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。     

Incoloy825合金280mm×325mm电渣重熔坯抽锭工业试验

试验了Incoloy825合金电极(/%:0.01C,0.21Si,0.41Mn,0.007S,0.019P,22.33Cr,39.08Ni,3.04Mo,2.14Cu,1.17Ti,0.17A1)由3t中频炉+3t AOD冶炼,并经抽锭电渣重熔成280mm×325 mm坯(/%:0.01C,0.21~0.23Si,0.40Mn,0.005S,0.023~0.024P,22.48~22.50Cr,39.10~39.13Ni,3.05~3.07Mo,2.14~2.15Cu,1.00~1.10Ti,0.15~0.18Al)。试验表明,Incoloy825合金方坯抽锭电渣重熔过程中,由于Ti烧损,渣中TiO_2含量不断增加,熔渣的粘度也不断上升,导致钢渣不易分离。通过改进抽锭电渣重熔渣系配比,采用(/%)57CaF_2,15CaO,5MgO,15Al_2O_3,5SiO_2,3TiO_2渣系以及控制电极熔化速度680kg/h,重熔过程加0.43kg/t铝粒以控制Ti烧损,使Incoloy825合金铸坯表面质量明显改善。     

316L超低碳奥氏体不锈钢超细丝原料生产实践

采用1 t 3相有衬电渣炉-底吹氩精炼-铸φ90 mm棒-100 kg电渣重熔工艺流程成功地生产出满足生产φ0.018 mm超细丝洁净度要求的316L不锈钢原料（/%:≤0.03C、≤1.0Si、≤2.0Mn、≤0.035P、≤0.030S、16～18 Cr、12～15Ni、2～3Mo）。通过渣料为（/%）25CaF₂-25Al₂O₃-50CaO,3根纯铁自耗电极的熔炼过程逐步加铬铁、镍板和硅铁,获得要求的成分,并用AlSiMn合金和SiCa粉脱氧,底吹氩气搅拌,直接浇铸成φ90 mm铸棒,再经φ160mm电渣重熔炉精炼成100 kg锭。结果表明,电渣锭中总氧含量为（15～20）×10^-6,平均夹杂物含量为16.2个/mm²,95%夹杂物尺寸小于5μm,没有发现大于10μm的夹杂物,可满足生产超细不锈钢丝的要求。     

RH精炼渣系和脱硫剂对管线钢脱硫影响的实验研究

以钢厂90 t RH精炼过程管线钢37Mn(/%:0.37C、0.21Si、1.44Mn、0.010P、0.003 4S)脱硫优化为目标,在实验室用GL-2型高温管式炉对原工厂用渣系:50CaO-35Al₂O₃-7SiO₂-8MgO和脱硫剂:75.4CaO-20.1CaF₂及优化渣系:57CaO-25Al₂O₃-10SiO₂-8MgO和脱硫剂:70CaO-30CaF₂共17个方案进行管线钢脱硫试验。结果表明,57CaO-25SAl₂O₃-10SiO₂-8MgO精炼渣系和配合70CaO-30CaF₂脱硫剂使用对钢液的脱硫效果最好,并且当渣量为5kg/t,脱硫剂量为0.7 kg/t时,能使钢液中的硫含量降到10×10^-6。     

电渣重熔过程中渣系对NiCrMoV合金钢电渣锭洁净度的影响

针对NiCrMoV合金钢电渣重熔过程中Ti元素的烧损严重问题,通过实验室实验和热力学计算研究了不同渣系对电渣锭化学成分及夹杂物数量、成分和尺寸分布的影响规律。结果表明,电渣重熔后电渣锭中总氧含量明显增加,由自耗电极的15.1×10^-6增加至(31.3～42.1)×10^-6,夹杂物数密度增加至6.54～15.95个/mm²,而氮含量变化不大;采用渣系70%CaF₂-30%Al₂O₃和55%CaF₂-25%Al₂O₃-17%CaO-3%MgO时,电渣锭中Ti元素的烧损严重,夹杂物以Al₂O₃为主,渣相中添加一定量的TiO₂能较好地控制重熔后Ti的烧损,夹杂物类型主要由Al₂O₃、Al₂O₃-CaO-TiO₂、其他氧化物夹杂...     

耐蚀合金板材生产流程优化研究

通过抽锭电渣重熔工艺生产出厚度为200mm,宽度为1250mm,长度为3000mm的UNS N08825合金扁锭,扁锭直接轧制成100mm厚的板材。结果表明:电渣扁锭表面质量良好、化学成分合格、热塑性良好。耐蚀合金的板材生产流程省去了中间开坯工序,优化了生产流程。     

大宽厚比扁钢锭的锭型设计和61tQ345B钢扁锭的生产实践

对国内外扁钢锭的宽厚比进行了分析,并得出宽厚比对扁锭质量的影响。研发了60 t大宽厚比扁钢锭模和大型水冷模铸装备。对EAF-LF-VD冶炼Q345B钢(/%:0.19C,0.36Si,1.39Mn,0.010P,0.003S)浇铸成61 t扁锭(宽3 070 mm,厚1 022 mm,宽-厚比3.0,浇铸温度1 580℃),并轧成220 mm特厚板。探伤和取样试验结果表明,钢锭质量优良,钢板屈服强度348~373 MPa,抗拉强度562~588 MPa,-40℃冲击功40.76~88.80 J,延伸率17.00%~28.50%,Z向断面收缩率33.79%~60.88%,晶粒度8~9级,达到标准要求;钢板探伤性能达到JB/T4730-2005Ⅰ级探伤要求。工业试验表明,大宽厚板扁钢锭水冷模铸技术具备为高品质特厚板提供坯料的能力。     

