17kg/支，動(dòng)模時(shí)間≥4小時(shí)。

優(yōu)選的，所述金屬模上口內(nèi)徑560mm，下口內(nèi)徑610mm，錐度1.25％；金屬模上口厚度120mm，下口厚度為200mm；金屬模冒口高650mm，絕熱板高度650mm，厚度30mm；金屬模高4000mm，該金屬?？梢陨a(chǎn)重量為7.85噸的電極錠。

優(yōu)選的，冒口澆注時(shí)間為400～500s，動(dòng)模時(shí)間4～5小時(shí)。

進(jìn)一步的，優(yōu)選錠身澆注時(shí)間800s，冒口澆注時(shí)間380s。

作為優(yōu)選方案，澆注時(shí)加入保護(hù)渣12kg/支，澆注結(jié)束加入發(fā)熱劑16kg/支，動(dòng)模時(shí)間4小時(shí)。

可在澆注初期加入保護(hù)渣，具體的操作為：澆注前將保護(hù)渣懸掛在金屬模內(nèi)，距離底部80～120mm，優(yōu)選距離底部100mm。

本發(fā)明所述金屬模的材質(zhì)優(yōu)選為30#鋼。

優(yōu)選的，澆注前金屬模烘烤至少2小時(shí)。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

實(shí)施例1

本實(shí)施例采用電爐冶煉+LF爐精煉+VOD脫氣，冶煉了一爐UNS N08028鐵鎳基高溫耐蝕合金，采用7.85噸電極錠澆注。

出鋼成分如下：

C 0.02％；Si 0.5％；Mn 2.3％；P 0.025％；S 0.015％；Cr 27.09％

Mo 3.57％；Cu 1.01％；Ni 31.37％；其余為Fe。

金屬模的材質(zhì)為30#鋼，規(guī)格如下：

上口內(nèi)徑560mm； 下口內(nèi)徑610mm；

錠高4000mm； 冒口高650mm；

上口厚度130mm； 下口厚度為200mm；

絕熱板高度650mm； 絕熱板厚度30mm；

具體要求與步驟如下：

澆注溫度1450℃，金屬模烘烤溫度60℃，烘烤時(shí)間2h。

澆注前將保護(hù)渣(12kg/支)懸掛在金屬模內(nèi)，距離底部100mm；

錠身澆注時(shí)間800s，冒口澆注時(shí)間380s；冒口澆注結(jié)束時(shí)加入發(fā)熱劑16kg/支，動(dòng)模時(shí)間4小時(shí)。

脫模得到的電極錠冒口下無縮孔缺陷，采用該電極錠進(jìn)行電渣重熔，電渣重熔過程中電壓穩(wěn)定，生產(chǎn)正常，最終軋材的質(zhì)量?jī)?yōu)良。

實(shí)施例2

本實(shí)施例采用的鋼水成分及金屬模同實(shí)施例1。

具體要求與步驟如下：

澆注溫度1470℃，金屬模烘烤溫度60℃，烘烤時(shí)間2h。

澆注前將保護(hù)渣(14kg/支)懸掛在金屬模內(nèi)，距離底部120mm；

錠身澆注時(shí)間810s，冒口澆注時(shí)間500s；冒口澆注結(jié)束時(shí)加入發(fā)熱劑15kg/支，動(dòng)模時(shí)間4小時(shí)。

脫模得到的電極錠冒口下無縮孔缺陷，采用該電極錠進(jìn)行電渣重熔，電渣重熔過程中電壓穩(wěn)定，生產(chǎn)正常，最終軋材的質(zhì)量?jī)?yōu)良。

實(shí)施例3

本實(shí)施例采用的鋼水成分及金屬模同實(shí)施例1。

具體要求與步驟如下：

澆注溫度1440℃，金屬模烘烤溫度60℃，烘烤時(shí)間2h。

澆注前將保護(hù)渣(10kg/支)懸掛在金屬模內(nèi)，距離底部80mm；

錠身澆注時(shí)間870s，冒口澆注時(shí)間450s；冒口澆注結(jié)束時(shí)加入發(fā)熱劑17kg/支，動(dòng)模時(shí)間5小時(shí)。

脫模得到的電極錠冒口下無縮孔缺陷，采用該電極錠進(jìn)行電渣重熔，電渣重熔過程中電壓穩(wěn)定，生產(chǎn)正常，最終軋材的質(zhì)量?jī)?yōu)良。