CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-MgO五元渣的表面张力及其在镍基合金电渣重熔的应用

试验研究了五元渣（/%:50~65CaF₂,6~15CaO,18~30Al₂O₃,4~10SiO₂,1~7MgO）的组元含量、熔渣温度（1330~1463℃）对表面张力的影响。结果表明,随熔渣温度升高,其表面张力下降,1463℃五元渣的表面张力为0.372~0.418 N/m。60CaF₂-15CaO-6SiO₂-18Al₂O₃-5MgO具有较低的表面张力（0.375 N/m）,较好的流动性和低粘度值。3 t电渣炉熔炼镍基合金Inconel 600和625的工业应用结果表明,电渣锭成分均匀,[O]≤20×10^-6,[N]≤50×10^-6,平均电耗从原ANF-6渣重熔的1933 kWh/t降至1 326 kWh/t。     

CaF2-Al2O3-MgO-CaO电渣重熔渣系成分与性质演变行为

电渣重熔过程熔渣成分变化使其性质发生改变，将影响重熔工艺顺行和铸锭质量。针对CaF₂-Al₂O₃-MgO-CaO电渣重熔渣系，研究氟化物挥发导致的熔渣成分变化规律，分析随成分变化熔渣结晶行为及流动性质的演变规律。研究结果表明，在电渣重熔过程因氟化物挥发造成熔渣中CaF₂和Al₂O₃含量下降，CaO含量上升，而MgO含量基本保持不变。随熔渣成分变化，渣层中析出的CaF₂晶体由点状或球状变为块状或条状，MgO·Al₂O₃晶体由球状变为树枝状，作为主要析出相的铝酸钙晶体由CaO·6Al₂O₃变为CaO·2Al₂O₃并最终变为12CaO·7Al₂O₃。生产中结晶器上部的渣皮更易发生分层结晶现象，析出相中靠近熔池侧主要为CaF₂晶体，靠近结晶器侧主要...     

电渣重熔过程ANF-6渣Al2O3选分结晶对渣皮成分和组织的影响

分析和检测了MC5钢7.6 t锭总渣量310 kg ANF-6渣系（/%:69.14CaF₂,29.51Al₂O₃,0.54CaO,0.83SiO₂）电渣重熔（ESR）过程中渣头、渣皮形成过程、成分和结构。结果表明,ESR后渣中CaF₂和Al₂O₃含量明显降低,CaO、SiO₂含量明显增高;ESR渣皮最外层是急冷层,中间层是选分结晶层,Al₂O₃含量明显高于初始值,第3层是共晶层;渣皮在不同高度的平均成分存在明显差异,其中中部渣皮Al₂O₃含量明显高于初始值。     

核电用超纯奥氏体不锈钢316H电渣重熔氢含量控制

为研究电渣重熔过程氢含量控制影响因素，电渣重熔生产Φ590 mm电渣锭时试验了4种不同组成的电渣渣系，同时电渣重熔过程配合氩气保护。通过试验不同渣系组成及不同氩气流量下保护气氛，最终确定电渣重熔在w(CaF₂)∶w(Al₂O₃)∶w(CaO)=60%∶30%∶10%组成渣系下，采用40 L/min的氩气流量控制，可使Φ590 mm电渣锭成品氢含量控制在5×10^-4%以下。     

酸性渣SiO2含量对电渣重熔S-Pb-Te易切削不锈钢冶金质量的影响

通过500 kg保护气氛电渣炉试验研究三元渣（/%:65CaF2,25Al2O3,5SiO2）、四元渣（/%:55CaF₂,20Al₂O₃,20SiO₂,5CaO）和五元渣（/%:45CaF₂,20Al₂O₃,25SiO₂,5CaO,5MgO）对S-Pb-Te易切削不锈钢（/%:1921 Cr,1.52.5Mo,0.10.3Pb,0.250.40S,0.030.10Te）电渣锭冶金质量的影响。结果表明,四元渣和五元渣S收得率较三元渣高;三元渣Pb收得率相对较高;3种渣系Te收得率无明显差异;含SiO₂为25.0%的五元渣系,所重熔的S-Pb-Te易切削不锈钢电渣钢锭小头和大头S、Pb和Te偏差最小,分别为△S 0.03%、△Pb 0.02%和△Te0.028%,且电渣钢锭表面质量良好。     

