【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属铸造，具体为一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法。
技术介绍
1、连铸与传统的模铸相比，可以简化工序、缩短流程、降低能耗、提高金属收得率和生产效率。金属液体在结晶器中的连续凝固是连铸生产的关键核心。金属液体在结晶器内冷却初步凝固成一定坯壳厚度的铸坯外形，并被连续地从结晶器下口拉出，随后进入二次冷却区，通过控制铸坯的二次冷却速度调控凝固组织。在连铸生产过程中，金属液体是一个连续凝固过程，其凝固行为决定了凝固组织。由于组织的遗传性，铸坯的凝固组织是随后热轧、冷轧、锻造等塑性变形生产的基础，对于最终金属制品的微观组织至关重要。连续凝固形成的铸坯除了缩松、缩孔、褶皱等一般的铸造缺陷外，影响最终金属制品组织和性能的关键是铸坯组织和成分的均匀性。并且，铸坯从边部到中心，成分的不均匀性呈上升趋势。这种成分的不均匀是最终金属制品带状组织和成分不均匀的根源。为了均匀化变形态组织和成分，常采用提高退火温度和延长保温时间的措施，降低生产效率的同时大幅增加了生产成本。因此，改善铸坯凝固组织、提高成分均匀性是金属液体连续凝固生产中需要解决的关键共性问题。
2、目前改善铸坯凝固组织有效的方法是快速凝固，通过在二次冷却区提高冷却速度，缩短凝固过程，以细化晶粒，仅从动力学角度采取措施，以改善铸坯凝固组织和成分的均匀性。但随着冷却速度的提高，铸坯表面和芯部的热应力急剧增大，尤其是截面较大的铸坯，其开裂的倾向性大幅提高，并且对于芯部的凝固速度影响有限。
3、钢液变质处理能够抑制钢中大块碳化物的析出，是改善铸坯凝固组织
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的问题，本专利技术的主要目的是提出一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，从热力学角度抑制金属液体凝固过程中富含合金元素相的析出，再结合动力学控制凝固速度，是从根本上改善连续凝固铸坯组织和成分均匀性科学而有效的方法。
2、为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
3、一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，包括如下步骤：
4、s1、金属熔炼；
5、s2、在结晶器内电脉冲处理金属液体，电脉冲处理过程中，结晶器与电脉冲的一极连接，结晶器内的金属液体与电脉冲的另一极连接；电脉冲的处理时间为10~360s，频率为10hz~1500hz，电压为25~250v，脉宽为1~50μs。
6、作为本专利技术所述的一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法的优选方案，其中：所述步骤s2之后还包括：s3、铸坯拉坯，拉坯速度为0.5~4m/min。
7、作为本专利技术所述的一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法的优选方案，其中：在结晶器内电脉冲处理金属液体10~360s之后，开始铸坯拉坯。
8、作为本专利技术所述的一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，采用感应炉、电阻炉、转炉或电炉实现金属熔炼。
9、作为本专利技术所述的一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，金属熔炼之后还可以包括金属精炼。
10、作为本专利技术所述的一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，对于黑色金属合金，采用lf精炼、rh精炼、lf+rh精炼：lf精炼采用碱度为5~9的精炼渣系，并加入适量钙，精炼渣系包括：10~60wt%的cao、15~50wt%的sio2、10~30wt%的al2o3、5~15wt%的mgo，精炼周期控制在20~60min；rh精炼在真空度≤67pa下进行，精炼后金属液体中[h]≤20ppm，[o]≤50ppm，精炼周期为30~60min。
11、作为本专利技术所述的一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，对于有色金属合金，采用底吹ar气并添加0.3~0.6wt%的c2cl6的净化精炼工艺，吹ar气时覆盖剂微动，金属液体不裸露，吹气时间为5~30min，精炼后夹杂物去除50%以上。
12、作为本专利技术所述的一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，金属精炼之后还可以包括中间包浇铸，中间包的容量为金属液体总体积的20~40%，金属液体在中间包内的停留时间为5~10min。
13、作为本专利技术所述的一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法的优选方案，其中：所述步骤s2中，所述结晶器为管式结晶器。
14、作为本专利技术所述的一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法的优选方案，其中：所述步骤s3中，拉坯之后的铸坯在二冷区不采取强制冷却措施，在空气中自然冷却。
15、本专利技术的有益效果如下：本专利技术提出一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，在结晶器内电脉冲处理金属液体，电脉冲处理过程中，结晶器与电脉冲的一极连接，结晶器内的金属液体与电脉冲的另一极连接，能有效抑制凝固过程中富含合金元素相的析出，明显改善铸坯凝固组织和成分的均匀性，为后续通过轧制、锻造等塑性变形制备和生产组织均匀、性能优良的金属制品提供了良好的组织和成分基础。
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1.一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤S2之后还包括：S3、铸坯拉坯，拉坯速度为0.5~4m/min。
3.根据权利要求2所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，在结晶器内电脉冲处理金属液体10~360s之后，开始铸坯拉坯。
4.根据权利要求1所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用感应炉、电阻炉、转炉或电炉实现金属熔炼。
5.根据权利要求1所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤S1中，金属熔炼之后还包括金属精炼。
6.根据权利要求5所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤S1中，对于黑色金属合金，采用LF精炼、RH精炼、LF+RH精炼：LF精炼采用碱度为5~9的精炼渣系，并加入适量钙，精炼渣系包括：10~60wt%的CaO、15~50wt%的SiO2、10~30wt%的Al2O3、5~15w
7.根据权利要求5所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤S1中，对于有色金属合金，采用底吹Ar气并添加0.3~0.6wt%的C2Cl6的净化精炼工艺，吹Ar气时覆盖剂微动，金属液体不裸露，吹气时间为5~30min，精炼后夹杂物去除50%以上。
8.根据权利要求5所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤S1中，金属精炼之后还包括中间包浇铸，中间包的容量为金属液体总体积的20~40%，金属液体在中间包内的停留时间为5~10min。
9.根据权利要求1所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述结晶器为管式结晶器。
10.根据权利要求2所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤S3中，拉坯之后的铸坯在二冷区不采取强制冷却措施，在空气中自然冷却。
...【技术特征摘要】
1.一种连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤s2之后还包括：s3、铸坯拉坯，拉坯速度为0.5~4m/min。
3.根据权利要求2所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，在结晶器内电脉冲处理金属液体10~360s之后，开始铸坯拉坯。
4.根据权利要求1所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤s1中，采用感应炉、电阻炉、转炉或电炉实现金属熔炼。
5.根据权利要求1所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤s1中，金属熔炼之后还包括金属精炼。
6.根据权利要求5所述的连续凝固过程中电脉冲处理金属液体的方法，其特征在于，所述步骤s1中，对于黑色金属合金，采用lf精炼、rh精炼、lf+rh精炼：lf精炼采用碱度为5~9的精炼渣系，并加入适量钙，精炼渣系包括：10~60wt%的cao、15~50wt%的sio2、10~30wt%的al2o3、...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫志杰，郝维新，王睿，于志强，樊玮荟，李丰浩，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：
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