电渣熔铸的质量与成型规律的探讨

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1980.02.016 北京钢铁学院学报 1980年第2期 电渣熔铸的质量与成型规律的探讨 电冶教研塞施璇 摘 要 本文介绍了拐轴和斜轧辊套采用电渣整体熔铸新工艺后的质量、性能、寿命、 金属利用率及成本等技术经济指标。经比较，已赶上並超过了锻造件水平。两年来 的生产使用表明：电渣熔铸是适于机械配件毛坯生产的重要途径。 简要地分析了电渣熔铸能以铸代锻的主要原因是由于渣钢提纯精炼和强冷纵向 凝固提高了铸态质量，以及在合理的工艺方案下能得到优越的成型质量。 用试验结果和热传递原理探讨了影响表面成型的因素和规律。並指出渣池单位 容积功率Pv值是影响炉温及成型的主要因素。经统计得到Pv与铸件半径「的经验 式，1/Pv=3(r-2)。 履带式拖拉机用拐轴和钢球轧机用斜轧辊以住都是短缺配件，而且形状复杂， 前者中部有曲拐、断面多变，后者外径为中470毫米、表面为凸棱高度渐变的双头 螺纹带弧形孔型妇中空辊套。过去都要经过熔炼、铸锭，先锻轧成园材，再经冲压、 模镀或胎模锻加工成毛坯，工序多、工序间周转长、金属损耗大。一般铸造法又满 足不了质量要求，故需要寻找配件生产的新途径。此外，对通常的电渣重溶工艺在 保证质量前提下为改善效率与成本也需要向新的领域发展。为此，采用了电渣熔铸， 直接成型新工艺。 一、电渣异型熔铸工艺特征 合理选择工艺方案与制度是工艺研究及能否推广于生产的重要环节。电渣熔铸拐轴的主 要工艺特点是：与目前国内外试用的电渣分段多次铸焊法来研制曲拐轴类不同〔1,2〕，我们采 用电渣整体熔铸、一次直接成型法，从而得到更好的质量与效率，与现有电渣炉的电极与铸 模只能作纵向相对移动不同，采用了两者间纵横向都能作相对运动的方法并使用组装模子， 解决了中部曲拐处的表面成型问题，并且采用了可调电规范以适应熔铸过程中拐轴断面变化 时对能量和温度的需要，此外，还采用了液渣底注法并取消了底水箱。拐轴钢种是40C及 45钢两种。 斜轧辊套钢种是35 CrMnSi。电渣熔铸时采用组成两排弧形电极的双极串接法，通过 合理选择渣池单位容积功率值，从而解决了在现有变压器功率只有270KVA条件下，研制 并生产了中470毫米的异型轧辊。同时还研究了不同工艺条件对熔铸件的质量与表面成型的 影响。 二、电渣熔铸异型件的质量与效果 研制成功并已转产的电渣熔铸异型拐轴〔3)及斜轧辊套〔4)见图1~3。拐轴是目前在国内 32

北 京 铜 铁 学 院 学 报 年第 期 1 5 9 0 2 电渣熔铸的质量与成型规律的探讨 电冶教研室 施 嫩 摘 要 本文 介 绍 了拐轴和斜 轧辊套 采 用 电渣整 体熔铸新 工 艺后 的质 量 、 性能 、 寿 命 、 金属利 用率 及成 本等技术 经 济指标 。 经 比较 , 已 赶 上 业超过 了银造件水平 。 两 年来 的 生产使 用表明: 电渣 熔铸是 适 于机械配件毛坯 生产 的重 要 途 径 。 简要 地分析 了 电渣熔铸能 以铸代锻 的 主要原 因是 由于渣钢 提纯精炼和 强冷纵 向 凝 固提 高了铸态质 量 , 以 及在合 理 的 工 艺方案 下 能得 到优越 的成型 质 量 。 用试 验 结果 和热传 递原 理 探讨 了影响表面 成 型 的因素 和规 律 。 业 指出渣 池单位 容积 功率 P v 值 是 影响炉 温 及成型 的 主要 因素 。 经 统计得 到 P 、 与铸件 半径 r 的经 验 式 , 一/ P v = 3 ( r 一 2 ) 。 履 带式拖拉机 用 拐轴和 钢 球 轧机 用斜 轧辊 以 住 都是 短 缺配件 , 而 且形 状 复杂 , 前者中部 有曲拐 、 断 面 多变 , 后者外径 为 小4 70 毫米 、 表面 为凸校 高度渐 变的双 头 螺纹 带弧形孔 型 白 中空辊 套 。 过 去都 要经过熔炼 、 铸锭 , 先锻 轧成 园材 , 再经 冲压 、 模银 或胎模 钗加工 成 毛 坯 , 工 序多 、 工 序间周 转长 、 金属报耗 大 。 一 般铸造 法 又 满 足 不 了质 量要 求 , 故 需 要 寻找 配件生产的新 途径 。 此外 , 对通 常的电渣重 熔工 艺在 保 证质量前 提下 为 改善 效率 与成 本也 需 要 向新 的领 域发 展 。 为此 , 采 用了 电渣 熔铸 , 直 接成 型新 工 艺 。 一 、 电渣异 型熔铸工 艺特征 合理选择工艺 方案 与制 度是工艺 研究及能 否推广 于生 产 的重要环 节 。 电渣 熔 铸 拐轴 的主 要工 艺 特点是: 与 目前国 内外试 用 的电渣分段多次 铸焊法来 研制 曲拐 轴类不同 〔l , 2 〕 , 我们采 用 电渣 整体熔 铸 、 一 次直 接成 型 法 , 从 而得到 更好的质量 与效 率 , 与现有 电渣 炉的电极 与铸 模 只 能 作纵 向相 对移 动不同 , 采 用 了两者 间纵横向都能 作相对运 动 的方法 并使 用组 装模子 , 解决 了中部曲拐 处 的表面 成型 问题 , 并且采 用 了可调 电规范以 适应熔 铸过程 中拐轴断 面变 化 时对 能量和 温度的需要 , 此外 , 还 采用 了液 渣底 注 法并取 消 了底水 箱 。 拐轴 钢种是 40 C r 及 45 钢两种 。 斜轧辊 套 钢 种是 35 C r M n s i 。 电渣熔 铸时采用组 成 两排 弧形 电极 的双 极 串接 法 , 通 过 合理 选 择渣池 单位容积功 率值 , 从而解 决 了在现有变压 器功 率只有 27 0 K V A 条件 下 , 研 制 并生 产 了 小4 70 毫米 的 异型轧 辊 。 同时 还研 究 了不同工 艺 条件对熔 铸件 的质 量 与表面 成型的 影响 。 二 、 电渣熔铸异 型件的质量与效果 研 制 成功 并 已转 产的电渣熔 铸异 型拐轴 〔3 〕及斜 轧 辊套 〔4 〕见图 1~ 3 。 拐轴是 目前在 国 内 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1980. 02. 016