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。     

825合金抽锭式快速电渣重熔锭表面质量和Ti烧损的控制

825高温合金325 mm×280 mm电极(/%:〈0.01C,0.21Si,0.40Mn,0.020P,0.003S,22.5Cr,39.1Ni,3.0Mo,2.1Cu,1.17Ti,0.17Al)经气体保护抽锭式快速电渣重熔成160 mm×160mm 1.8t电渣锭。试验研究了CaF_2-CaO-Al_2O_3基础渣加TiO_2,TiO_2-MgO或TiO_2-SiO_2以及熔速(300~500 kg/h)对825合金重熔锭表面质量和Ti烧损的影响。结果表明,渣中含少量SiO_2的CaF_2-CaO-Al_2O_3-TiO_2-SiO_2五元渣系,重熔速率为400 kg/h时,可以明显改善825合金电渣锭的表面质量,同时可以抑制Ti的烧损。     

电弧炉返回法冶炼Crl3型不锈钢工艺优化实践

通过提高返回比并使炉料小型化,控制冶炼过程开始吹氧温度、升温速度和终点温度,将高熔点、低碱度渣系优化为CaO/SiO21.4～2.5的高碱度、低熔点的45.6～53.6 CaO-21.6～32.0 SiO₂-3～13 Cr₂O₃-5～10MgO-5～10 Al₂O₃-0～5 CaF₂复合渣系,以及采取合理的供电制度等工艺措施,使不锈钢冶炼时间缩短30 min/炉,电耗降低75 kWh/t,电极消耗降低1.89 kg/t,炉龄提高64次,渣中Cr₂O₃含量降低到6%～12%。     

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%。     

电渣重熔工艺对孪晶诱发塑性(TWIP)钢冶金质量的影响

根据TWIP钢裂纹敏感性强和高洁净度要求,通过分析和计算,采用65CaF₂-25Al₂O₃-10CaO渣,AOD精炼的2根0.6 m直径7.3 t电极(/%:0.03C,2.75Si,25.13Mn,0.019P,0.002S,2.50Al),重熔14 t TWIP钢电渣锭(/%:0.03C,2.88Si,24.71Mn,0.021P,0.007S,2.98Al)。检验结果表明,重熔后钢中夹杂物乎均尺寸减少36.4%,夹杂物总量降低46.7%;电渣时应采用氩气保护以减少钢中Al、Mn的烧损。     

电渣重熔渣系对GCr15轴承钢洁净度的影响

针对目前在电渣重熔(ESR)GCr15轴承钢D类夹杂物超标问题,设计不同渣系,并分别借助Factsage软件和经验公式计算了渣系的熔化特性、黏度、电导率等物性参数,采用实验室渣金平衡实验及现场2.5 t电渣重熔实验分析得出：最优ESR渣系为55CaF₂-25Al₂O₃-15CaO-5MgO。使用新渣系平均全氧含量较传统渣系降低41.98%,并且能够降低电渣锭不同位置的全氧含量;对于1～5μm夹杂物个数较原始渣系下降了31.25%。通过渣系对夹杂物调控,改善了GCr15轴承钢中D类夹杂物,评级级别可达到0.5级,能够更好地“净化”电渣锭。     

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。     

叶片钢1Cr12Ni2Mo2VN 1.1 t 电渣锭重熔工艺的优化

叶片钢1Cr12Ni2Mo2VN电极坯母材（/%:0.10C,0.24Si,0.81Mn,0.013P,0.002S,11.75Cr,2.63Ni,1.70Mo,0.32V,0.033N）的生产流程为30 t EAF-VOD-LF-2.67 t铸锭-退火-Φ250 mm锻坯。通过将ANF-6二元渣改成高纯度、低杂质NEUD06预熔四元渣,平均熔速由5.27 kg/min降低至3.5~4.0 kg/min等工艺措施,成功地生产出Φ430mm叶片钢1Cr12Ni2Mo2VN电渣锭（/%:0.10~0.12C,0.75~0.86Mn,0.21~0.24Si,0.011~0.014P,0.0001S,11.76~11.82Cr,2.54~2.61Ni,1.63~1.71Mo,0.31~0.32V,0.039N）。检验结果表明,电渣锭的组织为马氏体+0.5%~1.5% δ-铁素体,非金属夹杂物总和为1.5~2.0级,[O]15×10^-6~17×10^-6,[H]1.24×10^-6~1.47×10^-6,保证了电渣钢的质量。     

氩气流量、渣系和加Al粉对1Cr21Ni5Ti钢保护气氛重熔锭[Ti]的影响

生产试验了氩气流量（15~45 L/min）,三元（/%:63CaF₂,27Al₂O₃,10CaO）、四元（/%:53CaF₂,22Al₂O₃,20CaO,5MgO）和五元（/%:50CaF₂,22Al₂O₃,20CaO,5MgO,3TiO₂）渣系和重熔过程加Al粉对3 t保护气氛重熔1Cr21Ni5Ti钢锭[/%:0.09~0.14C,≤0.80Mn,≤0.80Si,≤0.025S,≤0.035P,4.8~5.8Ni,20~22Cr,5×（C-0.02~ 0.65Ti]中[Ti]的影响。结果表明,增加氩气流量,采用五元渣系和重熔过程均匀加入Al粉可使重熔锭平均钛的烧损△[Ti]≤0.15%。采用优化工艺在6 t保护气氛电渣炉,填充比0.58,电流12 500~13 500 A,电压40~43 V,,氩气流量30 L/min,重熔1Cr21Ni5Ti钢的结果表明,电渣锭成分稳定,C含量0.090%~0.091%;Ti含量0.46%~0.52%。