稀土电渣重熔0Cr_(25)Al_5电热合金的物理化学

文中首先从热力学分析了电渣重熔0C_(25)Al_5时将渣中稀土氧化物还原成稀土进入合金中的可能性,进而从活度、熔体性质及正交试验确定了新的电渣系——稀土渣系的合理组成及相匹配的冶炼工艺条件。实验表明稀土渣是电渣重熔加稀土的一种好方法,它能往0Cr_(25)Al_5中加入约0.02％稀土,该渣还具有较强的去H、O、N脱S、P及去夹杂能力,使合金的清洁度得到提高,进一步提高了0Cr_(25)Al_5合金的质量,使在1350℃的寿命达60小时以上,常温韧性及寿命和伸长率得到了改善。长期的生产实践证明,Fe—Cr—Al电热合金加稀土后能显著提高其质量。但目前一般均采用稀土金属直接加入法,这种方法有不少缺点,如稀土回收率很低,只达7—15％,这对我国宝贵资源的利用极不合理;其次,由于稀土的大量烧损,那些比重大、熔点高的稀土氧化物必然有相当部份以夹杂的形式残留于合金中而弄脏了合金,使稀土钢的低倍组织往往不合格;又由于稀土是一种良好的吸氢物质,生产中加入稀土前一般均未进行予脱氢,因此随同稀土的加入将带入大量氢气,钢丝厂生产中发现浇铸稀土FeCrAl时,有大量气体排出致使金属上涨,降低了金属回收率。为了充分发挥稀土元素的作用,合理利用我国资源,“独立自主、自力更生”地发展我国的稀土钢系统,走自己的利用稀土的道路。本研究在于建立一种适合于电渣重熔的新的稀土加入法——稀土还原加入法。因此建立一个含稀土氧化物的新渣系,弄清稀土渣还原的物理化学过程及结合FeCrAl的冶炼全面考查稀土渣的性能,是这项工作的中心内容。     

含稀土渣的性质及其在电渣重熔电热合金中的应用

文中提出了一种适用于电渣重熔的还原稀土氧化物加稀土的新工艺。从热力学分析了用铝、钙、硅、钛及铁铬铝中的铝还原稀土氧化物成稀土金属进入合金的可能性。根据活度、熔体性质及正交设计试验确定了新的稀土渣系的合理组成及相应的工艺条件。实验表明,用稀土渣进行电渣重熔能使OCr25A15中含稀土量达0.02％,与Al_2O_3-CaF_2系比较它具有更强的去氧、氮、硫、磷、氢及夹杂的能力。再加稀土改变了夹杂物的类型和形貌。使OCr25A15合金在1350℃寿命达62小时以上,常温韧性及寿命试验后的伸长率亦得到了改善。     

电渣重熔高温合金渣系对冶金质量的影响

 电渣重熔渣系的组成直接关系到高温合金的冶炼质量和表面质量。分析了高温合金电渣重熔渣系选择的基本要求和组成特点,确定了高温合金电渣重熔常用渣系的基本类型。通过研究高温合金电渣重熔渣系对冶金质量的影响可知：高碱度渣系具有较好的脱硫效果;为了降低渣料中的不稳定氧化物,应在使用前对萤石进行提纯;可以采用改变渣系组元和加入铝粉的方法,从而减少铝、钛等易氧化元素的烧损;选择低熔点渣系,可有效减少和避免含钛高温合金在电渣重熔过程中易出现的锭身表面渣沟、腰带缺陷、锭身分流眼等表面缺陷。提出的高钛低铝型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：CaF2 65%～70%、[Al2O3]12%～15%、[CaO]12%～15%、[MgO]3%～8%、[TiO2]2%～5%。高铝低钛型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：[CaF2]60%～65%、[A12O3]15%～20%、[CaO]15%～20%、[MgO]0～5%、[TiO2]0%～2%。     

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.     