图1电渣熔铸拐轴毛坯（侧面) 图2电渣熔铸拐轴成品 图3电渣熔铸中470老米斜轧辊坯 电渣熔铸件中外形最复杂的产品。 通过对电渣熔铸件进行一系列质量检验和与相应锻造件的对比结果中可看到： 熔铸拐轴及斜轧辊的内部纯净度比锻造件高得多，各类非金属夹杂金相评级都≤0.5级， 而且细小而分散，大小在6微米以下。硫含量也比锻造件减少了70%以上（见表1）。 表1 异型件中钢的纯伊度比较 钢中非金属夹杂评级 (按YB9-68) 钢中有害元素 类 型 钢 号 氧化物 硫化物 氮化物 球状夹杂 评级 大小 评级 大小 评级 大小 评级 大小 硫% 磷% 微米 微米 微米 微米 斜 电渣 35CrMnSil 0.5 φ5 ≤0.5 <中5 0.5 <45≤0.5i <中5 0.0030.019 0.005 0.027 轧 辊 锻造 中26 2 25×35 1 中203 有小链 数量多 0.014 0.026 拐 电渣 45 0.5 0.5 未 0.5 电渣 40Cr ≤0.5 <中5 中5 ≤0.5 中2 0.0060.018 轴 锻造 中50 1.5 有链状 2 35×70 ~1 1.5 0.022.0.025 试样数 50 17炉40个样 33

图 电渣熔铸拐轴 毛坯 1 侧 面 ) ( 图 电渣熔铸拐轴成 品 图 电渣 熔铸小 毫米料 轧辊 坯 4 7 2 0 3 电渣熔 铸件 中外形 最复 杂 的产 品 。 通 过 对 电渣 熔铸 件进行 一系 列质 量检验 和 与相 应锻造件的 对比结果 中可 看 到 : 熔铸拐 轴 及斜 轧辊的 内部纯净度比 锻 造件 高得 多 , 各类非金属夹 杂 金相 评级 都三 0 . 5 级 , 而且细小 而 分散 , 大小在 6 微米以 下 。 硫 含量也 比 锻造件减少 了 70 % 以 上 ( 见 表 l) 。 表 1 异型 件 中钢 的纯 浮度 比较 类 型 钢 号 氧 化 物 硫 化 物 氮 化 物 评 级 大 小 评级 }毅 评 级 大 小 评 级 微 米 微 米 斜 电渣 3 5 C r M n s i 0 . 5 小5 三 0 . 5 < 小5 < 小5 轧 锻造 , 1 小2 6 2 2 5 X 3 5 数量多 辊 小2 电渣 4 5 0 . 5 < 小5 0 . 5 今5 电渣 4 0 C r 三 0 . 5 小5 0 , 3 5 X 7 0 锻造 , 1 . 5 有链状 2 试 样 数 1 7炉 4 0个样 3令

熔铸件的铸态质量也很高，经化学分析及高倍金相检验，各种元素及各类夹杂都没有明 显的偏析（表2、表3）。用超声波探伤及酸浸低倍检查，也未发现疏松、偏析等宏视缺陷。 用扫描电子显微镜检验了熔铸件断口，除了看到有小于6微米的夹杂物外，也未发现有缺陷， 属于均匀的韧性断口（图4）。 两种钢号的电渣拐轴机械性能的所有指标，都超过了相 应变形钢材的部颁标准要求和锻造件水平，多数指标超过了 120%。甚至电渣熔铸45钢拐轴在其塑性指标大大超过40Cr 钢的同时，强度指标也很接近（表4）。 熔铸件的使用寿命也已达到并超过了锻造件，其中异型 斜轧辊超过了110%（表5）。首批50多根45钢拐轴装在带 有推士铲的拖拉机上进行各种重负荷作业检验，使用二年多 来。除因特殊情况折断了一根外，其他都完好，仍在正常运转， 用户普遍反映已达到了锻造40C·拐轴水平。如果改用电渣 图4电渣辊断口电子 40Cr拐轴，则寿命必然提高更长。 扫描结果×500 表2 电渣辊内部纵剖面上元素分布 元 素 % 碳 锰 硅 铬 硫 磷 平均成分 0.395 0.97 1.24 1.315 0.0036 0.0266 纵剖面各处 波动绝对值 -0.05 -0.025≈ -0.0016 -0.0016 ±0.015 ±0.02 +0.04 +0.015 +0.0024 +0.0024 边缘至熔池 边缘平均值 0.39 0.9611.24 1.315 0.0035 0.027 中心平均值 0.396 1.23 1.31 0.0042 0.026 中心的变化 变化绝对值 +0.006 0 :-0.01 -0.005 +0.0007 -0.001 底部至头部 底部平均值 0.383 0.95 1.255 1.32 0.003 0.027 头部平均值 0.398 0.966 1.231 1.32 0.0036 0.0264 的变化 变化绝对值 +0.015 +0.016 -0.024 0 +0.0006 -0.0006 邯钢中试室分析误差范围 ±0.02 ±0.03 ±0.05 ±0.045 偏析程度 鉴 别 无 分 析试样 数 19 从经济效果进行比较来看： 熔铸异型斜轧辊和拐轴的金属利用率比相应锻造件都提高了一倍左右（见表6）。节省了 大量钢材。电渣熔铸虽然耗电较多，熔铸每吨辊坯约耗电1300度，但由于金属利用率的提 高，每个熔铸辊成本费比锻造辊降低了20~30%。 熔铸工艺的设备简单，投资费用比锻造工艺低，劳动强度也小。 另外，电渣异型熔铸是把精炼、铸造和成型三道工序合在一起，在同一设备中同时完成， 因此不仅省略了锻压，减少了勿削工时，而且大大减少了原来各工序之间的停顿、运输等周 转时间，从而提高了机械配件在总加工过程中的效率。 34

