21世纪电渣冶金的展望

用于制备超纯优质金属材料的精细冶金不断地发展，近期电渣冶金的进展令人瞩目。高压电渣重熔（PESR）；真空电渣重熔（VarESR)使重熔金属质量达到高纯水平。电渣热封顶（ESHT）生产巨型钢锭具有技术与经济上的潜在优势。文中还评价了快速电渣重熔（ESRR）和电渣复合（ESCladding)等新技术。     

电渣冶金的回顾与展望

制备超纯优质金属材料的精细冶金不断地向前发展,近期电渣冶金的进展令人瞩目。高压电渣重熔（ＰＥＳＲ） ,真空电渣重熔（ＶａｒＥＳＲ） 使重熔金属质量达到高纯水平。电渣热封顶（ＥＳＨＴ） 生产巨型钢锭具有技术与经济上的潜在优势     

大型冷轧辊的电渣重熔工艺研究

电渣重熔(ESR)钢能显著改善冷轧辊质量,提高轧辊使用性能。通过对电渣重熔工艺的系统研究,在国产10t大型电渣重熔炉上开发了以递减功率模型为核心的钢锭结晶质量控制,渣皮厚度控制和防止增氢等先进工艺技术。采用该技术的重熔电耗为1 400(kW·h)/t,所生产的产品质量稳定,各项性能指标达到比国家标准更为严格的企业内控标准,得到用户好评。     

全封闭Ar气保护电渣重熔GH4169合金

上海五钢采用ALD 5t全封闭Ar气保护电渣重熔炉 ESR(Ar)冶炼了GH4 16 9合金锭 ,分析结果表明 ,ESR(Ar)电渣锭氧、硫含量和锭头尾碳、铝、钛之差远低于一般ESR工艺 ;VIM(真空感应熔炼 ) +ESR(Ar)工艺冶炼合金中平均氧含量 6× 10 - 6 远低于VIM +VAR(真空电弧重熔 )工艺冶炼合金中平均氧含量 13× 10 - 6 ,所以ESR(Ar)工艺脱氧效果优于VAR工艺     

真空电渣重熔炉发展前景的探讨

真空电渣重熔炉是在真空电弧重熔炉和气体保护电渣炉的基础上发展起来的一种冶炼高性能合金的特殊真空重熔冶金装备。真空电渣重熔炉冶炼的钢种和合金有优质合金钢,高温合金,精密合金,耐蚀合金,铝、钛、银等合金。介绍了真空电渣重熔炉的工作原理,冶金特点,比较了真空电弧重熔、普通电渣重熔和真空电渣重熔的钢材的冶炼成本、冶金质量和性能,并讨论了真空电渣重熔炉的应用前景。     

电渣重熔大型冷轧辊用钢的工艺研究

电渣重熔（ESR）钢所生产的冷轧辊能显著改善冷轧辊质量,提高轧辊使用性能。通过对电渣重熔工艺的系统研究,在国产10 t大型电渣重熔炉上开发了以递减功率模型为核心的钢锭结晶质量控制、渣皮厚度控制和防止增氢等先进工艺技术。采用该技术的重熔电耗为1400 （kW·h）/t,所生产的产品质量稳定,各项性能指标达到比国家标准更为严格的企业内控标准,得到用户好评。     

70CaF_2-30Al_2O_3渣系重熔参数控制对电渣锭下部表面质量的影响

根据双臂电渣炉冶炼的521钢(/%:0.37~0.45C,0.80~1.15Si,4.50~5.30Cr,1.20~1.40No,0.85~1.10V)和GCr15钢(/%:0.97C,1.57Cr)电渣锭下部出现的表面缺陷,统计分析了70CaF_2-30Al_2O_3二元渣量、下部冶炼电压和电流以及重熔时间对2.5~5 t电渣锭表面质量的影响。结果表明,控制重熔时间(重熔速率)对电渣锭的表面质量有较大影响:5 t 521钢锭渣量200kg,钢锭下部重熔电压55 V,电流15 500~16 800 A,总重熔时间为434~489 min时,钢锭表面光滑,总重熔时间500 mim时,电渣锭下部有厚15 mm的渣疤;2.5 t GCr15钢锭渣量120kg,下部重熔电压43~44 V,电流13 500~14000 A,总重熔时间316~359 min,钢锭表面光滑,总重熔时间380 min,电渣锭下部有7mn深渣沟和夹渣。     

