Mn18Cr18N护环钢电渣重熔工艺的研究

通过对10t电渣炉电气特性的分析,确定了渣池输入功率最大时的临界电流值。理论分析了供电制度、电极直径、渣系和钢种对电渣重熔钢锭表面质量的影响机理。钢锭侧面凝固前沿位置即金属熔池具有无圆柱部分是判断电渣锭表面质量优劣的基本依据。工业试验和理论分析阐明了改善Mn18Cr18N电渣重熔钢锭表面质量的主要措施,并提出了合理的重溶工艺制度。     

电渣熔铸渣皮分层现象研究

研究电渣熔铸过程中渣皮的形成机理.通过电渣重熔钢锭渣皮逐层物化检测,提出在钢锭凝固过程中,在其上周缘存在"环形小熔池","小熔池"的形状和稳定性影响钢锭渣皮厚度和表面品质.采用过冷度大、熔点低的渣比过冷度小、熔点高的渣更易保证表面品质.     

电渣重熔体系内磁场的数学模拟

基于Ｍａｘｗｅｌｌ方程组及有关的电磁场理论，提出了更切合实际情况的电渣重熔体系内磁场的数学模型，并应用于结晶器直径２００ｍｍ的实验室重熔装置．对直径７６ｍｍ低碳低合金钢电极的重熔过程（３０００Ａ（有效值），ＣａＦ２＋３０ｍａｓｓ％Ａｌ２Ｏ３＋２０ｍａｓｓ％ＣａＯ渣系），结果表明，磁场强度的幅模在电极内沿端部锥体形成方向不断增大，至接近锥顶处达最大值，约为２．６×１０４Ａ／ｍ，此后在渣池、锭子熔池、液固两相区和固态锭子内沿轴向向下逐渐减小；沿半径方向，在电极和渣池内呈现一峰值，在液、固金属区内则单调增大至边界条件限定值．对在直径１４０ｍｍ的结晶器中以直径８０ｍｍ的电极和ＣａＦ２＋ＣａＯ＋Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ渣系生产高速钢（Ｍ２）锭的过程，以该模型估计的重熔体系渣池和金属熔池内磁场强度（幅模）的大小和分布与实测结果较相吻合．该模型可作为研究电渣重熔体系内熔体流动，传热和传质过程的基础．     

结晶器旋转对电渣钢锭中氧化铝夹杂的影响

设计了结晶器可旋转的电渣炉,并研究了不同的结晶器旋转速度对电渣钢锭中氧化铝夹杂物去除的能力。结果表明,当结晶器旋转速度为0~28 r/min时,随着结晶器旋转速率的增加,电渣钢锭中的氧化铝夹杂尺寸逐渐变小。其主要原因是结晶器的旋转促进了金属液滴尺寸的细化,扩大了金属液滴与渣池的接触面积,改善了渣-钢反应的动力学条件;同时渣池的运动也会带动金属液滴在渣池的运动,使金属液滴在渣池中运动路线更长,停留时间更长,能充分与熔渣反应,动力学条件更好。但是当结晶器旋转速度进一步增加至35 r/min,夹杂物的尺寸反而进一步增加,主要原因是过高的运动速度导致金属液滴及金属熔池的激烈运动,反而将熔渣带入钢液中,降低电渣重熔的精炼能力。     

新的电渣重熔技术

电渣重熔技术作为制造高质量钢的熔炼方法,已在世界上广泛应用。电渣重熔的主要炉型有结晶器固定式,结晶器移动式和钢锭下拉式三种。前者通常用于制造小断面钢锭,后两种近年来用于制造大断面钢锭。为了使高速钢等高质量工具钢在电渣重熔时达到内部质量均匀,尤其是碳化物的微细分布,     

电渣冶金法生产大型钢锭综述

介绍了采用电渣重熔、电渣焊接、电渣浇注和电渣热封顶法生产大型钢锭的工艺,并从钢锭质量、节能、成本等方面对比了上述4种方法的工艺特点.电渣重熔法生产的大型钢锭纯净度和组织均匀性较高,产品质量较好,但工艺设备复杂;电渣焊接法、电渣浇铸法和电渣热封顶法相比电渣重熔法,工艺和设备简单,能耗、成本较低,但产品质量较差.     

电渣熔铸钢锭微观组织的模拟研究

电渣熔铸中的工艺参数决定金属熔池的形状和微观晶粒的尺寸及取向,并最终影响熔铸钢锭的质量。本文采用元胞自动机法,借助MATLAB软件,对电渣熔铸钢锭微观组织进行数值模拟研究,同时研究了渣池温度、侧面换热系数、底部换热系数对熔池形状和晶粒取向的影响,为实际生产提供了理论依据。     

ИЗМЕНЕНИЯ ОКСИДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ ПРИ ЗЛЕКТРОШЛАКОВОМ ПЕРЕПЛАВЕ

制定了在电渣重熔时截取过渡过程金属熔滴的方法。研究了滾珠鋼电渣重熔过程中熔滴形成、通过渣层过渡、处于金属熔池等三个阶段鋼中氧化物夹杂的变化以及工作电压对重熔钢氧化物夹杂評級的影响,結果表明:电渣重熔过程中,氧化物夹杂的大量去除主要是由于强烈的渣鋼作用而非夹杂在金属熔池內的浮升;在一定范围內,提高工作电压导致重熔鋼氧化物夹杂評級降低。另外,作者根据重熔前后夹杂尺寸、成分及数量的显著变化,指出:在一定条件下,自耗电极中原始夹杂可基本去除,重熔鋼中的氧化物夹杂主要是金属熔池冷却結晶过程中新生成的。金属氧化程度及結晶条件对重熔钢純洁度具有决定性作用。     

电渣重熔过程中氧化物夹杂的变化

制定了在电渣重熔时截取过渡过程金属熔滴的方法。研究了滾珠鋼电渣重熔过程中熔滴形成、通过渣层过渡、处于金属熔池等三个阶段鋼中氧化物夹杂的变化以及工作电压对重熔钢氧化物夹杂評級的影响,結果表明:电渣重熔过程中,氧化物夹杂的大量去除主要是由于强烈的渣鋼作用而非夹杂在金属熔池內的浮升;在一定范围內,提高工作电压导致重熔鋼氧化物夹杂評級降低。另外,作者根据重熔前后夹杂尺寸、成分及数量的显著变化,指出:在一定条件下,自耗电极中原始夹杂可基本去除,重熔鋼中的氧化物夹杂主要是金属熔池冷却結晶过程中新生成的。金属氧化程度及結晶条件对重熔钢純洁度具有决定性作用。     

电渣重熔过程中渣池内的温度分布

在工业性设备上测定不同熔炼条件下电渣重熔过程中渣池内温度分布情况的结果表明,渣池内径向和轴向温度分布不均匀。径向由电极中心至结晶器壁,轴向由金属熔池/渣池界面至渣/气界面,温度逐渐降低。在靠近渣/气界面处,轴向温度变化剧烈。在一定的试验条件下,在电极圆柱表面至结晶器壁的1/2距离处,轴向温度分布可用下式表示: t=1675exp(-1.074/l),(5毫米≤l≤210毫米) 其中:t=渣温,℃;l=距渣/气界面距离,毫米。轴向温度差大于300℃,渣面温度低于1350℃。同时发现:渣池内存在着一个“高温区间”,其中温度分布较均匀,温差约为30℃;当结晶器对底水箱不绝缘或电流可以从结晶器壁流向钢锭时,由于渣/气界面温度升高,影响到氧的输入和化学反应物和生成物传递的加速,从而使高温合金中钛烧损值增加。