电渣重熔10Ni3MnCuAl钢中Al元素的均匀性控制

通过对10Ni3MnCuAl两组电渣重熔试验后的取样数据进行分析,钢锭头、尾部Al元素烧损严重且成分不均的主要原因在于渣料中的不稳定变价氧化物以及重熔过程中的气相传氧导致Al的氧化反应。冶金热力学计算表明,所引起Al元素烧损的化学反应均向右进行,通过在渣中及重熔过程中补加Al粉使得电极在重熔过程中Al元素烧损得到有效控制,钢锭中Al元素分布更加均匀。     

0Cr18Ni10Ti钢电渣工艺探讨

介绍了 0Cr1 8Ni1 0Ti钢的电渣重熔生产过程。通过采用在自耗电极的表面涂石灰浆、采用五元渣系和氩气保护以及在重熔过程中加入Al粉等措施有效地防止了 [Ti]在电渣重熔过程中的烧损。     

高温镍基合金电渣重熔过程中的Al、Ti成分控制

电渣重熔过程中Al和Ti的氧化导致电渣锭轴向成分不均匀,从而对电渣锭的耐腐蚀性能和力学性能产生不利影响。为了控制电渣铸锭中Al和Ti含量的均匀性,需要明确高温电渣重熔过程中Al和Ti含量的变化,并通过优化渣体系比例和冶炼条件来减少合金中Al和Ti的氧化。在现有文献的基础上,以CaF₂-CaO-Al₂O₃-MgO-TiO₂这一低氟渣系和Incoloy825合金为例,综述了电渣重熔过程中Al和Ti元素控制的研究现状。应用离子与分子共存理论（IMCT）,结合FactSage软件,总结了渣的热力学和动力学研究方法。讨论了温度和渣成分对合金中平衡Al、Ti含量的影响。基于膜渗透理论,提出了预测合金中Al和Ti含量的动力学模型,得到了电渣过程中Al和Ti含量随时间变化的数学方程式以及渣-金属反应速率的限制方法。确定电渣重熔Incoloy825合金时TiO₂的最佳添加量约为10％。用IMCT和FactSage对渣-金平衡实验结果进行了比较和分析。FactSage计算结果比IMCT计算结果更准确。TiO₂含量越高,计算结果与实验结果之间的偏差越小。     

电渣重熔过程中渣池内温度分布对冶金质量的影响

本文探讨了渣面温度对高温合金电渣重熔过程中Al,Ti控制的影响及金属熔池/渣池界面温度分布与锭表面质量的关系。当结晶器对底水箱不绝缘时,渣面温度较高,熔炼后期氧从大气向渣中转移速度v_(s-g)~(O_2)比绝缘时大2—3倍;熔炼前期增Al倾向比绝缘时大。炉口电压增加,渣面温度升高,Ti烧损量加大。试验条件下,电压增加1V,Ti烧损量约增加0.03%。金属熔池/渣池界面温度分布可用公式t=ae~(B/d) (B<0)来描述,它对电渣重熔锭表面质量具有决定性影响。文中提出了确定这一分布的方法。锭表面质量可用重熔过程中渣皮厚度的变化来衡量。渣皮厚度δ=B/(1nt_l-1na)。渣池内电流密度分布及结晶器壁附近的热传导条件、渣的液相线温度以及所有影响“高温区间”温度的因素的变化均可导致锭表面质量的改变。     

EFFECT OF TEMPERATURE DISTRIBUTION ROUND THE MOLTEN SLAG POOL ON INGOT QUALITY DURING ESR PROCESS OF SUPERALLOY

本文探讨了渣面温度对高温合金电渣重熔过程中Al,Ti控制的影响及金属熔池/渣池界面温度分布与锭表面质量的关系。 当结晶器对底水箱不绝缘时,渣面温度较高,熔炼后期氧从大气向渣中转移速度v_(s-g)~(O_2)比绝缘时大2—3倍;熔炼前期增Al倾向比绝缘时大。炉口电压增加,渣面温度升高,Ti烧损量加大。试验条件下,电压增加1V,Ti烧损量约增加0.03％。 金属熔池/渣池界面温度分布可用公式t=ae~(B/d) (B<0)来描述,它对电渣重熔锭表面质量具有决定性影响。文中提出了确定这一分布的方法。锭表面质量可用重熔过程中渣皮厚度的变化来衡量。渣皮厚度δ=B/(1nt_l-1na)。渣池内电流密度分布及结晶器壁附近的热传导条件、渣的液相线温度以及所有影响“高温区间”温度的因素的变化均可导致锭表面质量的改变。     

应用电极涂层工艺生产1Cr12Ni2W1Mo1V电渣重熔钢

大冶特钢公司应用电极涂层的工艺方法，使碳或硅、锰成分偏低的电极材料在电渣重熔过程中减少这些元素的烧损，甚至提高含量，从而生产出成分完全合格的电渣重熔钢，应用于1Cr12Ni2W1MO1V耐热钢生产取得了良好的结果。     

