电渣重熔高温合金渣系对冶金质量的影响

为控制Incoloy825合金中的Al、Ti含量,并减少电渣过程中氟化物的挥发。借助FactSage热力学软件,建立渣−金反应的热力学模型。设计出适宜控制Al、Ti含量的低氟渣系,探究了渣中组元与Al₂O₃和TiO₂活度比的关系,并通过高温渣–金平衡实验进行验证。结果表明：当渣中CaO和Al₂O₃含量增加,导致相似文献   

TiO2含量对于CaF2—Al2O3—CaO—MgO—TiO2五元电渣重熔渣系物性参数的影响

在电渣重熔含钛高温合金时, 加入Ti O₂可以抑制合金中钛的烧损.而渣系的物理性质关系着冶炼的平稳进行和产品的优良品质.本研究以Ca F₂-Al₂O₃-Ca O-MgO为基, 加入不同含量的Ti O₂, 设计了电渣重熔高温合金用五元渣系, 并研究了Ti O₂含量对渣系熔点、黏度、密度、光学碱度和电导率等物性参数的影响规律.结果表明, 熔点变化范围为1264¹296℃, 且随着Ti O₂含量增加, 渣相中低熔点相逐渐生成, 渣系的熔点逐渐降低;渣系中加入Ti O₂可以降低黏度, 且渣系黏度在高温段 (1350¹550℃) 受温度变化影响不大, 利于改善电渣重熔钢锭的表面成形质量;Ti O₂质量分数0⁹%范围内, 渣系电导率、光学碱度和密度随Ti O₂含量增多呈降低趋势, 且密度和光学碱度变化范围不大, 五组渣系都符合电渣重熔对密度和光学碱度的要求.     

GH33合金电渣重熔渣系的研究

采用CaF_2—Al_2O_3—TiO_2—Mgo四元渣系冶炼GH33电渣锭,解决了该合金长期以来存在的大晶粒、腐蚀带、中温低塑性和持久性能偏低间题,并从机理上进行了论述,进一步说明了该渣系的可行性。     

GH3030合金电渣重熔Al、Ti成分控制分析

对GH3030合金电渣重熔成Ф50mm钢锭，第1批试制生产电渣锭烧Ti增Al的主要原因进行了分析讨论，得出：在电渣重熔初期，渣中TiO2含量很低，而AlO3含量很高，为保持平衡常数KT为一定值，化学反应：3[Ti]＋2（AlO3）□4[Al]＋3（TiO2）向右进行，在钢锭下部[Ti]把渣中（AlO3）的（Al^3＋）还原成[Al]而进入钢中，使钢锭大头端Al成分不合格，为此采取向渣中加入一定量的TiO2粉，能使钢锭Al、Ti成分得到有效控制。     

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。     

Inconel 718高温合金电渣重熔热力学分析

基于离子-分子共存理论建立了计算电渣重熔Inconel 718高温合金过程中平衡Al和Ti含量的热力学模型.并讨论了Ca O-Si O₂-MgO-Fe O-Al₂O₃-Ti O₂-Ca F₂电渣重熔渣系成分变化时, 渣中各组元的活度、活度比值与炉渣成分的关系.与此同时, 研究了不同温度条件下, 镍基合金中平衡的Al和Ti含量与炉渣成分之间的关系.结果表明:冶炼温度升高时, 合金中平衡的Al含量随之升高, 而平衡Ti含量降低;渣中MgO和Ca F₂只起到调整炉渣物理化学性质的作用, 对控制镍基合金中Al和Ti元素烧损作用不大.     

GH136合金电渣重熔渣系的研究

本文论述了ＧＨ１３６合金电渣重熔过程，通过采取适当的渣制度以获得良好的钢锭表面质量及较为稳定的轴向化学成份，并探讨其机理。试验表明，采用试验用渣比以前沿用的二元渣系，显著提高钢锭的表面质量及轴向化学成份的稳定性。初步认为，试验用渣提高渣－金界面张力，渣中ＭｇＯ控制在５－１０％，能显著降低渣系熔点，ＭｇＯ还能降低渣中ＴｉＯ２活度系同时提高Ａｌ２Ｏ３，ｔＩ３ｏ５活度系数，起到间接保Ｔｉ的任用１。     

SiO2对抽锭式电渣重熔渣系物性参数的影响

抽锭式电渣重熔用渣系具有合适的物性参数,可保证工艺操作的平顺性和电渣钢优良的表面质量。采用半球法和旋转柱体法测定渣系的熔化温度特性和高温黏度,结合XRD、拉曼光谱仪对渣系的析出相与高温结构进行测定与分析,探究了SiO₂对抽锭电渣用CaF₂-CaO-Al₂O₃-MgO-SiO₂渣系的宏观物性参数和微观结构特征的影响规律。研究结果表明,随着w(SiO₂)增加,渣中低熔点析晶相CaF₂减少,高熔点析晶相Ca₂Al₂SiO₇、CaAl₄O₇增加,熔渣的半球点温度由1 559 K升高至1 589 K,渣系S2、S3的半球温度和流淌温度很接近,说明该渣系在共晶成分附近,高温稳定性较好;温度T不小于1 673 K时,熔渣黏度值随着w(SiO₂)增加而增加,温度T小于1 673 K时,熔渣黏度值随着w(SiO_2...     

