电热合金钢0Cr21A16NbRE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=2800 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·2Al₂0₃-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,炉渣氧化性较强,钢中稀土元素主要在此部位被氧化。增加渣中Y₂0₃量有利于提高电渣锭中稀土元素Y的含量。     

炉渣物相变化对“双渣+留渣”冶炼工艺脱磷的影响

通过扫描电镜等对"双渣+留渣"工艺冶炼时脱磷渣的微观结构和物相组成进行了观察与分析,并对部分炉渣进行了热处理,研究了炉渣物相变化对脱磷的影响。研究结果表明:脱磷率较高的A1~A3脱磷渣中物相主要由铁酸钙及复杂的硅酸盐液相(Ca_3TiFeSi_3O_(12)、Ca_(54)MgAl_2Si_(16)O_9)与固溶有磷酸钙的硅酸二钙固相(2Ca_2SiO_4·Ca_3(PO_4)_2、Ca_7(PO)_4(SiO_4)_2)组成,而脱磷率较低的A4脱磷渣的物相主要为液相,A5脱磷渣物相主要为MnFe_2O_4、MnV_2O_4、Ca_(12)Al_(14)O_(33)等,两者几乎没有发现富含磷的硅酸二钙固相;热处理前后A3脱磷渣物相变化不大,A4脱磷渣变化较大,热处理后物相变为灰色液相和白色树枝状RO相;"双渣+留渣"冶炼工艺脱磷期炉渣中含有较多未溶解的CaO,而脱碳期炉渣中未溶解的CaO含量较少,脱磷炉渣物相中形成固相硅酸二钙颗粒对加快脱磷反应起重要作用。     

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℃。     

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.     

电渣重熔对GCr15轴承钢化学成分和夹杂物特性的影响

对采用(/%):45CaF_2,10CaO,40Al_2O_3,5MgO渣系重熔的2.3 t GCr15轴承钢电渣锭轧成的φ26 mm钢材进行了试验和分析。结果表明,电渣重熔后,电渣锭小头Al、Si烧损及增氧较大头更为严重,母材、小头、大头的Si,Ah和O含量(/%)分别为0.24,0.16,0.21;0.025,0.011,0.017和0.001 0,0.003 0,0.002 0。钢中夹杂物主要以Al_2O_3,Mg-Al-O,Ca-Al-O为主,并含有少量FiN以及以Mg-Al-O为核心,以TiN为外围的复合夹杂物;小头夹杂物总量为16.49个/mm~2,大头夹杂物总量为14.96个/mm~2,电渣锭小头以单一Al_2O_3夹杂物为主,大头以Mg-AlO,Ca-Al-O夹杂物为主,主要原因是大头Al含量较高,对渣中MgO,CaO的还原程度较高。     

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。     

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。     

低能耗无污染电渣重熔CT渣系的研究

一前言电渣重熔是生产高级优质合金钢的一种经济、简便的工艺。该工艺普遍采用以CaF_2为基的渣系重熔,含CaF_2为基的渣系重熔存在着(1)能耗高、(2)对环境污染严重、(3)高纯度CaF_2供应日趋困难等方面的问题。早在七十年代国内外不少电渣重熔工作者就致力于低能耗、无污染的新渣系试验研究,目前,新渣系研究工作正朝着“以氧化物系CaO-Al_2O_3渣系代替氟化物的CaF_2渣系”方向发展。CaO-Al_2O_3渣系重熔能减轻污染、降低重熔电耗(充填比>0.6,比电耗～1000度/T),但存在着熔点高、炼渣时不易起弧引燃、重熔中金属电极的[Si]烧损严重、渣料组成一半是价格颇为昂贵的Al_2O_3粉等工艺、质量以及费用方面的问题。自80年3月开始,我们通过多方案试验     