熔铸件的铸态质量 也很 高 , 经 化学分 析及 高倍 金相 检验 , 各种元 素及 各类 夹杂都没 有明 显的偏析 ( 表 2 、 表 3) 。 用超 声 波探伤 及酸浸 低倍 检查 , 也未发现疏松 、 偏析等宏视 缺 陷 。 用扫 描 电子 显微 镜检 验 了熔 铸件 断 口 , 除 了看 到有小于 6微米的夹 杂物外 , 也未发现 有缺陷 , 属 于均匀 的韧性 断 口 ( 图 4 ) 。 两种 钢号 的 电渣拐轴机械性能 的所有指标 , 都超过 了相 应 变形 钢材的部颁标 准 要求和锻造件水平 , 多数指标超 过 了 1 20 % 。 甚 至 电渣熔 铸 45 钢拐轴在 其塑 性指标大大超过 40 C r 钢的 同时 , 强 度 指标 也很接 近 ( 表 4 ) 。 熔 留件的使用寿命也 已达 到并超 过 了锻 造件 , 其中异 型 斜 轧辊 超 过 了 1 10 % ( 表 5 ) 。 首批 5 0多根 45 钢拐 轴 装在带 有推土 铲 的拖拉机上进 行各种重 负荷作 业检验 , 使 用二 年多 来 。 除因特殊 情况拆断 了一根外 , 其 他都完好 , 仍 在 正常 运转 , 用 户普遍 反映 已达到了锻造 40 C r 拐 轴水 平 。 如果 改 用 电渣 4 0 C r 拐 轴 , 则寿命必 然提高更长 。 图4 电渣辊断 口 电子 扫描结果 火 50 。 表 2 电渣辊 内部纵 剖面 上元 素分布 元 素 % 铬 硫 平 均 成 分 波动绝对值 边 缘 平均值 中心 平均值 变 化绝 对值 底 部平均值 头部平均值 变 化绝 对值 锰 ! 硅 。 . 。 ; } 1 . 2 4 0 . 0 0 3 6 0 . 0 2 6 6 纵 剖面 各处 0 . 0 2 一 0 . 0 5~ + 0 . 0 4 一 0 . 3 1 5 . 0 2 5~ 0 0 1 6~ 卜 0 . 0 0 1 6~ + 0 . 0 1 5 一 0 . + 0 0 0 2 4 级J 3 目白,O 边 缘至 熔池 中心 的变 化 0 . 3 9 0 . 3 9 6 + 0 . 0 0 6 0 . 9 6 一 0 . 0 1 1 . 3 1 5 1 . 3 1 一 0 . 0 0 5 0 . 0 0 3 5 0 . 0 0 4 2 + 0 . 0 0 0 7 + 0 . 0 0 2 4 0 . 0 2 7 0 . 0 2 6 一 0 . 0 0 1 几, odno 自曰O, 只 曰勺 二任,月 八,二U. Jn 曰`,O 曰Jg . “ 甘 … ,.1 .上. n 甘 一 0 . 3 8 3 0 . 3 9 8 + 0 0 1 5 0 . 9 5 0 . 9 6 6 + 0 . 0 1 6 0 . 0 0 3 0 . 0 0 3 6 + 0 . 0 0 0 6 0 . 0 2 7 0 . 0 2 6 4 一 0 . 0 0 0 6 底部的至变 头化部 邯 钢 中试 室分 析误 差 范围 偏 析 程 度 鉴 别 士 0 . 0 2 士 0 . 0 3 士 0 , … 土 ” 无 0 4 5 } } 分 析 试 样 数 ! 19 从经 济效 果 进行比 较来 看 : 熔铸 异型 斜 轧辊和拐 轴 的金 属利 用率 比 相应锻造件都 提 高了一 倍 左右 ( 见表 6 ) 。 节 省 了 大量 钢材 。 电渣 熔铸 虽然 耗 电较多 , 熔铸每 吨辊坯 约耗 电 1 3 0 。 度 , 但 由于金 属利 用 率的提 高 , 每个熔 铸辊成本 费比 锻造辊降低 了20 ~ 30 % 。 熔 铸工艺 的设 备简单 , 投 资费用比 锻造工艺 低 , 劳动强度 也 小 。 ’ 另 外 , 电渣异 型熔 铸是 把 情炼 、 铸造和成 型 三道工序 合 在一 起 , 在同一设 备中同 时完成 , 因此 不仅 省略了 锻压 , 减少 了切削工 时 , 而且 大大减 少 了原来 各工 序之 间的停顿 、 运输 等周 转时间 , 从 而提 高 了机械配 件在总加工过程 中的效率

表3 电渣辊纵剖面上夹杂物分布 取 样 部 位 非金属夹杂最大评级（级） 纵向高度毫米 横向位置 氧化物 硫化物 氮化物 球状硅酸盐 40 中 心 0.5 600 提供数据 电渣 76-14 中75毫米 70Mn◆ 异型辊 76-9 单 >633◆* 完好，能 继续轧 同期轧球 锻造辊 576 巳 坏 寿命比电渣辊/ 锻造辊 >110% ●轧材成份为：0.65~0.75%C,1.0~1.40%Mn, ●奉因轧机改装穿管机而停轧，停轧时轧辊完好。 35

表 3 电渣 辊纵剖 面 上夹杂物分布 取 样 部 位 … 非金 属夹 杂 最大评 级 ( 级 , 纵 向高度 毫 米 { 横向 位置 } 氧 化 物 … 硫 化 物 { 氮 化 物 } 球 状硅 酸 盐 … 中 J 。 { 。 · 5 1 6” “ … …; 了亚三〔应i生募夔〔 } _ _ _ _ _ 竺 _ _ _ 土 ~ 坐 一 { 一 旦坚土 } _ _ 卫 i > 1 10 % J … . 轧材成份 为 : 0 . 6 5 ~ 0 . 7 5 % C , 1 . 0 ~ 1 . 4 0 % M n , 二 因 轧机 改装穿管机 而 停 轧 , 停轧时乳辊完好

表6 电渣辊与锻造辊的金属利用率比较 锻造轧辊 电渣熔铸异型辊 成品重（公斤） 240~300 240300 中空毛坯重（公斤） 500~600 350~400 切头、切尾、锻压冲孔损失（公斤） 250左右 无（使用铸造电极） 需要钢的总重（公斤） 750~800 350~400 总的金属利用率(%) 3035 70~80 从以上综合比较结果中看出，电渣熔铸、直接成型、以铸代锻，开辟了机件毛坯生产的 新途径，特别是在质量要求高、合金含量高、难加工的异型毛坯生产中将发挥重要作用。 三、电渣熔铸质量讨论 冶金和铸造质量是决定材料的机械性能与机件使用寿命的主要因素之一。采用一般铸造 方法成型方便，但容易出现疏松，偏析等铸态缺陷。锻压加工的任务是成型并改善铸态结 构，因此习惯上认为铸件性能总不如锻件。从前面质量检验结果中看到，当采用电渣熔铸工 艺后熔铸件与一般锻造件相比，钢的纯净度更高、内部更均匀致密、能更好的改善疏松和偏 析等缺陷，从而在性能与寿命方面都赶上并超过了锻造件。 渣洗精炼提纯和纵向强冷凝固是促使电渣熔铸件内部质量提高的主要因素。 表7 熔铸过程中非金属夹杂的变化 夹杂物金相评级（级）YB9-68 电极端部熔滴中 试样数 电极中 熔池中 熔铸件中 形成初期 临下落时 氧化物 2/40微米 ~1 ≤0.5/ ≤0.5/ 链长270微米 <5微米 <5微米 熔 球状 2/32微米 3/15微米 ≤0.57 ≤0.5/ 硅酸盐 量多 量多 2微米 2微米 铸 15 硫化物 2/59微米 ~1 0.5 0.5 拐 氮化物 1 未见 未见 未见 轴 氧化物 4 2 1 0.5 0.5 导 19 硫化物 4 0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 氧化物 0.5/ 0.5/ 熔 及球状 3.5/41微米 3/32微米 ≤6微米 <6微米 硫化物 1 0.5 ≤0.5 ≤0.5 37 辊 氮化物 0.51 0.5 0.5 注：表中数据，分母是夹杂物大小，其余是金相杆级。 36