电渣重熔中的脱氧热力学

 为了研究电渣重熔的脱氧制度,基于熔渣的离子分子共存理论,以模具钢和脱氧剂铝为研究对象,根据渣 金反应中各组元的质量守恒定律和热力学平衡定律,构建了电渣重熔中的脱氧热力学模型。模型结合试验得到了钢中各个合金元素的热力学平衡质量分数随脱氧剂铝添加量的变化关系,并依据模具钢的合金成分要求对脱氧剂铝的添加量进行了分析。结果表明,钢中硅、铝、锰和渣中氧化铝的平衡质量分数随着脱氧剂铝的增加呈升高的趋势,而渣中氧化硅、氧化铁、氧化锰呈降低趋势;考虑到模具钢中各个合金元素的成分要求,脱氧剂铝的添加量不宜超过1.7 kg/t(钢)。     

电渣重熔高温合金渣系对冶金质量的影响

 电渣重熔渣系的组成直接关系到高温合金的冶炼质量和表面质量。分析了高温合金电渣重熔渣系选择的基本要求和组成特点,确定了高温合金电渣重熔常用渣系的基本类型。通过研究高温合金电渣重熔渣系对冶金质量的影响可知：高碱度渣系具有较好的脱硫效果;为了降低渣料中的不稳定氧化物,应在使用前对萤石进行提纯;可以采用改变渣系组元和加入铝粉的方法,从而减少铝、钛等易氧化元素的烧损;选择低熔点渣系,可有效减少和避免含钛高温合金在电渣重熔过程中易出现的锭身表面渣沟、腰带缺陷、锭身分流眼等表面缺陷。提出的高钛低铝型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：CaF2 65%～70%、[Al2O3]12%～15%、[CaO]12%～15%、[MgO]3%～8%、[TiO2]2%～5%。高铝低钛型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：[CaF2]60%～65%、[A12O3]15%～20%、[CaO]15%～20%、[MgO]0～5%、[TiO2]0%～2%。     

GH136合金电渣重熔渣系的研究

本文论述了ＧＨ１３６合金电渣重熔过程，通过采取适当的渣制度，以获得良好的钢锭表面质量及较为稳定的轴向化学成分，并探讨其机理，试验表明：采用试验用渣比以前沿用的二元渣系（ＣａＦ２：Ａｌ２Ｏ３＝７０：３０）显著提高钢锭的表面质量及轴向化学成分的稳定性。初步认为，试验用渣提高渣－金界面张力：渣中ＭｇＯ控制在５～１０％，能显著降低渣系熔点，ＭｇＯ还能降低渣中ＴｉＯ２活度系数，同时提高Ａｌ２Ｏ３，Ｔｉ３Ｏ５     

Inconel718高温合金电渣重熔铝钛元素烧损热力学分析

 为了研究Inconel718高温合金电渣重熔过程中渣系各组元对合金中易氧化元素铝、钛的影响，以五元渣系CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2为基，通过分子与离子共存理论，根据渣金界面中各组元的平衡反应和物质守恒，建立了Inconel718高温合金电渣重熔过程中渣金界面铝、钛元素氧化反应的热力学模型。通过分析该模型并对模型结果进行渣金平衡验证试验，验证了模型的有效性。研究结果表明，渣中CaF2、MgO质量分数的变化对合金中铝、钛元素的影响很小；渣中Al2O3有烧钛增铝的作用，TiO2有烧铝增钛的作用，CaO能够抑制铝元素的烧损；能够有效减少Inconel718高温合金电渣重熔过程中铝、钛元素烧损的渣系配比为CaO质量分数为20%～25%、TiO2质量分数为4%～6%、MgO质量分数为1%～4%、CaF2质量分数为50%～60%、Al2O3质量分数为15%～20%。     

