第二代大型锭电渣冶金技术的发展

论述了第二代大型锭电渣重熔与液态金属电渣浇注技术的特征。提出了发展第二代大型锭电渣冶金技术的几个研究重点。指出：当前发展第二代大型锭的电渣冶金技术对推动中国大型锭锻件的自主化和核电产业的发展具有重要意义。在进一步发展大型锭电渣重熔技术的同时,要特别重视第二代液态金属电渣浇注大型电渣锭技术的开发。     

电渣液态浇注新工艺制备高质量低成本复合轧辊

电渣液态浇注技术(ESS LM)是基于特殊结构的导电结晶器,采用向结晶器中浇入液态金属进行电渣复合的方式生产复合轧辊的新工艺。叙述和介绍了目前国内轧辊行业的现状和发展趋势以及电渣液态浇注技术的原理和特点。通过比较离心浇注法、连续浇注复合铸造法(CPC)和电渣液态浇注法,分析了电渣液态浇注法的优势和潜力,并介绍了电渣液态浇注方法生产复合轧辊的开发应用情况     

第二代电渣冶金技术与重大装备制造

2010年是我国电渣重熔技术工业化50周年.论述了电渣冶金技术的分类,发展历史的"分期",第二代电渣冶金技术特征.超大型电渣重熔锭及第二代液态金属浇注大型电渣锭与核电等重大装备制造业发展的关系.指出:中国在电渣重熔锭大型化发展方面,一直处于世界电渣强国地位.随着我国重大装备制造技术的迅速发展,特别是我国核电工业的迅速发展,大型锭电渣冶金技术将不断完善与发展,反过来它又必将促进我国在核电技术方面迅速赶上国际先进水平.     

21世纪电渣冶金的新进展

电渣技术经过46年的发展，已形成“电渣冶金”新学科，包括电渣重熔(ESR)、电渣熔铸(ESC)、电渣转注、电渣浇注、电渣离心浇铸、电渣热封顶、电渣焊接和电渣复合等。目前世界电渣钢年生产能力120万t，用于生产低合金高强度钢、轴承钢、工模具钢、不锈耐热钢和高温合金。最大电渣锭重200t，正在设计建造360t电渣重熔炉。高压电渣重熔(PESR)和真空电渣重熔(VacESR)使重熔金属质量达到高纯水平。电渣热封顶生产的大型电渣锭成本是普通电渣锭生产成本的1／4，具有技术和经济上的潜在优势。述评了优质大型电渣锭制备，真空电渣重熔、高压电渣重熔，快速电渣重熔技术的进展和电渣重熔炉型的发展趋势。     

刀剪材料9Cr14Mo电渣锭尾夹杂物的分析

研究了刀剪材料9Cr14Mo电渣锭尾夹杂物类型、尺寸及含量.结果表明:电渣前及电渣后锭尾的夹杂物主要是含钛的复合夹杂物,电渣后锭尾有内生夹杂物的形成,导致复合夹杂物中Si、Mn、Cr含量升高,电渣后锭尾夹杂物含量升高,且夹杂物尺寸变大.电渣前钢中夹杂物含量为0.633 mg/kg,电渣后锭尾夹杂物含量为4.38 mg/kg.显微夹杂物的数量,电渣前为11.82个/mm2,电渣后锭尾为15.08个/mm2;提出了控制电渣后锭尾夹杂物含量的措施.     

消除Cr20Ni80合金“蜂窝状气泡”的试验研究

高电阻电热合金Cr20Ni80合金,采用非真空感应炉和电渣重熔双联工艺生产时,电渣锭出现气孔,锻造时产生严重裂口,未能加工成材。查其原因,在非真空感应炉生产浇注的电极棒中有较严重的“蜂窝状气泡”。经研究分析和计算,确定是由于液态合金中含氮量较高,浇注后,随着温度的下降,氮的溶解度降低,部分氮析出的缘     

刀剪材料9Cr14Mo电渣锭尾夹杂物的分析

研究了刀剪材料9Cr14Mo电渣锭尾夹杂物类型、尺寸及含量.结果表明:电渣前及电渣后锭尾的夹杂物主要是含钛的复合夹杂物,电渣后锭尾有内生夹杂物的形成,导致复合夹杂物中Si、Mn、Cr含量升高,电渣后锭尾夹杂物含量升高,且夹杂物尺寸变大.电渣前钢中夹杂物含量为0.633 mg/kg,电渣后锭尾夹杂物含量为4.38 mg/...     

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.     

