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降低电耗、减少污染、提高生产率及提高铸锭质量是电渣重熔技术的发展趋势,而新渣系的开发和应用是解决上述问题的关键。
本课题在查阅电渣冶金相关文献的基础上,针对冷轧辊钢的电渣重熔生产、IN718高温合金钢的电渣重熔生产和电渣连铸工艺分别设计出实验型新渣系,然后在实验室条件下测定出新、旧渣系的熔化温度特性和粘度特性,并采用经验公式计算出新、旧渣系的密度、光学碱度等物理化学性质参数,对测试和计算的结果进行分析,并结合实际生产的反馈情况,对渣系的组成进行调整,从而开发出有实际生产意义的电渣重熔用新渣系。
1.冷轧辊钢的电渣重熔生产所用渣系的开发国内某厂电渣重熔生产冷轧辊钢存在生产电耗高、钢锭产生白点缺陷等问题,为解决这些问题我们设计了L2、L3、L4新渣系,新渣系的CaF<,2>含量依次降低,其中L4是无氟渣系。经实验检测和计算,我们得到渣系的物理化学性质:L1、L2、L3渣系的熔点和电导率依次降低,光学碱度依次增大,粘度受温度的影响依次减小,密度相差不大。经分析我们认为L2、L3渣系对于冷轧辊钢的生产优于原始用渣L1。在实际生产条件下,采用L2渣系进行了三批试验,试验结果很理想,新渣系和与之匹配的工艺制度的采用不仅可以大幅度的提高产品合格率,而且可以大大的降低电耗,减少氟化物污染,从而降低生产成本,为企业带来更大的经济效益。L4无氟渣系的熔点和粘度偏高,这对生产的工艺参数提出新的要求,有待进一步研究。
2.IN718合金的电渣重熔生产所用渣系的开发采用电渣重熔工艺生产IN718高温合金较之电弧重熔生产高温合金具有脱硫效果好,内部组织结构优良等优势,但也存在易氧化元素烧损等问题。本课题针对IN718高温合金的电渣重熔生产,对文献中提到的H1、H2渣系和我们自己设计的H3、H4渣系的物理化学性质进行研究,从测试和计算的结果看,我们认为H4渣系对于电渣重熔生产IN718合金是较合理的渣系。因此我们采用该渣系进行电渣重熔实验。从实验结果可看出:用H4渣系进行冶炼的效果比较理想,钢锭的表面质量光滑,内部结晶组织致密,结晶趋向清晰,并且钢锭的成分均匀,Ti、Al含量基本没变化。由此可见H4渣系的物理化学性质基本满足电渣重熔生产IN718合金的要求,并且TiO<,2>等氧化物的含量合理,基本解决了易氧化元素的烧损问题。
3.电渣连铸所用渣系的开发在结合电渣重熔和连铸技术优点的基础上,东北大学钢铁冶金研究所采用双极串联-交换电极-在线切割等技术,开发了电渣连铸(ESCC)新技术。电渣连铸技术与传统的电渣重熔技术相比,降低了生产成本、提高了工作效率。电渣连铸技术具有广泛的应用前景和很高的经济价值。采用传统的ANF-6渣系应用于电渣连铸工艺,存在钢锭表面有渣沟、冶炼过程不稳定等缺点,为了发挥电渣连铸工艺的优点,必须开发与其相适用的新渣系。本课题在研究渣系物性参数的基础上,认为四组渣系从物性参数角度考虑都是合理的渣系。我们选用粘度随温度变化较小,电导率较低,含Al<,2>O<,3>,CaO较高的R1、R2、R3渣系进行实验,实验效果较理想。对于无氟渣R4,还没有进行实验,它的应用效果有待进一步讨论。
必须指出的是电渣连铸技术是新的冶炼工艺,对其工艺细节和工艺参数的确定还不够完善,待工艺成熟后,可以以我们设计的渣系为基渣,添加其他成分,继续研究更加合理的渣系。