电渣重熔超低硫巨型钢锭

生产超低硫大钢锭技术是近十年来炼钢的主要进展。本文介绍充分发挥电渣冶金的强制脱硫优势，开发了重熔百吨以上锻件用巨型电渣锭获得超低硫(≤0．0020%)的电渣重熔技术。将其应用于200t电渣炉，迄今巳连续生产不同钢种90～180t电渣锭数十报，最大锻件约180t。产品中的硫含量不超过0．0020%，部分产品低选0．0005％。应用超低硫技术不增加生产成本。     

大型板坯电渣炉的工艺特点和发展

通常大型板坯电渣炉钢锭断面尺寸（mm）为：（400～950）×（800～3200）,锭重5～70t。文中分析了大型板坯电渣重熔炉炉型和钢中氢含量、铸锭偏析、表面质量控制等工艺特点。目前大型板坯电渣重熔炉供电方式以单相双极串联为主,其主要特点为操作简单可靠,感抗损失小,用电效率高,钢水过热度小,结晶质量好。     

电渣重熔工艺参数变化对钢成分的影响

本文总结了不同条件下电渣重熔30Ni4MoCuVA钢的生产指标,通过大量生产数据分析指出,不同环境条件下在不同电渣重熔炉内电渣重熔30Ni4MoCuVA钢时,去除有害杂质(S、P、O2、N)的钢水精炼率指标不同、钢中S i和A l等元素也相应发生变化,由此明确了钢水氧化-还原过程和脱硫等实际重要电渣工艺参数。     

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。     

17-7PH沉淀硬化不锈钢电渣重熔过程洁净度的变化

采用35 t电弧炉-AOD脱碳-LF精炼-模铸工艺制备了17-7PH沉淀硬化不锈钢自耗电极,并通过气体保护电渣炉重熔得到了2 t重的电渣锭。利用ASPEX扫描电镜分析了电渣重熔前后17-7PH钢中夹杂物数量、尺寸、成分的变化规律,并采用SEM-EDS进一步观察夹杂物的形貌及组成。研究结果发现,电渣重熔后,O含量由6.6×10^-6降至5.7×10^-6,N含量由200×10^-6降至180×10^-6。重熔前后夹杂物的类型没有变化,重熔后总的夹杂物数量大幅减少,特别是大颗粒夹杂物的数量明显减少、尺寸减小。电渣锭中总的夹杂物以AlN夹杂物为主,其尺寸较大、数量最多。为了提高17-7PH钢电渣锭的洁净度,应尽可能减少自耗电极中的N含量,以减少电渣重熔过程AlN夹杂物的生成量。     

电渣重熔板锭过程中温度场的动态模拟

根据钢的电渣重熔过程的特点,建立了板锭电渣重熔的非稳态模型,以模拟在不同重熔速度下板锭重熔过程的温度场和分析影响金属熔池深度的因素。模拟结果表明:横截面尺寸400 mm ×2000 mm,20 t板锭重熔过程中,当重熔速度3～5 mm/min时,重熔速度越大,熔池深度越深;当重熔锭的高度达到铸锭厚度的2倍左右时,系统处于准稳定状态,熔池深度不再变化。     

大型钢锭电渣重熔工艺数学模型的建立及模拟计算

 基于传热学基本理论,建立了80 t级三相电渣炉大型钢锭电渣重熔过程数学模型,并通过工业生产75t TP316LN奥氏体不锈钢钢锭验证模型,研究了大型电渣钢锭温度场分布情况及二次晶间距的变化情况。结果表明：渣池中心部位温度达1800℃,自上而下沿着传热方向中心线温度逐渐降低;金属熔池最深处达1500mm,大约等于钢锭直径的0.8倍;金属熔池上方具有50mm圆柱段以保证渣皮薄而均匀;二次枝晶间距大小由钢锭外侧边缘向中心部位呈递增趋势,模拟结果与实际生产情况吻合。     

电渣重熔精炼过程数值模拟研究进展

电渣重熔技术在高品质特殊钢的生产中占据重要地位.由于电渣重熔过程的复杂性以及现场测量条件的限制,数值模拟已成为解析其过程现象和机制的必要手段.主要综述了电渣重熔过程数值模拟的研究进展,包括电磁场、流场、传热、凝固、宏观偏析、精炼反应和夹杂物去除等,还涉及到了导电结晶器、旋转电极、加压电渣重熔、电渣接续制备双合金和电渣重...