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。     

舞钢40 t板坯电渣炉渣系的选择与应用

主要从电渣重熔过程中熔渣的作用和性能要求出发,阐述了渣系对电渣重熔的影响,并根据生产实践,介绍了几种渣系在舞钢公司电渣炉中的应用情况,为电渣炉渣系的选择提供参考。     

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     

铝热法冶炼高钒铁“A-C-M”三元渣系的特性分析

为研究高熔点合金渣系的特性,常采用铝热法生产,铝热法是冶炼高熔点、高价值金属及合金的主要方法,其炉渣主要为Al_2O_3-CaO-MgO系,特点是高Al_2O_3、高熔点、高粘度。利用此法分析了该渣系的特点,对其炉渣形态进行了初步探讨,研究了该渣系的某些物化性能和对冶炼经济技术指标的影响,探索改良渣系的方法,以达到改善冶炼指标的目的。     

渣成分对高温合金0Cr15Ni25Ti2MoAlVB 电渣重熔Ti烧损率和钢锭表面质量的影响

试验分析了2.5 t电渣炉使用4种成分熔渣重熔0Cr15Ni25Ti2MoAlVB合金时的Ti烧损率。试验结果表明,4种渣系中75%CaF₂-15%Al₂O₃-10%CaO三元提纯渣的Ti烧损率最低,为7.0%,并且避免了70%CaF₂-30%Al₂O₃的二元渣系重熔钢锭表面渣沟等缺陷。     

渣成分对高温合金0Cr15Ni25Ti2MoAIVB电渣重熔Ti烧损率和钢锭表面质量的影响

试验分析了2．5t电渣炉使用4种成分熔渣重熔0Cr15Ni25Ti2MoAIVB合金时的Ti烧损率。试验结果表明，4种渣系中75％CaF2-15％Al2O3-10％CaO三元提纯渣的Ti烧损率最低，为7．0％，并且避免了70％CaF2-30％Al2O3的二元渣系重熔钢锭表面渣沟等缺陷。     

渣成分对合金0Cr15Ni25Ti2MoAlVB电渣重熔Ti烧损率和钢锭表面质量的影响

试验分析了2．5t电渣炉使用4种成分熔渣重熔0Cr15Ni25Ti2MoAlVB合金时的Ti烧损率。试验结果表明，4种渣系中75％CaF2-15％Al2O3-10％CaO三元提纯渣Ti烧损率最低，为7．0％，并且避免了70％CaF2-30％Al2O3的二元渣系重熔钢锭表面渣沟等缺陷。     

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。     

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:     

Inconel718高温合金电渣重熔铝钛元素烧损热力学分析

 为了研究Inconel718高温合金电渣重熔过程中渣系各组元对合金中易氧化元素铝、钛的影响，以五元渣系CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2为基，通过分子与离子共存理论，根据渣金界面中各组元的平衡反应和物质守恒，建立了Inconel718高温合金电渣重熔过程中渣金界面铝、钛元素氧化反应的热力学模型。通过分析该模型并对模型结果进行渣金平衡验证试验，验证了模型的有效性。研究结果表明，渣中CaF2、MgO质量分数的变化对合金中铝、钛元素的影响很小；渣中Al2O3有烧钛增铝的作用，TiO2有烧铝增钛的作用，CaO能够抑制铝元素的烧损；能够有效减少Inconel718高温合金电渣重熔过程中铝、钛元素烧损的渣系配比为CaO质量分数为20%～25%、TiO2质量分数为4%～6%、MgO质量分数为1%～4%、CaF2质量分数为50%～60%、Al2O3质量分数为15%～20%。     

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     

电渣重熔易切削钢中硫含量及夹杂物的控制

基于热力学分析了电渣重熔中渣系及冶炼工艺对易切削钢AS136的夹杂物及硫均匀性的控制研究.实验采用4 t的非保护气氛电渣炉, 分析了电渣锭中硫含量及夹杂物级别.实验结果发现:采用渣系S1 (质量分数为50%Ca F₂+30%Al₂O₃+20%Si O₂) 冶炼的电渣锭中硫质量分数为0.066%⁰.075%, 能够满足产品要求 (产品中要求硫质量分数在0.05%⁰.10%) , 但是B类和C类的夹杂物级别均达不到标准;在渣系S3 (质量分数为70%Ca F₂+28%Al₂O₃+2%MgO) 以及整个重熔中持续地加入质量分数4.5%镁砂的冶炼工艺下, 不仅可以使电渣锭中硫含量呈均匀分布, 同时还能够改善夹杂物的分布和大小.分析结果表明:随着电渣重熔初期渣温的升高以及渣中Si O₂质量分数的增加, 持续均匀地补加镁砂可以使得电渣锭中的硫沿轴向呈均匀分布.     