GH2132合金2t 电渣锭重熔工艺改进

GH2132合金（1.90%～2.30%Ti）重熔过程中Ti烧损量大（Δ[Ti]0.37%～0.57%）,重熔中、后期钢中Ti含量仅为1.83%～1.89%。通过采用（%）CaF₂:Al₂O₃:CaO:TiO₂=75:15:5:5渣系替代原CaF270%+Al₂O₃ 30%渣系,控制渣中不稳定氧化物（SiO₂+FeO）≤0.6%、冶炼过程熔速控制从原6.1～6.3 kg/min降至5.3～5.6 kg/min等工艺措施,电渣锭各部位的Ti含量为2.06%～2.21%,Ti烧损量Δ[Ti]降至0.19%～0.34%。电渣锭锻造开坯后取样对夹杂物进行检验,发现通过工艺调整后夹杂物也有明显改善效果,D类细系夹杂物控制在0.5级以下,符合供货要求。     

CaF2-CaO-Al2O3-MgO电渣渣壳结构及其形成机制

为进一步明晰电渣渣壳凝固过程，结合H13钢固定式结晶器电渣重熔工艺，通过扫描电镜和能谱分析解析了工业CaF₂-CaO-Al₂O₃-MgO电渣渣壳结构及其形成机制。结果表明，受电渣凝固过程相析出行为和渣壳径向传热行为的共同控制，从外(结晶器侧)到内(电渣锭侧),电渣依次生成激冷层、柱状晶区、细小等轴晶区、粗大等轴晶区和二次凝固区5层结构，其中激冷层由玻璃相和CaF₂相组成，柱状晶区、等轴晶区和二次凝固区均由CaF₂、CaO·2Al₂O₃和MgO·Al₂O₃三相组成；从激冷层到粗大等轴晶区，CaF₂相比例降低，MgO·Al₂O₃相比例升高，从粗大等轴晶区到二次凝固区，二者的变化趋势相反。研究结果对于优化电渣成分和电渣重熔工艺具有指导意义。     

CaF2-Al2O3-CaO渣系电渣重熔过程形成的渣皮结构及成分

分析了9.5 t热作模钢H13重熔锭在380 kg 60CaF₂-30Al₂O₃-10CaO三元渣的重熔过程中渣头和渣皮的结构和成分。结果表明,电渣锭生产过程的渣皮呈现明显的分层结构,自外侧向内,依次为急冷层、氧化铝析出层和内部返熔层;渣头中CaF₂含量普遍低于初渣值,而渣皮中CaF₂含量高于初渣值;铝氧化物在渣头外缘比重最高;重熔后渣的氧含量明显高于初渣。     

氩气保护对电渣重熔气阀钢NCF3015铝钛烧损的影响

气阀钢NCF3015 Φ280 mm×1700 mm电极（/%:0.03～0.08C,13.5～15.5Cr,30～33.5Ni,1.7～2.1Al,2.4～2.9Ti,0.65～0.80Mo,0.65～0.80Nb,0.002～0.006B）经全同轴式惰性气体保护电渣重熔成Φ340 mm0.80 t电渣锭。在使用三元预熔渣70CaF₂-15Al₂O₃-15CaO以熔速为4 kg/min的全氩气保护条件下,试验了气阀钢NCF3015电渣过程中Al、Ti烧损的烧损量及Si的变化情况和脱S率,并阐述了机理。结果表明,Al相对Ti是主要的烧损元素,Al的平均烧损量为-0.071%,Ti的平均烧损量为-0.035%。从底部至顶部Al,Ti的烧损都逐渐减小,与常规电渣重熔烧损率相比,氩气保护对减小Al,Ti的烧损作用显著。Al、Ti的烧损导致重熔初期Si含量略增。该渣系有一定的脱硫效果,平均脱S率36.7%。     

组分对100 t LF高碱度精炼渣粘度和TC80钢脱硫的影响

试验研究了组分对碱度3~5的LF精炼渣(/%:37.5~54.8CaO,9.8~18.2SiO2,20~30Al2O3,4~10MgO,3~10CaF₂)粘度的影响。结果表明,CaF₂和Al₂O₃对渣粘度影响较大,碱度和MgO对粘度影响较小。随着CaF₂含量的增加,渣粘度先降低后增加;随着Al₂O₃含量的增加,渣粘度逐渐降低。渣中Al₂O₃含量为20%,CaF₂≥6%或渣中Al₂O₃含量为25%,CaF₂≥3%时,1500℃渣的粘度值低于0.5 Pa.s。试验得出粘度较优组分为4~5R,25%~30%Al₂O₃,6%~10%MgO,3%~6%CaF₂。100 t LF精炼TC80钢生产试验表明优化后精炼渣将钢水中的硫由0.020%脱至0.005%以下,脱硫率从优化前的72%提高至84%,LF精炼终点平均T[O]为14×10^-6。      

