电渣重熔过程中氢含量的控制

 电渣重熔钢锭中的氢主要来源于自耗电极中的原始氢、电渣重熔用渣料带入的水分及其水合物和电渣重熔过程中气氛中的水分,所以为了有效地控制电渣锭中的氢含量,必须对制造自耗电极的原始钢水进行脱气处理,严格烘烤电渣重熔用渣料以及降低电渣重熔过程中气氛中的水分压。     

电渣重熔锭ANF-6熔渣渣皮形成的分析

在 16 0kW ,Φ10 0mm× 35 0mm结晶器电渣炉对 4 5钢 2 6 0kg锭重熔过程中形成的 5mm厚ANF 6熔渣 (70 %CaF2 +30 %Al2 O3 )渣皮成分和岩相分析表明 ,渣皮有分层现象 ,靠近结晶器一侧和靠近电渣锭一侧渣皮中的Al2 O3 含量较高 ,为 6 9 2 4 %～ 75 6 2 % ,CaF2 为 2 1 4 6 %～ 2 8 36 % ,渣皮中心 3mm处Al2 O3 含量仅为15 84 % ,CaF2 含量为 81 0 6 %。提出重熔锭上周缘形成“环形小熔池”的熔渣凝固机理 ;采用过冷度大 ,熔点低的熔渣所重熔的电渣钢锭的表面质量比采用熔点高、过冷度小的熔渣的电渣锭表面质量高。     

新型预熔渣电渣重熔GH3128和GH2132合金的研究

研究了一种新型预熔渣电渣重熔GH3128、GH2132合金的钢锭表面质量、易烧损元素的烧损规律。对电渣锭的头尾,从表面到中心进行了Al、Ti等元素的化学分析和光谱扫描。实验结果表明,使用此预熔渣电渣熔炼GH3128、GH2132合金,可以有效的改善钢锭表面质量,并很好的控制合金的Al、Ti元素烧损。     

电渣重熔冷轧辊坯的质量控制

针对本厂电渣重熔生产锻钢冷轧辊坯的生产实践进行了冷轧辊坯质量控制的研究工作.对渣系选择、预熔渣的工业应用及冷轧辊坯内部质量控制等方面进行了深入的剖析.结果表明,酸性渣和碱性渣都可以用于重熔生产,但比较而言,碱性渣更好,多元渣系对质量控制更有利,预熔渣比非预熔渣对质量控制、降低成本更有利.控制合理的熔化速度是控制钢锭内部...     

新一代电渣冶金技术的开发

在简要回顾了电渣冶金历史发展的基础上,重点介绍了近5年来东北大学电冶金实验室在新一代电渣冶金技术方面所取得的研究进展,主要包括电渣连铸、特厚板坯电渣重熔、大型电渣重熔钢锭凝固偏析控制、可控气氛电渣重熔技术、电渣液态浇注技术、以及低渗透性低氟高阻的预熔渣等.     

电渣重熔过程中熔渣成分变化的研究

在电渣重熔过程中,熔渣的成分经常会随时间推移发生变化,熔渣成分的变化会影响电渣重熔锭元素分布的均匀性,甚至影响电渣重熔工艺的顺行.本文从含氟渣系的挥发和渣壳形成两个方面出发,论述影响电渣重熔过程中熔渣成分变化的因素以及熔渣成分变化对电渣重熔锭中Al、Ti元素烧损的影响.结果表明:CaO会降低熔渣的失重率,SiO_2和Al_2O_3会提高熔渣的失重率;渣壳的非平衡凝固引起的组分偏析,会使高熔点相Ca_4Al_6F_2O_(12)(3CaO·3Al_2O_3·CaF_2)和Ca_(12)Al_(14)F_2O_(32)(11CaO·7Al_2O_3·CaF_2)析出,致使熔渣的成分发生变化.此外,在电渣重熔Inconel 718高温合金过程中,通过理论计算,得出渣系中加入6%～10%的TiO_2能够抑制熔渣成分变化,并降低合金中Al和Ti的烧损.     

