用氧化钙坩埚真空感应熔炼超低氧钢的脱氧动力学

为了获得氧化物夹杂含量极低的超低氧钢铁材料,研究了在真空感应炉中用氧化钙坩埚冶炼钢液时在超低氧含量范围内的深脱氧动力学因素。指出,在超低氧范围内(ωTO<5×10-6)精炼钢液时,避免炉衬分解对钢液供氧是关键。炉衬材质一定时,炉衬是否向钢液供氧决定于精炼时的真空度和钢液温度。对氧化钙质炉衬而言,欲避免炉衬向钢液供氧,合理的真空度应控制在10～50Pa。为了提高在超低氧范围内碳脱氧速度,应选择浅平的熔池,并加强熔池搅拌,提高钢液中氧的表观传质系数。     

真空感应熔炼含铝钢的脱氧规律

 通过热力学分析研究了用氧化钙坩埚熔炼含铝钢时熔炼温度、真空度和钢液铝含量与氧化钙分解向钢液增氧的关系。在25 kg真空感应炉中分别用电熔镁砂和氧化钙砂捣打坩埚熔炼含铝钢,在10~50 Pa真空度下,镁砂坩埚表现出强烈的供氧倾向,全氧含量随着钢中铝烧损量的增加而增加;而氧化钙坩埚不向钢液供氧。随着钢液中Al2O3夹杂被氧化钙坩埚吸收同化,全氧的质量分数逐渐下降至3×10-6。     

冷坩埚真空感应半悬浮熔炼技术及其工艺

冷坩埚真空感应熔炼是将水冷的分辨坩埚置于线圈的交变磁场中，利用感应加热的原理，在真空状态下对材料进行的半悬浮熔炼。该技术的特点在于被熔材料与坩埚壁保持非接触状态，且有磁场的强烈搅拌作用。冶炼出的材料含杂质少，成分均匀，性能改善，特别对活性材料，效果更佳。     

冷坩埚感应悬浮熔炼技术

冷坩埚熔炼是被世界各国公认的尖端技术，广泛用于活泼金属，难熔和特种材料的研究和开发。最近这项技术正在发展成为冷坩埚悬浮熔炼技术。钢铁研究总院成功地开发了２．５ｋｇ级冷坩埚真空感应悬浮熔炼技术和装备。本文介绍了这一技术的发展过程、历史背景和实际应用。     

冷坩埚真空感应半悬浮熔炼技术及其工艺实践

冷坩埚真空感应熔炼是将水冷的分瓣坩埚置干线圈的交变磁场中，利用惑应加热的原理，在真空状态下对材料进行的半悬浮熔炼。该技术的特点在于被熔材料与坩埚壁保持非接触状态，且有磁场的强烈搅拌作用。冶炼出的材料含杂质少，成分均匀，性能改善，特别对活性材料，效果更佳。     

用氧化镁坩埚真空熔炼优质低碳低氧钢

为了降低氧化钙坩锅冶炼优质低碳低氧钢的生产成本,在50kg真空感应炉上开展氧化镁坩埚替代氧化钙坩锅冶炼优质低碳低氧钢的工艺试验。试验结果表明:随炉加入5g底碳可以用于钢液脱氧,不会造成钢液增碳;利用SiO挥发脱氧的特点,在真空度1Pa时,加入硅铁,抽气10min,成功用氧化镁坩埚冶炼出w(C)为9×10-6～14×10-6、w(O)为14×10-6～18×10-6的优质低碳低氧钢。     

真空感应熔炼过程炉衬材料向钢液供氧现象的研究

通过50kg镁砂坩埚和25kg氧化钙砂坩埚真空感应炉进行了真空熔炼过程炉衬耐火材料向钢液供氧试验，以研究炉衬耐火材料向钢液供氧的基本规律和影响炉衬向钢液供氧的主要因素。试验结果表明，在超低氧范围内对钢液进行深度脱氧时，避免炉衬分解对钢液供氧是进一步脱氧的关键；在0．5～10Pa的真空下，随真空度和熔池钢水温度升高，炉衬分解向熔池供氧增加，并且钢中最终氧含量随钢液碳烧损量的增加而增加；镁砂炉衬向钢液的供氧量大于氧化钙炉衬向钢液的供氧量。     

真空感应熔炼碳脱氧研究

为制备无固相脱氧产物的高洁净钢,在真空感应炉内用碳对无铝高纯铁进行脱氧。研究发现,在较高的真空度下炉衬材料的热稳定性对钢液终点氧含量产生决定性的影响。当钢液实际氧含量高于炉衬分解平衡氧含量时,碳脱氧反应速度决定于钢液中氧的扩散速度;当钢液中实际氧含量低于炉衬分解平衡氧含量时,碳脱氧反应速度受炉衬向钢液供氧速度控制。     

真空感应熔炼AerMet100超高强度钢脱氮实验研究

摘要：通过取样检测并结合热力学和动力学计算研究了氧化镁质（MgO）、镁铝尖晶石质（MgO·Al2O3）和氧化钙质（CaO）3种坩埚和2种真空压力（50~100Pa和5~10Pa）对AerMet100超高强度钢脱氮的影响。实验结果表明：随着精炼时间增加,3种坩埚在2种真空压力下的钢液中N质量分数都逐渐减少。相比之下,CaO坩埚脱氮效果最佳,2种真空压力下30min时N质量分数均减少到0.0005%。动力学计算结果表明：MgO和MgO·Al2O3坩埚在2种真空压力下的钢液中O和S活度较高,脱氮反应均服从2级,即钢液脱氮受界面化学反应控制;而CaO坩埚在2种真空压力下的钢液中O和S活度较低,脱氮反应均服从1~5级,即钢液脱氮由液相边界层传质和界面化学反应共同控制。此外,减小真空压力,脱氮速率加快,有利于钢液脱氮。     

