低氟渣及无氟渣电渣重熔研究

传统的电渣重熔工艺存在着污染环境和比电耗过高的弊病。本工作探索到L-4和F-3(48％CaO、48％Al_2O_3、4％MgO)两种新渣系,将其在不同条件下进行了炉气中含氟量、比电耗和熔速的实测,并就采用新渣系重熔时沿锭高方向化学元素及渣成分、电渣锭高、低倍和机械性能、钢中氧和氧化物夹杂含量、氢行为、电渣锭密度和二次晶轴间距等进行了测定,证实了低、无氟渣的优越性。 文中对采用新渣系能降低比电耗和提高熔速的原因进行了讨论,并给出了实测结果;对新工艺条件下电极端头形状的形成机理给予了定性分析,还导出了相应的计算渣池电阻的数学公式:     

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.     

渣系及充填比对电渣重熔电耗的影响

在工业电渣炉上进行了提高充填比、配合高电阻渣的试验。结果及分析表明:在一定范围内提高充填比并运用低氟或无氟渣,可以显著降低电耗,明显提高熔化速率。对一吨电渣锭充填比由0.24提高到0.605并换高氟渣(70％CaF_2 Al_2O_3)为低氟渣(15％CaF_2—CaO—Al_2O_3—MgO),比电耗平均可以降低839度/吨,达到936度/吨。由于大充填比的电极端头变平,金属液滴细化,结晶条件良好,因此电渣钢的冶金质量仍然优异。     

渣系对电渣钢夹杂物的影响

一、前言当前世界各国电渣重熔大多采用以CaF_2为主的 AHφ—6渣系(CaF_270%,Al_2O_330%),该渣系工艺性能优良,对钢种适应性强。为了防止或减少氟挥发物对环境的污染,提高热效率,降低电耗,七十年代开始了无氟渣系和低氟渣系的研究。我厂正常生产使用 AHφ—6渣系。最近进行了无氟和低氟渣系的实验,并对各种渣系重熔进行了夹杂物类型、成分、数量的分     

含Y_2O_3电渣重熔渣系对CLAM钢组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜等分析手段研究了不同含Y_2O_3渣系对Y-CLAM钢组织和性能的影响。结果表明:相比于70CaF_2-30Y_2O_3渣系电渣重熔后的Y1-CLAM钢,经40CaF_2-30CaO-30Y_2O_3渣系电渣重熔后的Y2-CLAM钢具有更高质量分数的Y,即适度提高渣系中CaO质量分数可提高Y-CLAM钢中Y元素收得率;在相同的热处理制度下,Y1-CLAM钢和Y2-CLAM钢均为回火马氏体组织;2炉实验钢晶粒尺寸、抗拉强度、屈服强度和伸长率相近,但Y2-CLAM钢室温冲击功明显高于Y1-CLAM钢;Y2-CLAM钢韧脆转变温度(DBTT)比Y1-CLAM钢降低了12℃。     

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。     

无氟渣电渣重熔及铸锭的凝固组织

采用不含氟组元的无氟渣;CaO 50％,Al_2O_350％及CaO48％,Al_2O_348％,MgO 4％的渣系进行电渣重熔,由于渣比电阻高,可以提高电效率,降低电耗,消除氟的污染。通过对铸锭组织结构的检测,证明无氟渣电渣重熔铸锭的二次枝晶间距与AHΦ—6渣相比略有减小。所以,无氟渣电渣重熔铸锭偏析程度小,组织致密、均匀。     

典型炼钢含氟渣系挥发行为分析

以电渣重熔用含氟渣、连铸含氟保护渣,以及传统CaF_2-CaO精炼渣作为典型炼钢渣系,通过热重(TG)和质谱(MS)检测对各渣系挥发行为做出分析。结果表明:电渣重熔用含氟渣在1 300℃以上剧烈挥发,挥发分主要为CaF_2、MgF_2以及少量SiF_4、AlF_3。连铸含氟保护渣挥发过程分为两个阶段,第一阶段(750～1 200℃)主要为CaF_2与Na_2O、SiO_2反应生成NaF和SiF_4气体,同时伴随少量Na_2O的蒸发;第二阶段(大于1 300℃)挥发过程为CaF_2的蒸发。对于CaF_2-CaO基精炼渣,在共晶点(84%CaF_2-16%CaO)处,CaF_2的蒸发现象最为剧烈。该项研究对炼钢过程炉渣成分、性能控制以及冶金环保具有指导意义。     