表 6 电渣辊 与锻造辊 的金属利 用率比 较 — } 。 蕊 辊 } 一 电渣漏藻藻 成 品重 (公斤 ) 中空 毛坯重 (公 斤 ) 切 头 、 切 尾 、 锻 压 冲孔损 失 (公斤 ) 需 要 钢 的总重 (公 斤 ) 总的金属利 用 率 ( % ) 2 4Owt 3 0 0 5 0 0 ~ 6 0 0 2 5 0 左右 7 5 0 ~ 8 0 0 3 0 re 3 5 2 40 ~ 3 0 0 3 5 0 ~ 4 0 0 无 ( 使 用铸造 电极 ) 3 5 0 ~ 4 0 0 7 0 ~ 8 0 从 以 上综合 比较结果中看 出 , 电渣 熔铸 、 直接成 型 、 以 铸代锻 , 开辟 了机件 毛坯 生产 的 新 途径 , 特 别 是 在质量要求 高 、 合 金 含量 高 、 难加工 的异 型 毛坯生产 中将发挥重 要 作用 。 三 、 电渣 熔铸 质量讨论 冶金 和铸造质 量是 决定材料的机械 性能 与机件 使用寿命的主要 因素之一 。 采 用一 般铸 造 方法成型 方便 , 但容 易出现疏松 , 偏析等铸态 缺 陷 。 锻 压加工的任 务是 成 型并改善铸态 结 构 , 因此 习惯 上认为铸 件性能总 不如 锻件 。 从前面质 量检验 结果 中看 到 , 当采 用电渣 熔铸 工 艺后熔铸 件与一 般锻 造件相 比 , 钢 的纯 净度更高 、 内部更均匀致 密 、 能 更好 的改善疏松和 偏 析等缺 陷 , 从而在性 能 与寿命方 面都赶 上并超过 了锻造件 。 、 渣洗情炼提纯和纵向强 冷凝 固是 促 使电渣熔铸件内部质 量 提 高的主 要 因素 。 表 7 熔铸过 程 中非金 属夹 杂 的变 化 夹 杂物金相评 级 ( 级 ) Y B g一 68 试样数 电 极 中 电极端部熔滴 中 熔 池 中 熔铸件中 形成 初期 临下 落时 熔 从 氧 化物 2 / 4 0 微 米 ~ l l 三 0 . 5/ 三 0 . 5/ l 铸 V 亡啥 L产 。 , 八 侧肠 〕 址 2 产 尸 嘴自` 业乙 护尹 亡 伯升习 匕 l 5 拐 ` , 轴 气半 球 状 毛任不《 ` , U , 伏 刁卜 3 l/ 5 微 米 、 、 0 下伏二砰弓 、 、 口 , 从 {刁卜 2 / 3 2 微米 三 0 . 5/ 三 0 . 5/ 性酸 盐 重爹 重乡 Z 佩术 艺佩 术 瑞 仕扬 , /只 Q 勒 习沪 沪 . ` 沪 1 n 只 n 只 片 .` 二 J 一 刀 ` 目 1 . J , 护 ,几 / I、 几 , 沙 - . 户 , J . , 沪 劝甘 I 卜 翻 . 1 一 勺 . . . .目 白. . . . ~ 一 . .` . . . , . 响. . , , . 习匕 m 」匕 m 日匕 m 写 只、 一 , I J 嘴刀 l ,卜 闷理 J ! 洲 卜夕仙 尸甲、 J七 l 9 成三留 I L ` 止 d 月 目、 月、 尸. J 、 尸 我 ,毛 彻 4 乙 e 1 U 。 勺 U 。 办 … } 硫化 物 4 0 . 5 ` 5 0 . 5 5 0 . 5 的 } 主甘 才少 翻 ” 一I 一I 一 } n 比 / 口 昙 甲、 1 . 目 , 刀 3 . 5/ 41 微 米 3 / 3 2微 米 U 一 J j 公 及球状 < 6 微米 硫化物 1 0 . 5 三 0 . 5 注 : 表 中数据 。 分 母是夹杂物大小 , 其余是金相杆级

从熔铸过程非金属夹杂的变化（表7）和脱硫效果（表8）中看到，电渣熔铸的提纯能力 非常大，提纯作用主要发生于金属滴在渣层中形成与下落阶段。电渣熔铸拐轴时液滴最大直 径只有9毫米，渣钢反应比表面大于6.7/厘米，因此液滴临下落及在渣层中过渡时，温度高、 反应界面大，而且液滴由于高温湍流使反应界面不断更新，因而加速了提纯反应的进行。从 不同渣系在熔铸过程的提纯试验结果得到：随渣碱度CaO/SiO,的增加，脱硫率和降低钢中 氧化物级别的能力都相应增大（见图5、图6）。 表8 熔铸前后硫含量的变化 熔 铸 拐轴 熔 铸异 型辊 电极中 铸件中 去除率% 电极中 铸件中 去除率% 钢中〔S)% 0.021 0.006 71 0.011 0.003～0.005 60~75 原始电极中氧化物为4级 60 15 05 a4 00126224283236 碱度Ca0/Si0:一 碱度Cu0/SiO,” 图5熔铸时脱硫率随渣碱度 图6熔铸时钢中氧化物夹杂随渣碱度 CaO/SiOz的变化 CaO/SiO.的变化 纵向强冷凝固、增大凝固区温度梯度是提高铸态质量的极为重要的因素。它可使熔池变 浅，随钢水冷凝收缩过程的进行可不断得到钢水补充，从而可完全消除缩孔、缩管等缺陷。也 能促使凝固区变窄，可以避免在大范围内同时冷凝、收缩所造成的低倍疏松等缺陷。更重要 的是它能改善杂质分布和铸态显微结构。 表9 不同冷凝成型方法对硫化物的影响 钢号 加工压缩比 钢中〔S)% 钢中硫化物评级（级） 电渣熔铸 45 0 0.010 0.5(细小而分布均匀) 一般铸锭+锻压 45 85 0.010 2(达15×70微米) 电渣锭中晶轴间距也比一般铸锭中要小〔5)。晶轴间距d和温度梯度G,生长速度R的近 似关系式为： d'=b(GR) 式中：b为常数，指数n值：对一次晶轴间距非常接近1/2，对二次晶轴间距是在1/3~1/2。 37