电渣重熔生产30CrMnSiNi2A航空锻件用钢的探索

使用传统工艺"EBT电炉+LF+VD+VC+锻造"生产的30CrMnSiNi2A航空锻件常出现点状偏析和力学性能不稳定的现象。使用电渣重熔工艺对该锻件进行了研究,探讨了自耗电极和电渣锭成分的均匀性和气体含量以及电渣重熔过程元素的烧损情况,并对锻件的低倍组织和力学性能进行了分析。结果表明,电渣锭成分均匀性好于双真空工艺自耗电极的成分均匀性,电渣重熔过程元素烧损较小,锻件低倍组织无点状偏析,力学性能各项指标达到技术要求。     

大型FB2钢锭制造冶炼控制技术的实践与研究

主要从FB2钢冶炼难点出发，分析研究了该钢种制造过程中B元素、残余元素等的控制方法。通过采取炉前强化脱氧等手段，保证了炉前B的收得率；通过保护浇注严格控制浇注过程的二次氧化，降低了电极坯的氧含量；通过采用保护气氛和多元渣系进行电渣重熔，基本实现了电渣重熔过程B的准确控制，最终生产出了质量合格的大型FB2电渣钢锭。     

电渣重熔过程中脱氧对低铝控制的影响

本文阐述了在工业生产条件下,特别是200t级大型电渣炉重熔过程中脱氧对低Al(Al≤0.010%)控制的影响。文中指出,在正常的电渣重熔过程中,低Al控制与脱氧剂种类、渣中FeO含量和自耗电极中的Si/Al值没有明显关系。采用特殊的电渣重熔技术重熔,是控制低Al的关键。     

应用电极涂层工艺生产1Cr12NiW1Mo1V电渣重熔钢

大冶特钢公司应用电极涂层的工艺方法，使碳或硅，锰成分偏低的电有材料在电渣重熔过程中减少这些元素的烧损，甚至提高含量，从而生产出成分完全合格的电渣重熔钢。应用于１Ｃｒ１２Ｎｉ２Ｗ１Ｍｏ１Ｖ耐热钢生产取得了良好的结果。     

控制低铝的电渣重熔技术研究

上海重型机器厂开发了控制低铝(≤0.010%)的电渣重熔技术。报导了6t(30Cr1Mo1V)、6.5t(60CrMnMo)、4.5t(2.25Cr-1Mo)和90t(26Cr2Ni4MoV)、95t(26Cr2Ni4MoV)、100t(30Cr1Mo1V)电渣重熔锭的试验研究和试生产应用结果。在自耗电极中的铝低达0.006%的情况下,重熔金属的铝为0.003%,[O]=20ppm,[S]=0.0011%。在电极铝被大量氧化的情况下,硅锰可受到保护不烧损。200t 级电渣重熔炉长达数十小时的重熔过程中,金属熔池中的铝稳定地保持在0.006～0.008%范围,相应的氧含量为25ppm,硫含量为0.0020%。低铝、低氧、低硫在锭高方向上分布均匀。90t、95t,100t 电渣锭重熔过程中金属熔池中的氢含量始终为2 ppm。三根大型电渣锭已生产成大锻件,产品质量优良。     

电渣重熔用低氟渣与Incoloy825合金中Al、Ti反应性的研究

通过高温渣-金平衡实验,探讨了电渣重熔用低氟渣CaF2-CaO-Al2O3-MgO-Li2O-(TiO2)中TiO2含量对Incoloy825合金中Al、Ti含量的影响。并利用FactSage7.3热力学软件分析了渣中TiO2和Al2O3的活度与渣成分的关系。研究了渣中组元对反应4[Al]+3(TiO2)=3[Ti]+2(Al2O3)的吉布斯自由能和合金中平衡Al、Ti含量的影响规律。结果表明:反应的吉布斯自由能与渣中TiO2、CaF2和MgO呈负相关,与CaO和Al2O3呈正相关;渣中TiO2含量为0%7.27%(质量分数)时,合金烧钛增铝现象逐渐减弱,TiO2含量为11.27%时,又出现烧铝增钛现象;同一温度下,随着渣中CaO和Al2O3含量增加,合金中平衡Ti含量降低,平衡Al含量升高。随着渣中TiO2含量增加,合金中平衡Ti含量升高,平衡Al含量降低。渣中CaF2和和MgO含量变化对合金中平衡Al、Ti含量影响较小。实验结果与热力学计算结果能够很好的吻合。     

电渣重熔大型高品质钢锭脱氧制度研究

大型电渣锭在长达数十小时冶炼过程中,渣、气、钢三相接触反应,使熔渣氧化性不断增加。为了防止钢中元素烧损,保证熔渣始终为还原性,必须制定和执行严格的脱氧制度。根据渣、气、钢三相平衡的热力学原理,研究电渣重熔过程中熔渣氧化物组元的变化规律,确定脱氧制度。自主设计的130 t电渣炉成功电渣重熔了数十根大型高品质电渣锭,证明脱氧制度是合理的。     

