Discusión sobre las Medidas de Control de Calidad en la Superficie de los Lingotes de Electricidad

Discusión sobre las Medidas de Control de Calidad en la Superficie de los Lingotes de Electricidad

En los últimos años, el mercado de piezas fundidas y forjadas de alta gama ha crecido rápidamente, y la demanda de forjados de alta calidad ha aumentado significativamente. Sin embargo, el uso de métodos convencionales de fundición y colada para la fabricación de forjados de alta gama (como tuberías de fluctuación, anillos de tipo 18-18, acero resistente al desgaste H13, etc.) ha llevado a una acumulación de inclusiones y una severa segregación de componentes, dificultando la garantía de la tasa de calidad del producto. La compañía Deyang Double (Deyang) Heavy Equipment Co., Ltd. ha equipado un horno de escoria de 15t y un proceso de remelting correspondiente, lo que puede mejorar efectivamente la pureza del metal líquido y la calidad de solidificación, cumpliendo con los requisitos técnicos especiales para aceros de alta calidad. Para obtener una mejor calidad de los lingotes de escoria, se realizó una gran modificación en el horno de escoria de 15t en 2018, que involucró principalmente la mejora del sistema de control mecánico y eléctrico, así como la actualización del sistema de escoria de mezclas binarias a escoria binaria de pre-fusión. En combinación con los nuevos equipos y los requisitos del nuevo sistema de escoria, se exploraron y desarrollaron los procesos de formación y remelting para garantizar la calidad de la superficie de los lingotes de escoria.

1. Introducción al Horno de Escoria de 15t

1.1 Características Técnicas del Horno de Escoria de 15t

1. Durante la formación de gotas en el extremo del electrodo consumible y en la fase de caída de las gotas a través de la piscina de escoria, hay un contacto completo entre el metal y la escoria, lo que permite que las inclusiones no metálicas sean absorbidas por la escoria.
2. El metal líquido se solidifica bajo la cubierta de la piscina de escoria; antes de la solidificación, la piscina de escoria y el baño de metal actúan como aislantes y compensadores de contracción, resultando en una estructura densa, una composición uniforme y sin porosidad o cavidades, con diferencias mínimas en las propiedades mecánicas del forjado en ambas direcciones; la piscina de escoria ascendente forma una capa delgada de escoria en la pared del cristalizador, que no solo proporciona una superficie lisa al lingote de acero, sino que también actúa como aislante y aislante térmico, permitiendo que más calor se conduzca hacia abajo, favoreciendo la cristalización direccional de abajo hacia arriba, lo que reduce la segregación de la composición del lingote.
3. El horno de escoria de 15t es un horno de escoria de doble brazo alternante, que permite un control constante de la velocidad de fusión durante el proceso de remelting, asegurando un proceso de fundición estable y pequeñas fluctuaciones en la corriente; los parámetros clave de remelting, como temperatura del agua, presión, corriente y voltaje, se pueden mostrar con precisión en la computadora de control industrial, facilitando ajustes en tiempo real; el sistema de pesaje del tanque inferior tiene alta precisión; según los requisitos del material, se puede instalar una cubierta de gas protector adicional.

1.2 Introducción a la Calidad de la Superficie del Lingote de Escoria

Los indicadores de calidad de la superficie del lingote de escoria incluyen la ausencia de surcos evidentes, especialmente en la parte inferior y en la posición del electrodo intercambiable; el proceso de remelting debe ser estable, con pequeñas fluctuaciones en la corriente y una velocidad de fusión constante.

2. Control de Calidad de la Superficie del Lingote de Escoria

El control operativo del horno de escoria de 15t, la selección de escoria de pre-fusión, el método de formación de escoria por arco y la determinación de los parámetros eléctricos durante el proceso de remelting son factores que afectan la calidad de la superficie del lingote de escoria.

2.1 Control Operativo del Horno de Escoria de 15t

En cuanto al control operativo del horno de escoria de 15t, se continúa capacitando al personal mecánico y eléctrico en el sitio, familiarizándolos con el funcionamiento de los mecanismos, la interfaz del sistema informático y los métodos para establecer los parámetros eléctricos.

2.2 Selección de Escoria de Pre-Fusión

La selección de la escoria de pre-fusión se considera principalmente desde la perspectiva de mejorar la calidad del lingote de escoria, ya que la escoria de pre-fusión tiene un punto de fusión y un contenido de humedad más bajos que la escoria de mezcla anteriormente utilizada, evitando el colapso de escoria durante el proceso, lo que facilita la operación. Sin embargo, se deben seguir explorando los parámetros eléctricos para la escoria de pre-fusión. Se sugiere que se instale una placa de acero grande en el tanque inferior para protegerlo. Actualmente, se utiliza escoria de pre-fusión 7-3 (ver figura 1) para la formación de escoria por arco.

2.3 Método de Formación de Escoria por Arco

El método de formación de escoria por arco es crucial para la calidad y composición del fondo del lingote de escoria. Se realizaron tres ajustes al método de formación de escoria por arco.