Fe-20Cr-5Al不锈钢加稀土元素La合金化工艺对La收得率的影响

研究了50kg真空感应炉+电渣重熔工艺冶炼Fe-20Cr-5Al不锈钢(/%:0.004~0.006C,0.18Si,0.08Mn,20.25~20.28Cr,5.06~5.17Al)时的加La合金化方法对La回收率的影响。结果表明,采用真空感应炉熔炼(VIF)Fe-20Cr-5Al母合金+稀土氧化物La₂O₃(/%:50CaF₂-20CaO-30La₂O₃)电渣重熔(ESR)La合金化时,钢中La的平均含量为0.003%,加稀土氧化物电渣重熔La合金化不明显;真空感应炉母合金La合金化(含0.38%La)+70%CaF₂-30%Al₂O₃电渣重熔后钢中平均La含量为0.066%;真空感应炉母合金La合金化(含0.34%La)+50%CaF₂-20%CaO-30%La₂O₃电渣重熔后钢中平均La含量为0.032%,说明含La母合金在电渣重熔过程La烧损较大,但30%Al₂O₃较30%La₂O₃更有利降低母合金在电渣重熔过程中La的烧损。     

电热合金钢0Cr21A16NbRE电渣重熔用渣的研究

研究了电热合金钢OCr21A16NbRE电渣重熔用渣70%CaF₂-25%Al₂O₃-5%CaO在正常重熔制度下（A=2800 A,V=30 V）液态炉渣自然冷却与经过渣钢反应后冷却至固相渣的各部位成分与物相,分析了钢液中稀土元素的烧损。结果表明,液渣冷却的固相中不含稀土元素,其成分点位于CaF₂-CaO·2Al₂0₃-Ca0·6Al₂0₃组成的子三角形内,各层化学成分和物相不同,但以CaF₂为主。炉渣经渣钢反应后可分为五层,颜色、物相各不相同;CaF2含量最高部位在上两层,Al₂O₃含量从无到有逐层升高;各层均检测到稀土氧化物,中间层及最底层（钢液滴落处）含量较高,稀土相中以铈镧的铝酸盐（Ce,La）x（AlO₂）y为主相,该相结构致密硬度高。计算表明,在中下层区域,炉渣氧化性较强,钢中稀土元素主要在此部位被氧化。增加渣中Y₂0₃量有利于提高电渣锭中稀土元素Y的含量。     

碳铝顶渣改质剂在低碳钢生产中的应用实践

钢包顶渣的改质是防止钢水二次氧化、钢液深度脱氧、优化钢液和夹杂物去除的重要工艺方法。120 t转炉+LF +板材生产线生产低碳铝镇静钢SPHC和330CL时,LF精炼采用碳铝改质剂(/%: ≥35Al₂O₃,15~30C,5~15Al, ≤5SiO₂,6 ~12CaF₂ )较无碳改质剂 (/%：40~ 60Al₂O₃, ≥20A1,2~ 10CaO,≤10SiO₂)钢水增氮量从0.000,5% ~0.0015% 降至≤0.001%,脱硫率从40%增至45%。     

高氮双相不锈钢6.2 t扁锭电渣重熔的工艺实践

2205双相不锈钢6.2 t 200 mm×1250 mm扁锭（/%:0.015~0.016C,0.15~0.16Si,1.35~1.39Mn,0,005~0.006S,0.023~0.024P,22:78~22.95Cr,5.40Ni,3.15~3.17Mo,0.193~0.194N）由20 t双极串联抽锭电渣重熔炉生产。通过采用50CaF₂-19Al₂O₃-19CaO-6MgO-6SiO₂液态熔渣,控制抽锭速度12 mm/min,电极熔化速度1100~1200 kg/h等工艺措施,扁锭表面质量良好,表面修磨量≤3 mm,满足轧制要求。     

核电用超纯316H奥氏体不锈钢锻件的质量控制

通过对成分计算、熔炼工艺和电渣渣系分析、均质化退火工艺试验等方法,对20 t EAF-AOD-LF-VD- Φ430 mm电极Φ 590 mm ESR锭-均质处理 Φ310 mm锻材流程生产的核电用钢超纯316H工艺进行研究。当成分 (/%)满足 0.042 - 0. 047C, ≤0. 55Si, 1.60-1. 80Mn,17.00 -17. 30Cr,12. 20 ~ 12. 40Ni,2. 50 ~ 2. 60Mo, ≤ 5 x 10^-6 H,≤ 30 x 10^-6 O, 0. 055 - 0. 070N 时,将 Φ430 mm 电极釆用 CaF₂ ： Al₂O₃: CaO = 60% : 30% : 10% 渣系电渣成 Φ590 mm锭,在1 200 ~ 1 250℃ 经过30 h均质化处理后,能够生产出符合标准的产品,实物夹杂物级别为A,C 0 级,B_细 0.5级 B_粗 0级,D_细1.0级,D_粗0~0.5级,Ds (0-0.5)级;铁素体含量≤ 0.5%。