抽锭电渣重熔718塑料模具钢板坯锭的新工

塑料模具钢通常在200～300℃、腐蚀气体环境和较大的机械负荷下工作，要求塑料模具钢具有较高的硬度、耐蚀性、耐磨性和一定的镜面抛光性能。国内外普遍采用电渣重熔改善模具钢的纯净度、致密度和成分均匀性，以提高塑料模具的性能。但电渣重熔生产大模块坯料时，由于熔速变大导致熔池加深、枝晶间距增大，钢锭的疏松和偏析等缺陷也随之加重，即使多次镦拔也难以彻底消除，严重影响大模具的质量和使用寿命。大直径电渣锭产生疏松和凝固偏析的直接原因是单电极重熔过程中渣池中高温区在电极正下方且靠近金属熔池，致使熔池的深度、两相区的宽度和钢锭的局部凝固时间增大，为此开发了双极串联抽锭电渣重熔制备模具钢板坯锭的新工艺，旨在通过减小熔池深度控制电渣锭疏松和凝固偏析。
双极串联抽锭电渣重熔板坯锭的过程为：在T型水冷结晶器中加入液态炉渣，当自耗电极、炉渣、自耗电极通过短网与变压器形成供电回路时，由于熔渣电阻较大将会产生大量的热量，将金属电极熔化；金属液滴从电极端部滴落，穿过渣池汇聚于金属熔池，在水冷结晶器的强制冷却下逐渐凝固形成钢锭；当金属液位检测装置检测到熔池液面后，开始抽锭，电极逐渐下降熔化，钢锭被连续地拉出结晶器。
电极为1950mm×150mm×4400mm的塑料模具钢718连铸坯，化学成分（质量分数，%）为：C0.352，Mn0.89，Si0.51，P0.013，S0.013，Mo0.44，Cr1.74，Cu0.1，Ni1.04。
试验采用的渣系成分为(%)：CaF248，CaO16，MgO2，Al2O326，SiO28，熔点是1320℃。钢锭尺寸为2000mm×320mm×4000mm，钢锭质量为20t，平均电耗1220kW•h/t。试验结果表明：
（1）单电极电渣重熔时渣池中高温区在电极下方，且靠近渣金界面；双极串联电渣重熔时渣池中的高温区主要集中在两电极中间，相对远离渣金界面，有利于减小熔池深度。
（2）新工艺生产的电渣板坯锭成分、低倍等质量显著提高，表明通过采用双极串联抽锭重熔和改变钢锭截面形状等措施，改变渣池和钢锭内部温度场分布，使得金属熔池深度和体积明显减小，为提高钢锭凝固质量创造了良好的凝固条件。
（3）与电渣重熔等截面圆锭相比较，新工艺条件下电极熔化速度增加了近2倍，电耗也低于国内平均水平。（余冶）