电渣重熔的设备选型和工艺选择

本文介绍了电渣重熔的优越性和适宜用电渣炉冶炼的特殊钢和特殊合金,以及炉子吨位及结构的选型和工艺规范的制定等,这对生产高质量电渣钢和新建电渣重熔车间是十分重要的。     

稀土渣系电渣重熔H13钢铸锭的成分、组织及夹杂物特征

稀土(RE)微合金化是开发高品质模具钢的重要手段之一。采用稀土渣系结合电渣重熔实现H13钢铸锭的稀土添加,重点对比研究了稀土氧化铝渣系和氧化铝渣系所制备H13钢铸锭的成分、组织及夹杂物特征,揭示了稀土氧化铝渣系对于H13钢铸态组织的稀土改性作用及机制。结果表明,采用稀土氧化铝渣系或稀土氧化钙渣系均可制备稀土质量分数约0.01%的H13钢铸锭,并分别将S质量分数从电极(原料)的0.01%降低至铸锭的0.005%和0.002%。稀土氧化铝渣系的H13钢铸锭中晶界处有稀土La富集,晶内分布尺寸1～2μm的近球形稀土硫氧化物La_2O_2S(与基体具有4.7%的较低界面错配度)。相比氧化铝渣系,稀土氧化铝渣系将H13钢铸态组织的二次枝晶平均尺寸从109.6μm减少到84.9μm,液析碳化物和夹杂物平均尺寸从5.1μm减少到3.1μm,从而改善稀土H13钢铸态组织的均匀性。     

稀土渣系电渣重熔H13钢铸锭的成分、组织及夹杂物特征

稀土(RE)微合金化是开发高品质模具钢的重要手段之一.采用稀土渣系结合电渣重熔实现H 13钢铸锭的稀土添加,重点对比研究了稀土氧化铝渣系和氧化铝渣系所制备H13钢铸锭的成分、组织及夹杂物特征,揭示了稀土氧化铝渣系对于H13钢铸态组织的稀土改性作用及机制.结果表明,采用稀土氧化铝渣系或稀土氧化钙渣系均可制备稀土质量分数约...     

现代电渣重熔先进技术特征与演进

 电渣重熔是制备高端特殊钢和合金的关键冶炼工艺,在铸锭质量和成材率方面优势明显。随着中国装备制造业的快速发展,对所用钢及合金的质量和性能要求不断提高,而传统电渣重熔技术面临电耗高、产品质量稳定性差等问题。现代电渣冶金技术的发展核心在于浅平熔池形状的稳定控制和杂质元素的高效去除,目标是更高洁净度、更高凝固质量和更高生产效率。为了让国内冶金工作者了解目前电渣重熔技术的最新发展动态,助力中国电渣冶金技术的开发和应用,综述了近年来国内外相继涌现的先进技术与理论,分析了国内外在相关技术的应用特征和演进方向。中国在电渣炉设备制造、气体保护电渣重熔技术、同轴供电技术和结晶器导电技术方面基本与国际先进水平同步,但尚未形成完善可靠的渣系配置理论、精炼过程的热力学及动力学理论,较国外仍有差距,这已成为限制电渣产品质量提升的主要因素之一。低频电源技术、真空电渣重熔技术和旋转电极电渣重熔技术具有极高的工业化应用前景,需要进一步明确其对工艺过程和产品质量的影响规律。摆动控制已成为国际先进电渣企业的主流控制技术,却是中国电渣炉设备制造的短板,借助在线检测和模拟仿真技术的恒熔池形状控制技术是中国电渣冶金控制技术的发展方向。