1.本发明涉及冶金制造领域，特别是涉及一种百吨级单相电渣炉重熔过程中的补缩工艺。
背景技术：
2.百吨级电渣炉，其涉及的电渣锭直径达到1800mm～2300mm，如果补缩不好，容易造成钢锭顶部补缩不好，形成缩孔，从而影响钢锭的成材率。
3.传统的单相电渣炉电渣重熔补缩的电极直径一般不变，在此情况下，一般采用连续递减功率补缩或间断停电补缩。连续递减功率补缩主要是逐步降低电流、降低熔池深度，由于有金属钢液的不断补充，顶部缩孔得以不断填充，从而达到补缩的目的。间断停电补缩主要是采用停电间断一定时间
→
降低电流再次送电
→
停电间断一定时间
→
降低电流再次送电
→
再停电
→
再送电的间断供电方式。
4.上述传统的百吨级单相电渣炉补缩方法存在以下不足：
5.连续递减功率补缩，由于电极直径不变，尽管输入功率递减，但是电流降低会导致补缩过程不稳定，渣温降低太多，导致电极无法熔化或熔化量不足以填充缩孔，导致疏松、缩孔产生，钢锭成材率低。
6.间断停电方法，由于不断的停电送电，导致渣池温度波动大，渣皮易破裂，导致流渣，甚至流钢，破环了补缩的连续性，补缩质量差。
7.如果利用现有的工艺进行补缩，百吨级电渣锭(1800mm～2300mm)的缩孔在500mm以上，钢锭成材率低。
技术实现要素：
8.本发明的目的是解决目前百吨级单相电渣炉补缩工艺缩孔大，钢锭成材率低的问题，提供一种百吨级单相电渣炉补缩工艺，缩小缩孔，提高钢锭成材率。
9.本发明采用的技术方案是：百吨级单相电渣炉补缩工艺，补缩电极为圆台形状的锥形电极；补缩电极沿其轴向包括一端的上台面和另一端的下台面，所述下台面的直径与电渣重熔电极的直径相等，所述上台面的直径为电渣重熔电极直径的0.45-0.55倍。
10.进一步的，所述电渣重熔电极的直径为结晶器直径的0.7-0.85倍。
11.进一步的，补缩电极的重量为总钢锭重量的10％-25％。
12.进一步的，补缩电压由正常重熔电压逐步递减至正常重熔电压的80％；渣阻从补缩前渣阻r0逐步增加至1.4 r0。
13.进一步的，电极熔化速度从正常熔速逐步降低至300kg/h；正常熔速值为结晶器直径的0.8-1.2倍。
14.进一步的，补缩过程中电极埋入深度为20-8mm；随着补缩的进行，电极埋入深度逐渐缩小。
15.进一步的，熔池深度由正常熔池深度逐步减少至小于或者等于200mm；熔池直径小
于或者等于结晶器直径的0.2倍。
16.本发明的有益效果是：本发明公开的百吨级单相电渣炉补缩工艺，通过补缩电极呈圆台形状，使得在补缩工程中，补缩电极的有效直径逐步缩小，可以逐步缩小金属熔池，从而达到有效的补缩，随着补缩电极直径的缩小，其热源面积逐渐缩小，能够保证补缩过程的稳定性。百吨级电渣锭的缩孔深度控制在200mm，缩孔直径控制在结晶器直径的0.2倍内。
附图说明
17.图1为补缩电极主视图；
18.图2为补缩电极俯视图。
19.图中，补缩电极1、上台面1a、下台面1b。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明做进一步的说明如下：
21.百吨级单相电渣炉补缩工艺，如图1和图2所示，补缩电极1为圆台形状的锥形电极；补缩电极1沿其轴向包括一端的上台面1a和另一端的下台面1b，所述下台面1b的直径与电渣重熔电极的直径相等，所述上台面1a的直径为电渣重熔电极直径的0.45-0.55倍。
22.钢水凝固过程中，因钢水密度通常由7.0kg/cm3增加到7.8kg/cm3，密度增大，体积会大幅收缩。因传热凝固，钢锭外表最先凝固，钢锭顶部中心最后凝固。若在钢锭凝固过程中没有额外的钢水补充，体积收缩而产生的缩孔会留在钢锭中心顶部较深位置，且钢锭越大，该缩孔越大，深度也会更深。传统的补缩工艺，其采用的补缩电极1为沿其轴向等直径的圆柱状，其钢锭热源面积沿其轴向基本上保持一致，金属熔池不能逐步缩小。本发明公开的百吨级单相电渣炉补缩工艺，通过补缩电极1呈圆台形状，使得在补缩工程中，补缩电极1的有效直径逐步缩小，可以逐步缩小金属熔池，从而达到有效的补缩，随着补缩电极1直径的缩小，其热源面积逐渐缩小，能够保证补缩过程的稳定性。
