文档介绍：抚钢保护气氛电渣炉重熔1Cr21Ni5Ti钢Ti烧损规律的探讨
王海江[1],孙常亮[1],徐朋[1],关旭东[2]
([1]抚顺特殊钢股份有限公司技术中心113001 [2]抚顺特殊钢股份有限公司第三炼钢厂113001)
摘要:本文通过采用保护气氛电渣重熔试验,分析了1Cr21Ni5 Ti钢在不同的重熔条件下【Ti】的烧损情况,总结了保护气氛下电渣重熔1Cr21Ni5Ti钢【Ti】的烧损规律。
关键词:保护专氛电涪重熔;烧损
电渣重熔(简称ESR)是通过熔渣的电阻热使自耗电极熔化,金属熔滴穿过熔渣层而形成熔池,并在结晶器内重新结晶凝固成钢锭。在这个过程中,钢与渣进行充分的反应,钢中非金属夹杂及杂质减少,纯净度提高,得到的钢锭表面光滑、成分均匀、组织致密、偏析小、纯洁度高[1]。因此,ESR生产的钢材已广泛用于航天、航空、舰艇、兵器、化工、模具制造等领域。自耗电极在熔化形成液滴——渣洗——凝固的过程中,发生多种复杂的冶金物化反应,不同钢种在不同的重熔工艺制度下,重熔前后的化学成份也将发生不同程度的变化。尤其是重熔含有Ti元素的钢种时,Ti在电渣重熔的过程中易氧化,造成电渣锭成份很难控制。抚钢股份公司采用从德国ALD公司引进的保护气氛电渣炉,该炉为“H”型双工位炉体旋转式结构,同轴导电设计,可最大限度的减少电能消耗和冶炼中的杂散磁场干扰;拥有高精度的称重系统,可准确进行熔速控制;惰性气体保护,可减少易氧化元素的烧损。通过对该钢种进行不同工艺的电渣试验,对保护气氛下电渣重熔时【Ti】的变化进行简要探讨,可以给保护气氛下含Ti钢的电渣重熔提供一些借鉴的经验。并且,通过降低Ti元素的烧损,可以有效节约生产成本。
1试验条件
1Cr21Ni5Ti钢的化学成分见表1。
电渣炉 IG ESR F 760/9/Ⅱ
变压器容量 2200 KVA
电渣重熔试验的基本工艺
自耗电极φ50 mm
锭型φ590 mm
锭重 3t
渣系二元/三元/四元渣系
渣量 130 kg
船气流量 15~45 L/min
取样部位大头距底部150 mm、小头距上端90 mm处钻样
2试验与分析
共进行了50炉试验,通过不同Ar气流量下【Ti】的变化、不同渣系下【Ti】的变化和电渣过程中均匀加入Al粉时【Ti】的变化,对保护气氛下1Cr21Ni5Ti钢中Ti的烧损规律进行探讨,试验数据见表2。
不同Ar气流量对Ti烧损的影响
Ti可以提高不锈钢的抗晶间腐蚀作用,但是必须使Ti含量与C含量达到Ti%≥﹡C%[2],才能保证1Cr21Ni5Ti钢具有良好的抗晶间腐蚀性能。而电渣过程中Ti极易被氧化,很容易造成电渣锭Ti不合,且50%以上的电渣重熔是在套模内完成的,目前还不能100%的保证隔离空气并灵活有效的控制渣上气氛[3]。因此保护气氛电渣重熔时,采用多大的Ar气流量才可以保证Ti烧损较少,是我们必须考虑的问题。
从表2可以看出,保护气氛电渣重熔时的△【Ti】/%,呈由大头到小头增加的趋势;随着Ar气流量的增加,电渣锭大、小头△【Ti】/%也都呈现增加的趋势。说明在电渣重熔的过程中,Ti的烧损量由大头至小头逐渐降低。这是由于Ar气比重比空气大,电渣过程中Ar气下沉,起到