GH36A合金电渣重熔Mg含量的控制

本文根据文献热力学数据,导出了反应;
[Mg]%_F⁰+[O]%=MgO_(s)
的标准自由能变化ΔG°=-505009+145.03T,J.mol^-1(1780 ≤ T ≤ 2000°k)进而用热力学分析了GH36合金在含MgO或MgF₂渣系中电渣重熔合金中Si、Mn等成分对产生或保持合金中含有 ≥ 0.0020Wt%Mg的不可能性,提出了含Mg的GH36A合金电渣重熔时自耗电极中含有少量Al的必要性。研究了原始Al含量([Al]₀)、原始Mg含量([Mg]₀)以及熔渣成分对锭中Mg含量[Mg]的影响。当渣池温度为1690±10℃,0.32 ≤ [Al]₀ ≤ 0.62Wt%,0.0035 ≤ [Mg]₀ ≤ 0.0140Wt%,熔渣成分为0.10 ≤ N_MgO ≤ 0.30,0.05 ≤ N_{Al2O3 ≤ 0.21,NCaO ≤ 0.15范围,建立了GH36A合金电渣重熔控制[Mg]的关系式。
研究发现,含有适量的Mg、Al的GH36A合金可大幅度地提高合金在650℃,372.65×10⁶Pa的缺口、光滑持久寿命,消除合金缺口敏感性。}     

电热合金钢0Cr21Al6NbRE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=2 800 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·2Al₂ 0₃-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...     

GH2132合金电渣重熔渣系的研究

通过对GH2132合金电渣重熔过程中Ti成分受不同渣系(四元渣系)影响的试验，总结出现用渣系B比以前所用渣系A更为合理，能有效的控制Ti的化学成分、提高钢锭的表面质量、减小合金轴向Ti的成分波动。     

精炼渣组元对渣系物化性能和耐蚀合金中元素烧损的影响

在连铸流程生产Incoloy825耐蚀合金时,AOD精炼过程中精炼渣易与合金中Al、Ti元素发生反应造成氧化损失。因此,本研究在1 kg MoSi₂电阻炉中通过渣-金平衡试验考察了(CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-CaF₂-TiO₂)精炼渣系不同成分设计对Incoloy825合金Al、Ti氧化烧损的影响,并对渣系的熔点、黏度以及物相性质进行了分析。结果表明：增加SiO₂的含量能降低平衡时合金中Al、Ti的含量,Al₂O₃组元会造成烧钛增铝的现象,适量TiO₂可以降低Ti元素的氧化烧损。提高渣系中CaO、TiO₂含量能提高精炼渣熔点,渣中SiO₂、Al₂O₃及CaF₂的含量增加会导致熔点下降;高温下精炼渣的黏度变化小且有明显的温度转折点,属于短渣类型,转折温...     

Ce2O3对CaF2-CaO-Al2O3-MgO电渣重熔渣系熔化行为的影响

目前,采用电渣重熔(ESR,electroslag remelting)还原稀土渣是一种有效的稀土添加工艺,而稀土氧化物的加入势必会改变渣系熔化性质,进而影响ESR工艺顺行及稀土钢质量。基于分子离子共存理论(IMCT)建立了CaF₂-CaO-Al₂O₃-MgO-Ce₂O₃五元渣热力学模型,从热力学角度分析了渣中各组元对Ce₂O₃活度的影响规律。采用半球法测定了不同Ce₂O₃含量和w((CaO))/w((Al₂O₃))(C/A)条件下渣系熔点,结合SEM-EDS和XRD对渣系物相和微观形貌进行测试与分析。研究结果表明,当温度为1 873 K时,C/A、MgO、Ce₂O₃含量增加均增加渣系中Ce₂O₃的活度,且影响顺序为Ce₂O₃     

GH132合金重熔渣系对钛成分的影响及控制

本文采用如下二种渣系：Ａ：ＣａＦ２：Ａｌ２Ｏ３：ＭｇＯ：ＴｉＯ２＝７７：１０：９：４；Ｂ：ＣａＦ２：Ａｌ２Ｏ３：ＣａＯ：ＭｇＯ＝６０：２０：１０：１０，用于ＧＨ１３２合金重熔。实验结果表明；渣系Ａ对钢锭Ｔｉ成分不均匀性的控制好于渣系Ｂ，并且渣系Ａ也能获得与渣系Ｂ大致相同的表面质量。渣系Ａ进一步用于批量生产中也取得较好效果。     

渣成分对高温合金0Cr15Ni25Ti2MoAIVB电渣重熔Ti烧损率和钢锭表面质量的影响

试验分析了2．5t电渣炉使用4种成分熔渣重熔0Cr15Ni25Ti2MoAIVB合金时的Ti烧损率。试验结果表明，4种渣系中75％CaF2-15％Al2O3-10％CaO三元提纯渣的Ti烧损率最低，为7．0％，并且避免了70％CaF2-30％Al2O3的二元渣系重熔钢锭表面渣沟等缺陷。