CaF_2-CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2五元电渣渣系粘度的研究

本文从结晶器与铸锭作相对移动的电渣重熔过程对渣系的要求出发,设计了CaF_2-CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2五元渣系并进行了粘度的测定,分析了CaF_2基渣不同组元对渣粘度的影响以及低氟渣在这种电渣过程中应用的可能性,归纳出在粘度方面合适的渣成分范围是: CaF_2 40～54 ％,CaO 17～31％,Al_2O_3 10～20 ％,SiO_2 6～14 ％,MgO 5～10 ％。     

Al_2O_3-CaO-CaF_2渣系性能的研究

对Al_2O_3-CaO-CaF_2渣系的初晶温度、电导率以及物相组成进行了研究。研究结果表明:向CaO-Al_2O_3二元系中分别添加10%、15%以及20%的CaF_2时,Al_2O_3-CaO-CaF_2系的渣样电导率随着CaF_2含量的增加而增大,初晶温度不断降低;随着渣系的温度升高,该渣样的电导率也不断增大,当添加20%CaF_2时,Al_2O_3-CaO-CaF_2渣的初晶温度为1 468℃。A_2O_3-CaO-CaF_2渣系中主要物相组成为CaAl_2O_4、Ca_2Al_3O_6F、Ca_2AlF_7以及AlF_3。CaF_2添加量为10%时,熔渣中有大量的CaAl_2O_4物质,随着CaF_2添加量的增加,CaAl_2O_4物质越来越少,而Ca_2Al_3O_6F和Ca_2AlF_7物质越来越多。     

含CaCl_2渣在精炼温度下的同时脱磷和脱硫

通过试验,考察了CaO-Al_2O_3-CaCl_2渣在1550℃下的脱磷、脱硫作用,并与CaO-Al_2O_3CaF_2渣的脱磷、脱硫效果进行了比较。同时,还讨论了含CaCl_2熔渣的稳定性。结论如下:只要配比合适,在精炼温度下,含CaCl_2渣具有同时脱磷、脱硫的作用,而且脱磷效果明显优于含CaF_2渣,这很可能与含CaCl_2渣中生成稳定的Ca_5(PO_4)_3Cl有关;增大CaO/Al_2O_3比值,减少CaCl_2的加入量,均有利于提高含CaCl_2熔渣的稳定性。     

012Al模具钢电渣重熔工艺的优化

在1t锭型的012Al模具钢电渣重熔工艺优化试验中，在保证重熔锭质量的前提下，通过重熔过程均匀加入铝粉等工艺措施。采用55?F2-30%Al2O3-5?O-5%MgO四元渣系，当填充比为0.48时，电耗较0.2填充比降低43.5%。且比70?F2-30%Al2O3的元渣系0.48填充比的电耗降低29%。     

电渣重熔高速钢的研究

为了降低高速钢电渣重熔的电耗,通过采用两种不同电阻率的渣系进行电渣重熔W6MoSCr4V2实验,研究了渣系对W6MoSCr4V2的质量和重熔电耗的影响。结果证明：采用高电阻率的渣系,可以降低电耗、提高生产率和产品质量。     

电渣重熔高速钢的研究

为了降低高速钢电渣重熔的电耗,通过采用两种不同电阻率的渣系进行电渣重熔W6Mo5Cr4V2实验,研究了渣系对W6Mo5Cr4V2的质量和重熔电耗的影响.结果证明:采用高电阻率的渣系,可以降低电耗、提高生产率和产品质量.     

工艺参数对电渣重熔锭质量和电耗的影响

针对热作模具钢电渣重熔锭生产过程中存在的质量不稳定、电耗大、成品率不高的问题,分析了电渣重熔过程中几个重要技术参数对电渣重熔钢质量和电耗的影响.通过试验和生产实践,提出了工艺改进措施并取得了良好的效果.     