气体保护电渣重熔过程氧传递的动力学研究

基于渗透理论建立了气体保护电渣重熔过程渣-钢间氧传递的动力学模型,并在50 kg电渣炉进行模具钢S136(/%:0.39C、0.26Si、0.43Mn、0.020P、0.018S、13.37Cr、0.21Mo、0.34V)的重熔实验,得出渣中FeO含量-0～2.0%(FeO),电极端部钢液中原始氧含量-0～0.010 0%[O],自耗电极半径-40～300 mm和重熔速率-(0.5～5.0)×10^-6 m³/s对熔渣和钢液间传氧速率的影响。结果表明,熔渣中FeO含量-(FeO)存在一个临界值,(FeO)小于此临界值时,氧的传递过程为电极端部钢液向渣中传递;反之,氧的传递过程为渣中FeO向电极端部钢液内传递。随自耗电极半径的增加,钢-渣间传氧速率减小;随着重熔速率和钢液中原始氧含量增加,钢-渣间传氧速率增加。     

电渣重熔30CrMnSiA钢中残余铝的控制

在工业生产条件下,对30CrMnSiA电渣钢中残余铝的控制进行了试验研究。结果表明:在不改变电参数的前提下,金属电极表面质量、重熔渣成分、重熔过程铝的添加是影响电渣钢锭中残余铝含量的主要控制因素。     

电渣重熔过程中氧含量的控制

电渣重熔钢锭中的氧主要来源于自耗电极中的原始氧、在电极制造和重熔时渣池上方电极表面生成的氧化铁皮、渣料带入的不稳定氧化物和电渣重熔过程中气氛中的氧,为了有效地控制电渣锭中的氧含量,必须使用复合脱氧剂对自耗电极进行终脱氧,对自耗电极表面进行处理,严格控制渣中不稳定氧化物的含量,以及降低电渣重熔过程中气氛中的氧分压.     

电渣重熔对奥氏体钢低温韧性的影响

测定了77K下22Mn-13Cr-5Ni-0.25N奥氏体钢电渣重熔前后的冲击韧性、氢含量及夹杂物含量,并利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了电渣重熔对该钢低温韧性的影响,结果表明：电渣重熔使钢中氢和夹杂物含量显下降,有利于抑制γ→ε转变,减小应力集中,从而提高了该,多的低温韧性。     

Hydrogen Pick-Up During Electroslag Remelting Process

  The pick up of hydrogen during electroslag remelting process for several slags consisting of CaF2 Al2O3 CaO SiO2 MgO had been investigated. The laboratory scale remelting experiments had been carried out in open air and water free argon atmosphere, and then the influencing factors were analyzed. It had been found that the hydrogen content in steel varied with different slag compositions. The compositions and state of slag had significant effect on the hydrogen level in steel. Partial return slag and premelted slag could avoid the hydrogen pick up especially in the early stages of the process. However, premelted slag was the optimum state to control the hydrogen pick up in steel. Experimental results indicated that water free argon atmosphere was very favorable to the control of hydrogen in steel in the normal remelting period.     

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%。     

HR-2钢电渣工艺及夹杂物去除研讨

HR-2钢对夹杂物要求很严，采用一般电渣重熔工艺难以使夹杂物级别符合技术条件要求。本文对采用不同渣系电渣重熔工艺进行了研究和讨论，认为控制电渣重熔过程的熔化速度和选择对夹杂物吸附强的渣系有利于去除钢中夹杂物。     

Effect of Slag on Inclusions During Electroslag Remelting Process of Die Steel

Many factors influence the non-metallic inclusions in electroslag steel including furnace atmosphere and inclusions’ content in the consumable electrode, slag amount and its composition, power input, melting rate, filling ratio, and so on. Fluoride containing slag, which influences the non-metallic inclusions to a great extent, has been widely used for the electroslag remelting process. The current paper focuses on the effect of fluoride containing slag on the inclusions in electroslag ingots based on the interaction of the slag-metal interface and electroslag remelting process. In this work, die steel of CR-5A and several slags have been employed for investigating the effect of slag on inclusions in an electrical resistance furnace under argon atmosphere in order to eliminate the effect of ambient oxygen. Specimens were taken at different times for analyzing the content, dimensions, and type of non-metallic inclusions. Results of quantitative metallographic analysis indicate that a multi-component slag has better capacity for controlling the amount of inclusions; especially protective gas atmosphere has also been adopted. The findings of inclusions in electroslag steel by SEM–EDS analysis reveal that most non-metallic inclusions in electroslag steel are MgO-Al₂O₃ inclusions for multi-component slags, but it is Al₂O₃ inclusions when remelting using conventional 70 wt pct CaF₂-30 wt pct Al₂O₃ slag. The maximal inclusions’ size using multi-component slags is less than that using conventional binary slag. Small filling ratio as well as protective gas atmosphere is favorable for controlling the non-metallic inclusions in electroslag steel. All the results obtained will be compared to the original state inclusions in steel, which contribute to choice of slag for electroslag remelting.     