镍基高温合金真空感应熔炼脱氧

研究了使用CaO坩埚真空感应熔炼Ni-6Cr-2MO-6W-5Co合金时C与Al的脱氧作用.从热力学上计算了Al-O反应的平衡值,计算结果表明,Al-O反应在1773 K能使氧的质量分数降至6×10-6以下.计算了Ni-Al-C-O平衡,结果表明,C与Al2O3的反应在真空感应熔炼条件下可以进行,从而导致合金液精炼期C含量下降值大于脱氧所需值.     

铝脱氧钢中尖晶石夹杂物的生成与转变

研究了140 t LD-LF-RH-CC流程冶炼超低氧钢时精炼过程铝脱氧钢中夹杂物的变化。试验钢出钢过程加足够的铝脱氧,以尽快降低钢液中溶解氧。为使Al₂O₃转变为钙铝酸盐夹杂,选用CaO-Al₂O₃精炼渣系,渣中含3.00%～8.42%SiO₂。结果表明,精炼时钢液中夹杂物的变化趋势为:纯Al₂O₃→尖晶石夹杂→CaO-Al₂O₃-MgO复合夹杂物,炉渣中8.42%SiO₂炉次夹杂物转变慢于3.00%SiO₂炉次;当炉渣CaO/Al₂O₃为1.60时,钢中夹杂物大多转变为低熔点CaO-Al₂O₃-MgO复合夹杂。精炼渣的成分控制应为(%):55～60CaO,35～40Al₂O₃, 5～10MgO。     

精炼渣的配比对超低硫钢脱硫的影响

在 10kg感应炉内进行了极低硫钢精炼工艺实验 ,实验证明采用CaO MgO Al2 O3 SiO2 CaF2 系顶渣和CaO BaO CaF2 喂线渣能够将 [S]稳定地脱除到 5× 10 -6以下。     

精炼渣对轴承钢中氧含量和夹杂物的影响

采用MoSi₂电阻炉在MgO质坩埚内进行了精炼渣成分(%:47～64CaO、13～23SiO₂、15～25Al₂O₃、5～10MgO、0～8CaF₂;CaO/SiO₂=2.0～4.5)对0.95%C-1.50%Cr GCr15轴承钢中氧含量和夹杂物的影响的实验研究。实验中发现,随精炼渣碱度CaO/SiO₂由2增加至4.5,钢液中的终点全氧含量由20×10^-6降至11×10^-6,夹杂物的总数量、总面积和平均半径减小。适当提高Al₂O₃含量或添加CaF₂,减少MgO含量,可以显著提高炉渣吸附夹杂物的速度和能力。低碱度渣精炼的钢液中夹杂物成分含有≥20%SiO₂,塑性较好,夹杂物的尺寸为15～20μm。高碱度渣精炼的钢液中典型的夹杂物是氧化铝和铝镁尖晶石等脆性夹杂物,尺寸≤5μm。     

钢液二次精炼用CaO基熔剂的脱磷能力

根据CaO基熔渣和钢液之间在1853K脱磷平衡实验结果，利用CaO-Fe2O3-CaF2和CaO-BaO-Fe2O3-CaF2熔剂对钢液进行二次精炼脱磷试验，试验发现，采用优化组成的CaO基熔剂，可得到大于90%的脱磷率，能将钢液磷含量从0.05%降低到0.005%以下。     

汽车用低碳齿轮钢的LF-VD 脱氧工艺

分析和研究了105炉SCM318H、SCM322H、SCM420KC、SCM822H、SCr420K等汽车用低碳齿轮钢的20tLFVD精炼终渣碱度、终Al含量和真空时间对钢中氧含量的影响。实践操作结果表明,采用白渣操作,控制终渣碱度不低于3,终Al含量≥0.22%、真空处理时间不低于25min,可使低碳齿轮钢的氧含量稳定地≤15×10^-6,平均氧含量为11.58×10^-6。     

弹簧钢超低氧精炼技术

综述了国内外清洁弹簧钢生产技术发展，论述了钢中夹杂物变性工艺和机制，并提出需要进一步研究的问题。     

铁路货车用真空精炼渗碳轴承钢的开发和应用

开发ＥＡＦ＋ＬＦＶ真空精炼冶金新工艺生产了高质量的铁路货车用渗碳轴承钢Ｇ２０ＣｒＮｉ２ＭｏＡ，其冶金质量及接触疲劳寿命等指标均达到了电渣重熔钢的水平。     

90tLF(VD)精炼工艺对 GCr15 轴承钢氧含量的影响

北满特钢用90tEBT 电弧炉-LF(VD)-240mm×240mm方坯连铸生产CCr15轴承钢。GCr15轴承 钢钢包精炼时采用碱度为4.46的高碱度渣系,用含32.8%Al的脱氧剂,并进行25 min VD真空处理,保持 [Als]≤0.030%,统计结果表明GCr15轴承钢的氧含量≤8×10-⁶