从 熔铸 过 程非 金属 夹 杂 的变化 表 和脱硫 效果 表 中8看 到 7 ) ( ) ( , 电渣 熔铸 的 提纯 能 力 非 常大 , 提纯 作用主 要发生于 金 属滴 在渣 层 中形 成 与下 落阶段 。 电渣 熔 铸拐 轴 时液 滴最 大直 径 只 有 9毫 米 , 渣 钢反 应 比表 面 大于 6 . 7/ 厘 米 , 因此液 滴 临下 落 及在 渣层 中过渡 时 , 温 度高 、 反 应界面大 , 而且 液 滴 由于 高温湍流 使反 应 界面不 断 更新 , 因而加速 了提纯 反 应 的迸 行 。 从 不 同渣 系在 熔 铸过 程 的提 纯 试验 结果 得 到: 随 渣碱度 C a O / 5 10 : 的增加 , 脱 硫 率和 降低 钢 中 氧化物级 别 的能 力都 相 应 增大 (见 图 5 、 图 6) 。 表 8 熔铸前后硫 含量 的变化 { 熔 铸 拐 轴 … _ _ _ _ _ _ _ 熔 步 _ _ _ 异 _ 型 _ 一 _一 _ 一 _ _ 电 极 中 } 铸 件 中 } 去除率 % 电 极 中 铸 件 中 }去除 率 % 钢 中 ( S万属 } 。 · 。 2 1 1 0 . 0 0 6 ! 7 1 0 . 0 1 1 }0 . 0 0 3~ 0 . 0 0 5 6 0 ~ 7 5 原 好;电 极 中 城 化 物为 月级 涅侈葬毖烹 次锌妞崔 习 一 X 林 众卜~ x 一 、 喊度 C a o / 5 10 : 一 之 J 碱度 e ` 0 15 10 - 图 5 熔铸 时脱 硫率 随渣 碱 度 C a O / 5 10 : 的 变化 图 6 熔铸时钢 中氧化 物 夹杂随渣碱度 C a O / 5 1 0 : 的 变化 少 袱 : 纵向强 冷凝 固 、 增大凝 固区 温度梯 度是 提 高铸 态质童 的极 为重 要 的 因素 。 它可 使熔 池 变 , 浅 , 随 钢水冷 凝收缩过程 的 进行可 不断 得 到 钢水补 充 , 从 而可完 全 消除缩 孔 、 缩管 等缺 陷 。 也 能促使凝 固区变 窄 , 可 以避免 在 大范围 内同时 冷凝 、 收缩所造成 的低倍 疏松 等缺 陷 。 更重 要 的是 它 能 改 善杂质 分布和 铸 态显微 结构 。 浅 9 不同冷凝 成型方 法 对硫化物 的影响 { 钢 号 J 电 渣 熔 铸 } 45 { 一 般铸 锭 + 锻压 } 45 一 } - 加工压缩比 钢 中 ( S ) % { 钢 中硫 化物评 级 ( 级 ) 0 . 0 1 0 0 ` 0 1 0 0 . 5 ( 细小 而分布均 匀 ) 2 ( 达 1 5 x 7 0微 米 ) l 一 、 一 」 一 电渣 锭中晶轴 间 距也 比一 般铸锭中要小〔5 〕 。 晶轴 间距 d 和 温度梯 度 G , 生长速 度 R 的近 似 关系 式为 : d = b ( G R )一 n 式 中 : b 为 常 数 , 指 数 n 值 : 对一次晶轴间距 非 常接近 1/ 2 , 对二 次晶轴间 距是 在 l 邝 ~ l / 2

溶铸过程凝固区的温度梯度，即使是沿熔池轴向凝固区的温度梯度也都很大，熔铸拐轴时 大于50℃/厘米，熔铸斜轧辊时大于20℃/厘米。随温度梯度的增大，晶轴间距变小，被晶轴 所分割的显微区间也更微小而分散，也减少了低熔点组元和杂质的凝聚，从而有利于改善显 微疏松与显微偏析，如表9，电渣熔铸与通常的铸+锻工艺相比，即使控制硫含量不变时， 钢中硫化物评级仍有明显降低。 四、影响表面成型质量的因素及其规律 因电渣异铸、以铸代锻、直接提供毛坯，表面状况直接影响到金属利用率和铸件合格率 等经济指标，所以对成型质量要求很高。又因形状复杂，与一般电渣重熔锭子相比时，表面 成型的难度更大。因此有必要深入探讨影响熔铸件表面成型的因素与规律。为此，在研制熔 铸拐轴与异型辊过程中，也研究了不同的渣、电、冷却条件等对表面成型的影响，其试验方 案与结果见表10~12。 表10 渣、电参数对表面成型的影响 熔池 电极 炉口电压 电流 渣层厚度 序 号 断面积 断面积 注渣方法 厘米？ 厘米2 伏特 安培 厘米 异型 1310 264 48 6250 10 液渣上注 2 5500 10~11 3 试 1500 352 40 6100 6.5 1480 43 5000 12 5 拐试 23 12 3) 1200 与 液渣底注 6 30 8 拟验 30 5 液渣上注 续表10 渣、电参数对表面成型的影响 序 电极电流 渣池单位 渣池单位 熔 速 密度 断面功率 容积功率 表面成型质量 号 (安/毫米2)（千伏安/厘米2）（千伏安/厘米3）引（公斤/小时） 0,475 0.23 0.023 210 成型较好、光滑 2 0.40 0.20 0,019 160 表面不好，“菠萝皮” 状，见图7 3 0.34 0.17 0.026 210 表面成型很好、光滑， 见图3 0.28 0.15 0.012 70 表面很差，比图7还差 1 1.28 0.25 很光滑 6 0.16 有“细颈”伏缺陷 0.25 有“细颈”状缺陷 38