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。     

Al2 O3对不锈钢渣中铬富集行为的影响机制

分析了Al_2O_3对不锈钢渣中铬富集行为的影响,并系统探究了Al_2O_3对铬富集行为的影响机制。试验过程中所用的合成渣在1 600℃条件下保温30 min后充分熔化,并水冷。采用SEM-EDS和XRD观察不同Al_2O_3含量下不锈钢渣的微观形貌和铬的赋存行为。结果表明:不锈钢渣中Al_2O_3质量分数为4%和8%时,渣中析出的主要物相为尖晶石和蔷薇辉石相,且大量的铬仍赋存于液相和蔷薇辉石相中。当Al_2O_3质量分数增加到12%时,蔷薇辉石相减少,并逐步转变为液相,液相和蔷薇辉石相中的铬也逐步向尖晶石相中迁移,有利于铬的富集。随着渣中Al_2O_3含量的增加,尖晶石相中铝元素会逐渐取代尖晶石中的铬元素,从而降低了复合尖晶石Mg(Cr,Al)_2O_4中MgCr_2O_4的活度,从而为铬向尖晶石富集提供了热力学驱动力。     

CaO-SiO_2-FeO-Cr_2O_3-MgO-MnO渣系物相组成的热力学计算

在含铬铁水转炉冶炼过程中,Cr很容易被氧化成Cr_2O_3进入渣中,并与渣中其他成分反应生成高熔点含铬尖晶石。采用FactSage热力学软件计算了CaO-SiO_2-FeO-Cr_2O_3-MgO-MnO转炉渣系在冶炼温度1 300～1 700℃下的物相组成,研究了Cr_2O_3、FeO和碱度对炉渣中尖晶石相含量的影响规律。研究结果表明,温度和渣系成分都会影响炉渣的物相组成。渣系中含有Cr_2O_3时,物相中均含有MgCr_2O_4、FeCr_2O_4和MgFe_2O_4尖晶石相,尖晶石相的总含量随着Cr_2O_3和碱度的增加而增加,随着炉温的升高而减少。温度为1 300～1 500℃时,炉渣中尖晶石含量随着FeO的增加而增加;温度为1 500～1 700℃时,尖晶石含量随着FeO的增加而略有减少。在温度小于1 500℃的转炉冶炼前中期,炉渣物相组成中尖晶石相所占比例较大,易造成化渣不良或者炉渣粘稠,影响转炉冶炼工艺的顺行。     

用含20％CaO渣重熔S/607马氏体不锈钢的试验研究

本文介绍了在工业生产中采用含20％CaO渣重熔斯贝发动机用材S/607马氏体不锈钢的试验工艺及其结果。本文认为50％CaF_2—20％CaO—30％Al_2O_3渣具有较高的碱度和较大的表面张力,有利于降低钢中的含氧量和促进钢中夹杂物的去除。因此,比普遍采用的70％CaF_2—30％AlO_3渣可获得较高的纯洁度,较低的氧含量,而且钢锭成份均匀,表面良好,组织致密。     

炉渣反应平衡对钢中总氧和非金属夹杂物影响的研究

高强度低合金钢为了控制钢中硫含量,生产过程中采用高碱度、低氧化性精炼渣,致使钢中生成尺寸较大的塑性夹杂物,严重影响钢材质量。炉渣组成对钢中夹杂物有很大影响,文章介绍了采用钢-渣平衡的方法对五种渣系(不同CaO/SiO_2和Al_2O_3%)钢中总氧和非金属夹杂物影响的研究。结果表明,钢-渣反应平衡后,顶渣中Ca O/SiO_2在1.93~4.54,Al_2O_3 %在21%~30%;钢中T.O在7×10~(-6)~19×10~(-6);钢中夹杂物呈球形,绝大多数尺寸在5μm以下,类型为Al_2O_3-Si O2-CaO-MgO系,部分夹杂物中含有少量MnO。当顶渣中Al_2O_3含量一定时,随着顶渣中(CaO+MgO)/SiO_2提高,T.O下降;夹杂物中MnO含量降低,CaO/Al_2O_3增加。当顶渣CaO/SiO_2一定时,随着渣中Al_2O_3含量的提高,T.O增加;夹杂物中Al_2O_3含量增加,CaO含量也相应增加,CaO/Al_2O_3变化不大,约在1,夹杂物中MgO含量和MgO/Al_2O_3下降。随着钢中T.O含量的增加,夹杂物的数量呈上升的趋势;钢中出现大尺寸夹杂物的几率增加。     