工业化2t真空电渣炉的研发

在对电渣重熔特性、工艺技术、设备结构深入研究基础上,为适应高端冶金材料的规模化生产,研发制造了2 t真空电渣炉。该设备为单炉头、单工位、单相供电,炉体框架固定、炉头升降、结晶器平移模式,配置特殊耐蚀真空系统,投产运行达到了规模化生产要求。实现了电渣重熔降低氧、氢、夹杂物含量及降低高Al和Ti烧损的目的,为我国高端冶金材料生产提供了可靠装备。     

核电用大型钢锭电渣重熔工艺模拟及生产应用

论证了应用于核电主管道和12%Cr 转子钢用百吨级巨型电渣钢锭重熔过程数学模型,形成电渣重熔工艺过程三维数值模拟计算程序ESR3D.模拟了电渣重熔全过程,包括电极熔化,金属熔滴自由下落,金属熔池的形成,金属熔池和渣池的上升、移动,三组电极分别更换,在线安装上结晶器,钢锭在水冷结晶器中凝固等.模拟并优化的电渣重熔工艺应用于生产80～120t大型电渣钢锭,其质量满足核电和超超临界火电机组技术要求.     

1Cr23Ni18耐热钢的冶炼

1Cr23Ni18耐热钢属航空环形件用材料。长期以来用电弧炉冶炼,均因σ_S偏低导致机械性能不合格,故一般再通过电渣重熔。我们在电弧炉上采用高Cr料返回吹氧法冶炼,在标准化学成分范围内添加0.11～0.20％N及少量Ti、B等合金元素;在冶炼工艺上采取“倒包”、加冷料、吹Ar、喷粉、液渣保护浇注技术等措施及选择合理的锭型而获得成功,其质量可和电弧炉钢加电渣重熔生产的该钢种(即含N量低者)相媲美。     

Effect of Ilmenite Component and AIR on Element Distribution of Titanium Slag Smelted by DC Arc Furnace

助化学平衡计算法,对冶炼过程中钛、碳及伴生元素的分配行为进行了研究,并用生产结果加以验证,计算结果与实验结果较吻合。结果表明:钛铁矿中Ti O2和Fe O含量的增加,增加了作为微量元素和用于还原Fe O和Ti O2的C量,提高了钛渣中总的Ti O2和Ti2O3的量,同时降低了用于还原Fe2O3的C量,降低了钛渣中Fe O的含量。当钛渣中Fe2O3含量由12%增加到20%时,作为微量元素C和用于还原Fe2O3的C量分别降低了0.006 mol和0.348 mol,钛渣中总的Ti O2和Ti2O3的量分别降低了8.34%和2.37%,而用于还原Fe2O3的C量增加了约0.36 mol,Fe O的质量分数增加了8.94%。其他成分对钛渣中总的Ti O2量的影响程度由大到小排序为:Si O2>Mg O>Al2O3>Ca O。对钛渣还原冶炼过程中元素分配行为的研究,可实现对工艺的更好控制、提高钛渣品位。     

电渣重熔和合金元素对车轮钢组织和性能的影响

对比分析了锻态和调质态车轮钢的显微组织，研究了电渣重熔、合金元素Mn和Si对调质态车轮钢组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：电渣重熔有助于锻态车轮钢中贝氏体组织的细化，但晶粒度会从非电渣重熔时的6级增大至电渣重熔时的3级，调质态A钢(电渣重熔)和B钢(非电渣重熔)的组织都为回火索氏体，晶粒度分别为6级和7级；调质态B钢的强度和布氏硬度高于调质态A钢，-40℃冲击吸收能和断后伸长率略低于调质态A钢；Mn质量分数从0.63%增加至1.06%或者Si质量分数从0.31%增加至0.69%,调质态车轮钢的强度和布氏硬度会增大、断后伸长率和-40℃冲击吸收能会有所减小，耐腐蚀性能增强。     

ZYP40R塑料模具钢电渣重熔工艺实践

介绍了 ZYP40R模具钢的电渣重熔生产工艺.通过电极坯母材原始铝含量控制、电渣重熔时采用返回渣系、重熔过程脱氧剂分阶段加入、全程氩气保护等方式有效保证电渣钢中的铝含量,生产出符合要求的自耗电极及电渣锭.     

一种生产同材质电渣引锭板的模具设计探讨

根据大型真空感应熔炼炉生产中所用锭模的相关特性及电渣重熔工序对引锭板的要求,设计出一种模具及耐材,可在浇注真空电极棒的同时,浇注出符合电渣重熔相关要求的电渣引锭板。实践表明:用此方法设计出的模具与耐材生产的引锭板表面光整,成分与真空锭一致,符合电渣重熔过程的使用要求;同时省时省力,避免了电渣重熔后电渣锭底部切除过多的问题,降低了生产成本。