熔铸过程凝 固区的温 度梯度 , 即使是 沿熔池 轴向凝 固 区的 温度梯度也都很 大 , 熔铸拐轴时 大于 50 ℃ / 厘 米 , 熔铸斜 轧辊 时 大于 20 ℃ /厘 米 。 随温 度梯度的增大 , 晶轴 间距变小 , 被晶 轴 所分割 的显微 区 间也 更微 小 而分 散 , 也 减少 了低 熔 点组 元和 杂质 的凝 聚 , 从而 有利于改 善显 微 疏 松 与显微 偏 析 , 如表 9 , 电渣 熔铸 与通 常的铸 + 锻 工艺 相 比 , 即 使控制 硫 含量不变时 , 钢 中硫化 物评级仍有明显 降低 。 四 、 影响表面 成 型 质量的因素及 其规律 因 电渣 异 铸 、 以铸 代锻 、 直 接 提供 毛坯 , 表 面状 况 直接影响 到金 属利 用率 和铸 件合 格率 等经 济指 标 , 所以 对成 型 质 量要 求很 高 。 又 因形状复 杂 , 与一 般 电渣重熔锭子 相 比时 , 表 面 成型 的难 度更 大 。 因 此有必要深入探 讨 影 响熔 铸件表面 成型 的 因素 与规律 。 为此 , 在研制 熔 铸 拐轴与 异型 辊过 程 中 , 也 研究 了不同 的渣 、 电 、 冷却条 件等对表 面成 型的影 响 , 其 试验 方 案与 结果 见 表 10 ~ 1 2 。 表 10 渣 、 电参数对表面 成型 的影响 熔 池 断 面 积 厘米 么 电 极 断面 积 厘 米 “ 护口 电压 注 渣方 法 伏 特 3 5 2 ’, 电 流 安培 6 2 5 0 5 5 0 0 6 1 0 0 5 0 0 0 渣 层厚 度 厘 米 1 3 1 0 2 6 4 ’, 1 5 0 0 1 4 8 0 1 0 10 ~ 1 1 6 . 5 1 2 异型辊试验 4803 , 液 渣 上注 拐 试 轴 模 拟 验 1 2 0 0 , , 液渣 底注 液 渣上 注 几d ` n 丹口」内J 甘八U 12 , 朴 , 111 引 1 . 一川引州一洲训 续表 10 渣 、 电参数对表 面 成型的影响 渣池 单位 断 面功率 渣 池 单位 容积 功率 表面 成型 质量 电密 极 电度流 ( 安 /毫米 2 ) 味千伏安 /厘 米 2 )( 千伏安 /厘米 “ ) 熔 速 ( 公斤 /小时 ) , 4 7 5 . 4 0 2 10 l e 0 成型 较好 、 光滑 2 10 7 O 状产宽看舒 , “ 菠萝皮 · 见 聋更 成型很好 、 光滑 , 甘口OJQU . 自,1 1 八八”UU 白0 ó … 0 1 2 勺J n ù门r L 一曰,Q J 1 `一己 . 2 8 1 . 2 8 { 。 . 1 2 5 ’ ` ’ . } 表 面 很差 , 比 图 7还差 很 光滑 有 “ 细颈 ” 状 缺陷 有 “ 细颈 ” 状 缺陷 匕内01 J 上. 曰, 立侧二引州州叫 乡冬

表11 功率相同时电流、电压变化对表面的影响 熔池直径 电极直径 炉口电压 电流 炉内功率 渣层厚度 号 厘米 厘米 伏特 安培 千伏安 厘米 表面成型质盘 7.5 4 34 1000 34, 5 表面优良，光滑 1 9 17 2000 34 5 较差， 有“螺圈” 状缺陷 表12 冷却与传热距离对表面成型的影响 序 熔 池电 压电 流渣 厚渣池水冷 渣池水 模壁与冷却水 号 形状 面积 比表面 冷面积 电极间距温度 表面成型质昼 厘米2 伏特 安培 厘米 厘米一1 厘米2 厘米 ℃ 10 见 87 30 1300 4 0.38 130 3 20 好，光滑 11 n 83 0.54 180 0.7～3 尚好 12 同上 5~7 较差，有“波纹” 13 同上 t 60 较好 14 同上 33 1500 0.75 40一60好，光滑 15 同上 由0.54突由180突 增至0.63变至210 差，有渣沟 16 同上 由0.5变由180变 至0.57 至190 5 好，无渣沟 注，渣池水冷比表面，指渣池水冷壁面积与渣池体积之比。 由上述试验结果中看到： 提高渣池单位容积功事P,值能明显改善成型质量，而与以往 资料中提到的电极电流密度和渣池单位断面功率参数没有直接关 系（表10中序号1~6）。提高Pv值的途径是增大输入渣池电流、电压 :或减渣量。尤其是减少渣量不仅能改善成型，而且又能通过提高 的温来增大熔速，降低电耗，熔铸中4T0毫米异型辊时每吨钢电耗 由1800x2000度电降到1300度电。D,M.Longbottom等人认为 增大渣量会有利于表面成型的结论(？)与我们的试验结果不符。 图7炉温过低造成的 ,降低水冷强度如减少渣池水冷面积，提高出水温度等也有利 “菠萝皮”状缺陷 于改善表面成型。熔铸复杂异型件时，由于渣池水冷面积的增加，为了提高成型质量必须相 应增大渣池单位容积功率值。 由试验结果也能看到：当输入渣池功率不变而电压过低、电流又过大时，使极间距过 小，易引起表面波纹”状缺陷。电极与模壁间距大时不利于成型，但当间隙过小而又采用 液渣上注时，又易造成熔铸件下部成型不良。 熔铸过程必须避免或尽可能减缓渣池水冷比表面突然增加及输入功率的突然下降，否则 很容易出现表面渣沟。 试验过程也注意到了，当输入渣池功率偏低或电压过高时，应避免采用高电导的渣系， 而当电压过小、电流过大时，应采用电导较小的渣系为宜。 出现上述现象，用热传递原理是容易理解的。熔铸过程必须注意到，冷凝于水冷壁上的 39