CaO-Al2O3基高铝高锰钢保护渣理化性能研究

以L25(65)正交试验为基础配置CaO-Al_2O_3基保护渣,研究了不同组分对高铝高锰钢保护渣理化性能的影响。结果表明,不同组分对CaO-Al_2O_3基连铸保护渣熔化温度的影响均是随其含量的增加,熔化温度降低,对熔化温度影响的主次顺序为Li_2ONa_2OB_2O_3BaOCaF_2MgO;各不同组分在一定含量范围内,对CaO-Al_2O_3基连铸保护渣黏度整体上均有降低的作用;结晶难易程度由难到易的顺序依次为3#、4#、23#、19#、20#及5#保护渣;利用热力学软件计算得到冷却析出物质中,大部分都含Ca_3B_2O_6,而该物质熔点比较低,且玻璃形态好,不易结晶,可以满足部分高铝高锰钢连铸使用要求。     

LF炉造渣脱硫实践

简要介绍了几种脱硫渣系,着重分析了CaO-Al_2O_3-CaF_2渣系以及精炼渣碱度、渣中Al_2O_3含量、CaF_2含量、MgO含量及渣氧化性对脱硫效果的影响。     

70CaF_2-30Al_2O_3渣系电渣重熔Cr13Mn4Mo不锈钢中夹杂物的演变

采用70CaF_2-30Al_2O_3渣系对Cr13Mn4Mo钢进行电渣重熔试验。利用SEM/EDS、氧氮分析仪和碳硫分析仪分析和检测了Ф55mm电极及Ф120mm(36 kg)电渣锭中全氧含量、硫含量及夹杂物的数量、尺寸和形貌,钢中MnS夹杂的析出过程进行了热力学分析。结果表明,电渣重熔后钢中全氧含量由0.0121%降低至0.0044%,硫含量由0.010%降低至0.002%,和电极相比,电渣锭中夹杂物数密度由855个/mm~2降低至257个/mm~2,钢中夹杂物的尺寸明显减小,为1μm左右Al_2O_3夹杂,以及以Al_2O_3为核心,外层附着MnS的复合夹杂。热力学计算表明,在实验条件下没有单个的MnS生成,这与SEM/EDS分析结果吻合。     

高铝钢用低反应型保护渣成分对其黏度的影响

汽车轻量化有助于保护环境、节约能源,高铝钢有利于减轻汽车质量同时维持强塑性。但由于连铸过程中传统结晶器保护渣界面反应的制约,高合金钢铸坯质量和操作流畅性受到很大影响,引起裂纹、漏钢等问题。不仅会造成安全事故,还会增加成本。低反应型CaO-Al_2O_3系保护渣相对于传统保护渣,SiO_2质量分数在6%～10%之间,[Al]和(SiO_2)渣钢界面反应程度显著减弱,具有提高铸坯质量和确保操作顺行的潜力。设计此类保护渣时应该考虑渣钢界面反应、渣中元素向钢液中富集对铸坯质量的影响以及可能的结晶相种类。探讨了低反应型保护渣中成分对黏度变化机制的影响,即熔渣结构的变化、渣系过热度的变化和结晶相的变化。分别讨论了CaO/Al_2O_3、B_2O_3、Na_2O、Li_2O和CaF_2在CaO-Al_2O_3渣系中的作用,旨在为满足高铝钢连铸生产的新一代低反应型保护渣系的设计与优化提供思路与便利。     

电渣重熔超级双相不锈钢用炉渣性能研究

针对S32750超级双相不锈钢电渣重熔生产工艺,研制开发了超级双相不锈钢电渣重熔结晶器用渣系;通过现场试验证明,该渣系导热系数小,熔炼过程中稳定性和润滑性好,渣系的熔化温度在1348-1422℃,四元碱度(CaO+MgO)/(SiO_(2 )+Al_2O_3)为1.31-2.28,1500℃时黏度为0.024-0.033 Pa·s,电导率为0.243-0.292Ω~(-1)·cm~(-1),可满足S32750超级双相不锈钢电渣重熔生产要求。