23.目前通常采用的三相电渣炉有三根电渣重熔电极，本发明中，采用单相电渣炉，所述电渣重熔电极的直径为结晶器直径的0.7-0.85倍。
24.由于补缩电极1的重量太小无法满足补缩目的，太大又增加了补缩时间，降低了冶炼效率。为了兼顾单相电渣炉补缩要求与冶炼效率，最优的，补缩电极1的重量为总钢锭重量的10％-25％。
25.传统的补缩工艺，通常采用功率作为控制参数之一，但是，控制功率需要同时控制电压和电流，然而，电流的控制比较困难，为了克服该问题，提高控制的精确性，优选的，补缩电压由正常重熔电压逐步递减至正常重熔电压的80％；渣阻从补缩前渣阻r0逐步增加至1.4 r0。通过电压和渣阻作为控制参数，控制精度得到提高。
26.钢锭补缩前，电渣炉钢锭重熔的电压叫正常重熔电压。同理，本说明书中的正常熔速也为补缩前电渣重熔电极的熔化速度。
27.为了提高钢锭质量，最优的，电极熔化速度从正常熔速逐步降低至300kg/h；正常熔速值为结晶器直径的0.8-1.2倍。
28.其中，正常熔速＝结晶器直径
×
k,其中，k为系数，k＝0.8～1.2。例如：结晶器直径为2000mm，当k取1时，则正常熔化速度＝1.0
×
2000＝2000kg/h。本发明，电极熔化速度逐步
降低，最终降至300kg/h，使得补缩时电极熔化速度放慢，经过实践表明，电极熔化速度放缓慢后，补缩质量更好。
29.为了控制补缩缩孔进一步减小，优选的，补缩过程中电极埋入深度为20-8mm；随着补缩的进行，电极埋入深度逐渐缩小。
30.优选的，熔池深度由正常熔池深度逐步减少至小于或者等于200mm；熔池直径小于或者等于结晶器直径的0.2倍。
31.其中，正常熔池深度是指补缩前的熔池深度，正常熔池深度一般高度结晶器直径的一半甚至更深。本发明最后熔池深度与直径更小，其补缩缩孔更小，百吨级钢锭缩孔深度小于200mm，缩孔直径不大于结晶器直径的0.2倍，钢锭成材率更高。
技术特征：
1.百吨级单相电渣炉补缩工艺，其特征在于：补缩电极(1)为圆台形状的锥形电极；补缩电极(1)沿其轴向包括一端的上台面(1a)和另一端的下台面(1b)，所述下台面(1b)的直径与电渣重熔电极的直径相等，所述上台面(1a)的直径为电渣重熔电极直径的0.45-0.55倍。2.如权利要求1所述的百吨级单相电渣炉补缩工艺，其特征在于：所述电渣重熔电极的直径为结晶器直径的0.7-0.85倍。3.如权利要求1或2所述的百吨级单相电渣炉补缩工艺，其特征在于：补缩电极(1)的重量为总钢锭重量的10％-25％。4.如权利要求1或2所述的百吨级单相电渣炉补缩工艺，其特征在于：补缩电压由正常重熔电压逐步递减至正常重熔电压的80％；渣阻从补缩前渣阻r0逐步增加至1.4r0。5.如权利要求4所述的百吨级单相电渣炉补缩工艺，其特征在于：电极熔化速度从正常熔速逐步降低至300kg/h；正常熔速值为结晶器直径的0.8-1.2倍。6.如权利要求5所述的百吨级单相电渣炉补缩工艺，其特征在于：补缩过程中电极埋入深度为20-8mm；随着补缩的进行，电极埋入深度逐渐缩小。7.如权利要求6所述的百吨级单相电渣炉补缩工艺，其特征在于：熔池深度由正常熔池深度逐步减少至小于或者等于200mm；熔池直径小于或者等于结晶器直径的0.2倍。
技术总结
本发明百吨级大型单相电渣炉补缩工艺，属于冶金制造领域，目的是缩小缩孔，提高钢锭成材率。补缩电极为圆台形状的锥形电极；补缩电极沿其轴向包括一端的上台面和另一端的下台面，所述下台面的直径与电渣重熔电极的直径相等，所述上台面的直径为电渣重熔电极直径的0.45-0.55倍。本发明公开的百吨级大型单相电渣炉补缩工艺，通过补缩电极呈圆台形状，使得在补缩工程中，补缩电极的有效直径逐步缩小，可以逐步缩小金属熔池，从而达到有效的补缩，随着补缩电极直径的缩小，其热源面积逐渐缩小，能够保证补缩过程的稳定性。百吨级电渣锭的缩孔深度控制在200mm，缩孔直径控制在结晶器直径的0.2倍内。器直径的0.2倍内。器直径的0.2倍内。
技术研发人员：李连龙 路正平 金杨 曾杰 邓琴 杨先芝
受保护的技术使用者：二重（德阳）重型装备有限公司
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2022/4/12