表 功率相 同时电流 1 1 、 电压 变化对表面 的影响 熔池 直径 厘 米 电极 直径 厘 米 口 电压 伏特 电 流 安培 I Q9 0 2 0 0 0 炉 内功率 千伏 安 表 面成 型质 量 表面 优 良 , 光滑 较差 , 有 “ 螺 圈 ” 状缺 陷 层匣一 厚米一ǔ 产。 沙 渣一 5 l 到一口创钊 一仁| 表 12 : 冷却与传热 距离对表面成型 的影响 表面成 型质金 池 水冷面 冷温却℃水度 表米 熔 渣比 形状 母 嗯. 同上 同上 同上 同上 池 面 积 压 { 厘 米 2 ; 8 ,l 伏 特 渣 池 水 冷 面 积 厘米 “ 模 壁 与 电极 间距 厘 米 { 可 _ 伞 厚… ! 安 培 {厘 米 ) 1 3 0 0 0 . 3 8 0 . 5 4 1 3 0 1 8 0 , , , 3 0 . 7~ 3 5 ~ 7 . , 15 0 0 ’, 7~ 5 好 , 光滑 尚好 较差 , 有 “ 波 纹 ” 较好 4 0 ~ 6 0 {好 兮,浦 , 犯 , 由 0 . 5李突 增至 0 . 63 由 1 8 0 突 变 至 2 1 0 差 , 光 滑 有渣沟 同上 1 由 0 至 O 5 通变 }由 1 8 0 变 至 1 9 0 好 , 无 渣 沟 序号ù 12340516 、 注 : 渣池 水冷比表面 , 指渣 池水冷壁 面 积与渣池体积之 比 , , 卜甲 。 浅幸电, , 创 ,.l 乓 由上 述试验结果中看 到 : · 提高渣 池 单位 容 积功率 P石值能明显改餐成垫质 量 , 而与 以往 资料 中提到 的 电极电流 密度和渣池单位断面功率参数没 有直接 关 二 系 ( 表 10 中序 号 l ~ 6) 。 提高 P v 值 的途径是 增大输入 渣池 电流 、 电压 协 ,成城少族量 。 尤 其是 减少渣 量不仅能改善鹿型 , 而且又能通过提 高 护级来 增大熔速 , 降低 电耗 , 熔铸 小打O 老米异型辊时每 吨钢电耗 由功。 O份 20 0 0度电 降到 1 3 0 0度龟 J D . M .毛。 五g b o t t o m 等 人 认为 增大食盆会 有利于表 面成型 的结 论〔幻 与我们的试验 结果 不符 。 降低水冷强度如减少 渣池 水冷面积 , 提高出水 温 度等也 有利 子改善表面 成型 。 熔 铸复杂异 型件时 , 由于渣池水 冷面 积 的增 加 , 应 增 大 渣池 单位 容积功率 值 。 、 _ : : ’ 图7 炉 温 过 低造成 的 “ 菠萝皮 ” 状缺 陷 为了提 高成 型质量必 须 相 由试验 结果 也能看 到 : 当输入 · 渣池 功率不变而 电压过低 、 电 流 又过 大时 , 使极间距 过 小 , 易引起 表面 确波纹 ” 状 缺 陷 。 电 极与模蟹间距大时不利 于成型 , 但 当间 隙过 小而又采用 液渣上注 时 , 又 易造成熔 铸件下 部成 型不 良 。 熔铸 过程 必 须避免 或尽 可能减缓渣鸿水冷 比表面突 然增加及输入 功 率的突然下降 , 否则 很 容易出现表 面渣 沟 。 试验过程也 注意 到 了 , 当输 入渣池功率偏 低或 电压 过高 时 , 应 避 免采 用高 电导 的渣系 , 而 当 电压过 小 、 电流过 大时 , 应采 用 电导较小的渣系 为宜 。 出现上述现象 , 用热传递原理是容易理解的 。 熔 铸过程必须住意到 , 冷凝 于 水冷 壁 上的

那层渣壳起着炉衬与模壁的双重作用，熔铸件表面是在渣壳凝固区所构成的型腔内形成的 (见图8)。渣壳的厚薄及均匀度也就决定了熔铸件表面成型情况。同时也应注意到渣壳与 通常的耐火炉衬与模壁不同，经化学分析渣壳成分与渣池内部成分基本一致，是熔渣流至温 度处于渣凝固点以下的水冷壁附近时形成的。熔铸区的渣壳内侧面实际上相当于熔渣凝固点 的等温面。在渣池温度场中温度为渣凝固点的位置离水冷器壁愈远时渣壳就愈厚，相反愈近 时渣壳愈薄。当然渣组成对渣壳厚度也有影响（图9），还应注意到事实上熔铸区内各处温 度並不均匀一致，模壁附近的温度往往随对该处供热及散热条件的变化而变化。因此表面成 型质量根本上取决于铸件表面凝固处、温度相当于渣凝固点的位置与水冷模壁间的距离及其 在熔铸过程中变动状况。 极 警 12 CaF: 离模壁距离 图8溶铸件表面成型区渣钢 图9模壁温度场与渣组成对渣壳厚度的影响 状态示意图 OA1,OB,OC1分别是凝固点为S1的渣在渣池 温度变化曲线A,B,C时的渣壳厚度，OC:则是 漿固点为S:的渣在C曲线条件下的渣壳厚 因此提高模壁附近温度的因素，如提高输入功率，减少渣量、增大渣池单位容积功率、 提高冷却水温及缩短高温区向模壁的传热距离等都有利于渣壳变薄，改善表面成型。而在表 面凝固时造成原有渣壳过厚、钢水波动大，对渣壳热冲刷不均匀的因素，如电压过低、电流 过大时高温区过于集中、极间距过小，或因液渣上注时模壁挂渣过厚等都会使表面恶化。熔 铸过程中引起模壁附近温度突然变动的因素，如渣池水冷比表面突然增加、工艺参数突变等 往往会出现渣沟等缺陷。 影响模壁附近温度的因素很多，但最基本的是提高渣池本身的温度。应该注意到熔铸过 程中渣池内只有电流通过的那部分熔渣起到释放出电阻热的作用，而渣池本身提高温度也需 要吸收能量。根据渣池温度t渣和其吸热量Q渣的一般关系式： Q渣=m淹〔0固(t熔-t常)+入+C液(t注-t培) =V渣d渣〔C固(t熔一t常)+入+C液(t渣-t熔) 式中t常、t培分别表示渣的室温及熔化温度，其中O固、C液分别是固、液相的平均比热， 入是渣熔解热，凌是渣比重。上述各项，当渣组成不变时都是或都可近似看作是常数项。 m渣、V渣是所用渣的质量与体积，由此可得到： 40