钢液电渣浇铸新工艺

由北京钢铁研究总院、大连钢厂和重庆特殊钢厂共同研究的钢液电渣浇注新工艺是一种精炼与注锭相结合的工艺。在电渣重熔基础上所发展的电渣浇注技术,其工作原理是经电弧炉冶炼的钢水由中间包过渡槽浇入盛有熔化且过热的碱性合成渣的结晶器中,由于钢—渣之间的界面反应及强烈沸腾搅拌     

圆电极锭表面顺裂原因研究

为降低圆电极锭表面顺裂对电渣重熔的影响,从浇注温度、浇注速度、钢锭模温度三个方面进行了系统分析,并制定对应措施,电极圆锭表面顺裂发生率明显下降。     

电磁搅拌对电渣重熔钢锭温度场的影响

建立了电磁搅拌条件下电渣重熔钢锭凝固过程数学模型。利用Visual Basic编程模拟分析了旋转电磁搅拌下15Mn钢的电渣重熔凝固过程,结果表明:未施加磁场时,模拟结果与实验结果较吻合;施加磁场时,电磁搅拌加强了钢液内部传热,熔池变平坦,有利于消除电渣锭宏观偏析和缩孔等缺陷,同时有利于晶核发展成等轴晶组织。     

水冷模铸造技术的研究现状

大型扁钢锭主要用于生产特厚钢板,随着钢锭吨位增加,钢锭上部缩孔较深,影响成材率,疏松等级高,偏析严重,大型扁钢锭的质量成为特厚板轧机能力的瓶颈。在查阅大量外文文献的基础上,结合国内水冷模铸造技术的研究现状,总结了水冷模铸造技术的相关专利,详细阐述了水冷模铸造技术对钢锭凝固速度、凝固坯壳均匀程度、凝固组织和疏松缩孔、钢锭内部偏析的影响。介绍了水冷模铸造技术生产钢锭和轧制的工业试验,同时介绍了轧制后钢板的性能情况。大型扁钢锭水冷模铸造技术具备为高品质特厚钢板提供坯料的能力。     

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。     

振动激发金属液形核技术在铸锭和板坯凝固过程中的应用

叙述了研发的振动激发金属液形核技术的工作原理、技术特点以及在实验室对金属锌、1Cr7铁素体不锈钢铸锭处理效果,并进行了开发的220 mm×1 600 mm板坯连铸机振动激发金属液形核技术装置对16Mn系列钢种应用的工业化试验。结果表明,未经振动激发形核处理的板坯等轴晶率≤10%,中心疏松和偏析为1.5级,经振动激发形核处理的板坯等轴晶率≥30%,中心疏松和偏析为0.5级。分析表明,对大型铸锭使用振动激发金属液形核技术便于在线控制钢锭的凝固组织,有利于提高钢锭凝固组织的等轴晶率和改善内部质量。     

电渣冶金技术的最新发展趋势

简要回顾了电渣重熔工业生产50年的发展历史,重点对近年来电渣冶金新技术进行了介绍和评价,包括快速电渣重熔,双极串联电渣连铸技术,特厚板坯电渣重熔,大型电渣重熔钢锭凝固偏析控制,可控气氛电渣炉和电渣液态浇铸技术。在新的发展阶段,电渣冶金技术向高效、节能、环保和满足更高质量方向发展。     

Inclusion Variations of Hot Working Die Steel H13 in Refining Process

 Inclusion variations of die steel H13, including changes of species, morphologies, compositions, amounts and sizes, in the production of EAF→LF→VD→ingot casting→electro-slag refining (ESR) procedure, were investigated by systematic sampling, and analyzed with scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrum (EDS), and metallographic microscope. The variation mechanism was studied by comprehensive analysis of total oxygen, nitrogen, and acid soluble aluminum as well as chemical test of refining slag. Based on the investigations, technical measures for cleanness improvement were discussed. The results show that oxide inclusions in H13 steel change from irregular Al2O3→near globular CaO-MgO-Al2O3 and CaO-Al2O3-SiO2 complex inclusions→finer CaO-Al2O3-SiO2 inclusions with higher CaO content→CaO-Al2O3-SiO2 inclusions with higher Al2O3 content and irregular MgO-Al2O3 inclusions→fine irregular MgO-Al2O3-CaS inclusions in various steps of the production; the variations are related with changes of acid soluble aluminum content, reactions between slag and steel, re-oxidation of liquid steel during casting, and refining of ESR. It is also found that Al2O3 inclusions are modified by refining slag in LF and VD refining; and ESR plays a good role in inclusion removal, especially in controlling the large linear VC-CrC-MoC inclusions distributed in grain boundaries. It is suggested that casting protection should be improved, and the basicity of refining slag and acid soluble aluminum content in steel should be raised.     

一种合金焊丝模铸锭中心孔洞的成因和措施

高强度合金焊丝钢广泛用于工程机械行业,具有残余元素低、纯净度高的特点,氢、氧、氮气体元素含量均要求严格,国内该系列焊丝材料主要依赖进口。为了进一步开拓系列高端焊丝钢市场,开发了新型高强度合金焊丝钢。生产过程发现模铸钢锭轧制后探伤不合格,取样发现初轧坯横截面低倍中心出现孔洞缺陷,影响材料质量。通过低倍试验和EPMA分析结合材料成分采用Thermo-Calc软件计算固液相线,分析发现钢种固液线差值相对较小是导致钢锭中心孔洞的主要原因。采用优化钢液浇注过热度和模铸浇注时补缩控制,避免了钢锭中心孔洞缺陷的产生。     

铸造钢铁基耐磨复合材料制备工艺的研究进展

评述了铸造钢铁基耐磨复合材料的制备工艺和研究进展,重点分析了双液复合铸造、双金属镶铸及铸渗3种耐磨复合材料制备工艺,并对耐磨复合材料制备技术的未来发展方向和研究重点提出合理选材、提高冶金质量、应用数值模拟技术、探研界面结合机理等建议。     

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。