8Cr13MoV钢电渣过程Al_2O_3-(Ti,V)N型复合夹杂物行为的演变

研究了电渣过程中,刀剪用8Cr13MoV马氏体不锈钢中Al_2O_3-(Ti,V)N型复合夹杂物形貌,形核特点,从夹杂物长大动力学分析了影响复合夹杂物析出长大的条件.研究表明:Al_2O_3-(Ti,V)N复合夹杂物形核核心Al_2O_3一般为圆形或长方形,而附着生长在核心外围的(Ti,V)N则为不规则的多边形,复合夹杂三维图像为不规则多边体;电渣过程,在一定范围内,随冷却强度升高,夹杂物数量增加,面积减小,Al_2O_3-(Ti,V)N复合夹杂物形核率有所提高;夹杂物长大动力学表明,冷却强度影响着夹杂物最终尺寸,Ti、V、N含量影响着夹杂物的析出时间和最终尺寸.     

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。     

氩气保护气氛对电渣重熔过程1Cr18Ni9Ti钢钛烧损的影响

进行常规大气条件1.2 t电渣炉和氩气保护气氛5.0 t电渣炉重熔1 Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢[/%:0.05~0.09C,17.13~18.24Cr,9.73~10.6Ni,5×(C-0.02)~0.80Ti]的生产试验,分析氩气保护气氛对钢中钛烧损的影响。结果表明,在70CaF_2-30Al_2O_3二元提纯渣配加5.0%TiO_2的条件下,常规大气条件1.2 t电渣重熔锭平均钛烧损率为48.33%;氩气保护气氛5.0 t电渣重熔锭平均钛烧损率为2.61%;同时5.0 t电渣炉重熔时除用氩气保护气氛外采用同钢种底垫固渣引燃,钢锭底部涨[C]现象得到明显改善。     

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     

RH浸渍管粘渣形成原因及解决办法

通过成分和物相分析,探讨了硅钢冶炼过程RH浸渍管表面粘渣的形成原因,提出优化RH精炼渣成分的改进措施并开展了生产试验进行验证。结果表明:粘渣成分与RH终点渣成分相似,主要由Al_2O_3,CaO,Fe_xO_y,SiO_2和MgO等组成,形成的主要物相为铁铝尖晶石和钙铝黄长石;粘渣由高黏度、高熔点的RH精炼渣粘附在浸渍管上不断累积长大形成;增加RH炉渣中CaO含量,提高炉渣中CaO/Al_2O_3的含量比值,可降低炉渣的黏度和熔点,避免浸渍管表面粘渣的形成和长大。     

造渣制度对石油套管钢37Mn5脱硫率的影响

分析了石油套管钢37Mn5的精炼渣碱度w(CaO)/w(SiO_2),Al_2O_3和CaF_2、w(FeO)质量分数对37Mn5钢脱硫效果的影响。结果表明,随渣中w(CaO)/w(SiO_2)增加,脱硫率先增后减;随渣中w(FeO)降低,脱硫率明显增大;随渣中CaF_2质量分数增加,脱硫率先增后减;渣中Al_2O_3含量在9-14%时炉渣脱硫效果较好。实验优化的最佳脱硫渣系组成为(CaO)/w(SiO_2)=2.9-3.2,w(MgO)=5.5%,(FeO+MnO)1%,w(CaF_2)=4%~7%,w(Al_2O_3)=15%。     

稀土渣电渣重熔高溫鉄铬鋁的冶金特性

在稀土渣电渣重熔0Cr_(25)Al_5合金取得良好效果的基础上,进行了稀土渣与五个常用的电渣炉渣系重熔高溫铁铬铝0Cr_(21)Al_6Nb的对比实验,以系统考查稀土渣的冶金特性。实验是在20公斤及10公斤电渣炉上进行。实验结果表明稀土渣的脱硫、脱氧、脱氮及抗氢能力均强于目前所用的电渣炉渣系,并再次得出合金中的铝可将渣中稀土还原0.010-0.025%,重熔后所得合金清洁度高,稀土夹杂物少且分布弥散,稀土固熔率达80%。因此合金的塑性得到显著改善,提高并稳定合金的1350℃的寿命。最后介绍了使用稀土渣重熔的特定工艺条件。