那层 渣壳起 着护衬 与模壁 的 双重 作用 , 熔铸件表面 是在渣壳凝固区所构成的型腔 内形成 的 ( 见 图 8 ) 。 渣 壳 的厚薄 及均匀度也就决定了熔铸件表面 成型情况 。 同 时也 应注意 到渣 壳 与 通常的 耐火 炉衬与模 壁不同 , 经 化学分析渣壳 成分 与渣池 内部成 分 基本 一致 , 是熔 渣 流至 温 度处于 渣凝 固 点以 下 的水 冷壁 附近 时形成 的 。 熔铸区的渣壳内侧 面实际 上相 当于 熔渣 凝 固 点 的等温面 。 在渣 池 温度场 中温度为渣凝 固 点的位置 离水 冷器壁 愈远时渣 壳就 愈厚 , 相反愈近 时 渣壳 愈薄 。 当然渣组成 对渣壳厚度也 有影响 ( 图 9 ) , 还应 注意到事实上熔 铸区 内各处温 度业不均匀 一致 , 模 壁附 近 的温度往往随对该 处供 热及 散热 条件的变化而变化 。 因此 表 面成 型质量 根本上取决于 铸件表 面凝 固处 、 温度相 当于 渣凝 固点的位 置与 水冷模壁 间的距 离及 其 在熔铸过 程 中变动状况 。 电极 包明p / / / / 模 璧 引匀习洲刁! 2 水冷模壁 C a F : 军『 止- 一 { - . }{} 二 }! A I : O , ) i下 园}}} 山} 离棋壁 距 离 图8 熔铸件表面成 型 区渣钥 图9 模壁 温度场 与渣 组 成对 渣 充厚度的攀 响 状 态示 意图 O A : , O B : , O C : 分别是凝 固点为 S , 的渣在渣池 温度变化 曲线 A , B , C 时的渣壳厚度 , O C , 则是 凝固 点为 S : 的法在 C 曲线 条件下 的渣 壳厚 因此 提高 模壁 附近 温度的因素 , 如 提高输入 功率 , 减少 渣量 、 增 大渣 池单 位 容积功 率 、 提高冷却水 温及缩短高温 区 向模 壁的传热 距离等都有利于渣 壳变 薄 , 改善表面成 型 。 而在表 面凝 固时造成原有渣壳 过厚 、 钢 水波动大 , 对渣壳热冲刷不均匀的因素 , 如电压 过低 、 电流 过 大时 高温 区过于集 中 、 极 间距过 小 , 或 因液渣 上 注时模 壁 挂渣 过厚 等都会使 表面 恶化 。 熔 铸过程中引 起模 壁 附近 温度突然变动的因素 , 如渣池 水冷比表面 突然增加 、 工艺 参数突变 等 往往会 出现 渣 沟 等缺 陷 。 影响模 壁附近 温度的 因素很多 , 但最 基本的是提高 渣 池本身的温度 。 应该 注意 到熔 铸过 程 中渣池 内只有电 流通 过的 那部分 熔 渣起 到释放 出电 阻热的作 用 , 而渣 池 本身提高温度 也需 要 吸收 能量 。 根 据渣 池 温度 t法 和 其吸热 量 Q沈 的一般关系式 : Q 凌 二 m 法 ( J 固( t 熔 一 t 常 ) + 入+ 刀液 ( t 法 一 t 熔 ) 〕 二 V 凌 d 渣 ( 云固 ( t 熔 一 t 常 ) + 入+ 刃液 ( t 凌 一 t 熔 )〕 式中 t 常 、 t 熔 分别表 示 渣的室温及熔化温度 , 其中刃固 、 口液分 别是固 、 液相 的平 均比热 , 入是渣 熔解热 , d 凌 是 渣比 重 。 上述各项 , 当渣组成不变时都是或 都可近 似看 作是常 数项 。 m 渣 、 V 渣 是所用 渣的质量 与体积 , 由此可得到 :

Q渣 t渣<V液 即渣池温度取决于渣池单位体积积聚的热量。 又根据，渣池积聚的热量是供给渣池热量Q供和由渣池表面散热Q损综合作用的结果， 所以 Q渣=Q供-Q损 Q损：是由通过渣池向水冷模壁、熔池、电极端部和渣面的热辐射损失等组成，其中向水冷 模壁的热损尖最大。熔铸过程Q供只决定于单位时间内输入渣池电功率P,根据焦耳定律： Q供cP,Q供∝IU I,U,为炉内电流、电压 ,t渣∝Q渣/V渣∝(Q供-Q损)/V渣 c(P-Q损)/V渣∝Pv-qv 即渣池温度t渣随渣池单位容积功率值Pν的增加和渣池单位容积热损失值qv的降低而升高。 由 PVe" I av S极h渣 式中S液、h游一一分别是渣池面积与高度影 S极一电极面积， 一充填系数，电极与渣池面积比。 以往在讨论或汇总工艺参数及综合判断参数的资料中介绍了很多参数的选择，且往往提到渣 池断面功率P/S液值和电极电流密度I/S极值，而並不涉及到Pv参数〔8〕。但根据上式实际上 后者更能反映炉温高低及其对工艺参数的需要，因为前两者忽略了对炉温有重要影响的一些 参数，如h谈、V等，从而易出现判断上的偏差（如表10）。 (高) 0.5 Q 翼 5 5 铸模半径（堕米）一 07954 对0市o成药 济池断面！（厘米2）一 图10渣池单位体积功率Pⅴ与模半径及熔池断面积的关系 一单电极重熔实心锭时的曲线，b一双极串接熔铸空心件时的曲线 双

t , oc 熟V 法 即 渣 池温度 取 决于渣 池单位 体积积 聚的 热 量 。 又 根据 , 渣 池积 聚 的热 量是 供 给渣 池热 量 Q供 和 由渣 池表 面 散热 Q很 综 合作用的结果 , 所 以 Q凌 二 Q供 一 Q报 Q摄 : 是 由通过 渣 池 向水 冷模壁 、 熔池 、 电极端部和渣 面的热辐射 损失等组成 , 其 中向水冷 模 壁的 热损 失 最大 。 熔 铸 过程 Q供只决 定于 单位 时间 内输入渣 池 电功率 P , 根据 焦耳定律 : Q供 oc P , Q 供 oc I U I , U , 为炉 内电 流 、 电 压 .’ , t 注OC Q渣 / v 渣 OC ( Q 供 一 Q 报 ) / v 渣 oc ( P 一 Q很 ) / V 法 oc P v 一 q v 即渣池 温度t 渣 随 渣 池单位容积 功率 值P v 的增 加 和渣 池单位 容积热 损 失值 q v 的降低 而升 高 。 P v 一 v 面 一瓦蔺 1 a V 。 _ h竺法 S 极 h 渣 式 中 5 液 、 h 浓 — 分 别是渣 池面积 与 高度 , S 极 — 电极 面积 , a — 充填 系数 , 电 极 与渣 池面积 比 。 以 往在讨 论 或 汇总 工艺 参数及综 合判 断 参数的 资料中介绍了很多 参数的选择 , 且往往提到渣 池 断面 功 率 P / S 凌 值 和 电极电流 密度 I / S极 值 , 而 业不涉及 到 P v 参数 ( 8〕 。 但 根据 上 式实际上 后 者更 能反 映炉 温高低 及 其对工 艺 参数的需要 , 因为前两者 忽略 了对 炉温有重要影响的一些 参数 , 如 h 演 、 V 等 , 从而 易 出现 判断 上的 偏 差 ( 如 表 10 ) 。 ! 八.十么兴回椒\) 卜 翻烈璐浏并称彩牲d 铸 模 半径 ( 里 米 ) ;齐池 断 而 (厘米 . ) ; 一 单 图 电 1 极 0 重 渣 熔 池 实 单 心 位 锭 体 时 积 的 功 曲 率 P v 与模 半径 及熔 池一断 面 积 的 关 系 线 , b 一双 极 串接 熔铸空 心 件时的 曲线 李 知