2.3.1 Opción 1
Se coloca una gran placa de acero en el tanque inferior; se utiliza un agente de arco y electrodos metálicos desechados para formar escoria por arco; se completan los materiales de escoria en 50 minutos; la corriente y el voltaje se ajustan gradualmente según la curva, ingresando a la fase normal de remelting en 1.5 horas. Según los resultados de las pruebas térmicas, se observó daño en el fondo; la escoria de pre-fusión se utilizó y se formó bien en la parte inferior del lingote de acero; el uso de la gran placa de acero mostró efectos notables, sin daños en el tanque inferior.

2.3.2 Opción 2
Se coloca una gran placa de acero en el tanque inferior; se utiliza un agente de arco y electrodos metálicos desechados para formar escoria por arco; siguiendo la recomendación de los expertos, se pre-colocan 3 bolsas de escoria de pre-fusión para asegurar un suministro adecuado alrededor del arco, sin cubrir el agente de arco; se completan los materiales de escoria en 50 minutos; al principio, se reduce un poco la corriente eléctrica, y al finalizar la adición de escoria no debe superar 10 escalones a 10000A, la corriente y el voltaje se ajustan gradualmente, ingresando a la fase normal de remelting en 1.5 horas. Según los resultados de las pruebas térmicas, la condición del fondo fue buena, la parte inferior del lingote se formó correctamente y el tanque inferior no sufrió daños; sin embargo, los resultados de las muestras del lingote de acero mostraron una dilución en la composición de la parte inferior, lo que se atribuye a la fusión de la gran placa de acero en el baño, causando dilución de la composición. Por lo tanto, para garantizar este indicador fundamental de composición del lingote de escoria, se debe eliminar la gran placa de acero.

2.3.3 Opción 3
Se utilizan un agente de arco y electrodos metálicos desechados para formar escoria por arco; se pre-coloca escoria de pre-fusión; se controla el tiempo de adición de escoria en 45 minutos; después de eliminar la gran placa de acero, el fondo del lingote y el tanque inferior están en contacto directo, lo que requiere un mejor control de los parámetros eléctricos para evitar el desgaste del tanque inferior. Al finalizar la adición de escoria, no debe exceder 10 escalones a 10000A; después de la adición, se aumenta a 1-2 escalones, 15000A, y se mantiene la fusión; una vez completada la fusión, se eleva la corriente a la corriente normal de remelting; después de eliminar la gran placa de acero, la intensidad de enfriamiento del fondo aumenta, por lo que, a sugerencia del departamento técnico, se planea reducir el flujo de agua de enfriamiento del tanque inferior en un 20%. Según los resultados de las pruebas térmicas, la condición del fondo fue buena, la parte inferior del lingote se formó correctamente (ver figura 2), y el tanque inferior no sufrió daños; la composición del lingote también fue adecuada. Por lo tanto, este método de formación de escoria por arco es apropiado para la escoria de pre-fusión 7-3.

2.4 Determinación de los Parámetros Eléctricos durante el Proceso de Remelting

Se han explorado experiencias operativas relevantes para la determinación de los parámetros eléctricos durante el proceso de remelting:

1. En la fase final de la formación de escoria, se eleva el voltaje al límite superior del voltaje normal de remelting y la corriente al límite inferior de la corriente de remelting para asegurar que la escoria se fusione completamente y facilitar la transición del proceso de formación de escoria a remelting.
2. Una vez que la escoria esté completamente fundida, se eleva la corriente al límite medio de la corriente normal de remelting, comenzando el remelting normal. Cuando el peso del lingote es superior a 2.5t, se ajusta el voltaje según la velocidad de fusión para evitar la aparición de surcos evidentes en la entrada de agua.
3. Durante todo el proceso de remelting, se debe prestar atención a la temperatura de la escoria y a los cambios en la velocidad de fusión (ver figuras 3 y 4), ajustando razonablemente los parámetros eléctricos según la situación para mantener una velocidad de fusión estable, una buena temperatura de escoria y sin arcos visibles.
4. El tiempo del proceso de intercambio de electrodos debe ser corto; antes del intercambio, la posición del operador debe ser precisa y debe ser coordinado por el líder del turno (ver figura 5); al finalizar el intercambio, se eleva el voltaje al límite superior de la corriente de remelting y se reduce la corriente al límite inferior de la corriente de remelting, para aumentar rápidamente la temperatura de la escoria y asegurar que no aparezcan surcos en el punto de intercambio.

3. Conclusión

Durante el año 2023, tras implementar las medidas relacionadas con la formación de escoria por arco y la determinación de parámetros eléctricos, se produjeron aproximadamente 1500t de pequeños lingotes de escoria, como tuberías de fluctuación. Según los resultados de los lingotes de escoria tras el desmoldeo, la composición fue adecuada y la calidad de la superficie en la parte inferior y en otras áreas fue buena (ver figura 6).