电渣重熔过程电源频率对电渣锭洁净度的影响

电渣重熔采用低频供电可以提高功率因数、降低电耗,并实现电力系统的三相平衡。然而,其对电渣锭冶金质量特别是洁净度的影响还缺乏足够的数据支撑。为了研究电源频率特别是低频操作对电渣重熔锭洁净度的影响,采用实验室小型低频电渣重熔炉,以304奥氏体不锈钢、GCr15轴承钢为研究对象,详细分析了不同的电源频率对电渣锭化学成分、气体含量、夹杂物分布的影响规律。研究结果发现,与工频电渣重熔相比,不论是不锈钢还是轴承钢,当采用低频电源(2、1、0.4、0.1 Hz)电渣重熔后(在其他工艺参数如渣系、渣量、电流、电压、气氛等完全相同的情况下),电渣锭中的氧质量分数(0.010%～0.013%)大幅增加,对氮含量影响很小。电渣锭中的铝含量明显增加,而其他化学成分变化很小。与此相对应,低频电渣重熔锭的夹杂物数量也明显增加,且增加的夹杂物主要以氧化铝为主,但是夹杂物主要以小于10μm的细小夹杂为主,大颗粒夹杂物略有增加,但是数量较少。氧含量增加的主要原因是低频电源的直流倾向增大,使重熔渣池中的氧化铝发生了电解(30%Al₂O₃+70%CaF₂渣系...     

Calcinations of slags for electroslag remelting

The hydrides in industrial lime, alumina, magnesia and calcium fluoride were investigated through differential thermal analysis, X-ray diffraction. The characteristic of losing weight during heating up for them had been studied by thermogravimetric analysis method. Results indicate that industrial alumina, lime, magnesia, which have more moisture or hydride mainly including γ-Al2O3, Ca (OH)2 and Mg(OH)2, and losing weight more during thermogravimetric analysis process. However, the weight of premelted slag consisting of lime, fluorite, alumina and magnesia lose almost nothing, which means no hydride in it. Some relationship for calculating the weight loss process had been established according to results of thermogravimetric analysis. These results will be in favor of setting up the rational calcination criterion for slag used in electroslag remelting process.     

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。     

H13热作模具钢电渣重熔渣系优化

模具钢是模具最重要的组成部分,其品种、规格、质量对模具的性能、使用寿命和制造周期起着决定性作用。因为模具钢苛刻的质量要求,对模具钢生产技术及制备过程提出了更高要求。电渣重熔(ESR,electroslag remelting)工艺冶炼出的钢锭具有高均匀度、高洁净度、低偏析度等优势,逐渐成为冶炼优质模具钢的主要技术手段。在电渣重熔生产过程中,电渣渣系起着熔化电极、钢水精炼、凝固结晶等主要作用,是熔炼稳定的基础,因此,选择合适的渣系成分及性能是电渣重熔工艺的关键。结合4Cr5MoSiV1热作模具钢特性,以某钢厂现行5种H13热作模具钢ESR渣系为研究对象,通过渣系物化性能分析和微观结构模拟研究,提出了渣系优化方向,确定了适合电渣重熔H13热作模具钢的渣系。结果表明,L4渣系的熔点、黏度、密度、光学碱度、电导率等物理化学性能较好。该熔渣铝的平均配位数最大,为2.39,且三配位和四配位的铝所占比例较高,网络结构较为复杂;复杂结构单元Q³和Q⁴含量最多,具有高聚合度的网络结构;Al—O键长较短且存在键长更短的Si—O、Si—F键,电渣重熔过程的稳定性最...