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摘要：通过15#电渣炉渣系的变化，阐述含氧化镁、氧化钙渣系的优缺点，证明含氧化镁渣系有利于提高电渣钢锻件探伤合格率。
关键词：电渣炉 氧化镁 渣系 探伤
中图分类号：F224-39
1、概述
15#电渣炉是一台三相电渣炉， 设计能力15吨，可生产8.5～26.5吨的电渣锭，是北满特钢最大的电渣炉。电渣钢锭型越大，偏析越严重，冶金质量越难以控制，导致电渣锭生产的锻件探伤合格率偏低。通过近三年的统计，15#电渣炉采用原工艺生产MC5，锻件的探伤合格率仅为89.03%。从09年5月起，进行改变渣系的工艺改进，收到了良好的效果。MC5电渣钢锻件的探伤合格率提高到95.53%。并且改进后的工艺已经纳入到北满特钢的新版工艺规程。
2、影响电渣钢锻件合格率低的主要因素
北满特钢电渣钢锻件探伤的不合格品大多都已“质点偏析”报出。为了确定探伤不合格品的性质，北满特钢对探伤不合格的锻件进行过很多低倍检验。从多年的低倍检验结果来看，电渣钢锻件探伤的不合格品，绝大多数都是细微的氢致裂纹，也有部分形成白点。只有少数低倍试片上存在着实质性的非金属夹杂。多年的检验结果验证15#电渣炉生产的电渣钢的氢含量高是探伤合格率低的主要原因。MC5电渣钢锻件探伤不合格品的性质也基本相同。
15#电渣炉建成初期，原本采用“3：7”渣系生产电渣钢。为了进一步增强脱硫能力及改善电渣锭的表面质量，加入了5%的石灰。多年来，多采用CaF2：Al2O3：CaO=60%：35%：5%的渣系。由于15#电渣炉锭型较大，采用含5%石灰的量也相对较多，且石灰具有很高的熔点（2580℃），在运输和储存过程中很容易吸潮。石灰在渣料加热炉中800℃的温度下烘烤，结晶水和吸附水很难充分去除。并且在造渣前，渣料从加热炉中取出后的放置过程中，以及重熔过程中都有很强的吸湿性。尤其在重熔过程中由于15#电渣炉充填比偏小。致使渣池与大气的接触面积增大，加之使用含有石灰的吸湿性较强的渣系，导致重熔过程中增氢。
3、采取改变渣系的措施，提高电渣钢的质量
采用含氧化镁的三元渣系，是在查阅了很多国内外相关资料和借鉴其他生产厂成功经验的基础上，在北满特钢进行推广的。北满特钢09年开始进行用镁砂代替石灰的工艺试验。将原来使用5%的石灰改为5%的镁砂。
日本的“电渣熔炼用熔剂”专利资料中，多处提到关于熔渣的玻璃化率问题。认为渣中加入MgO可以提高熔渣的玻璃化率，有效抑制吸氢。并且提出：“CaO富有吸湿性，有提高熔渣含氢量的倾向，易产生气孔等缺陷。”“SiO2及MgO系为试图减低熔渣的吸湿性，从而防止因铸锭氢含量增加产生气孔等缺陷加入的”。
李正邦认为：“渣中含有适当的MgO将会在渣池表面形成一层半凝固膜，可防止渣池吸氧及防止渣中变价氧化物向金属熔池传递供氧，从而使铸锭中氧、氢、氮含量降低，同时这层半凝固膜可减少渣表面向大气辐射的热损失。”
另外，世界最大的预熔渣生产厂-德国的瓦克公司，生产的预熔渣在欧美被广泛使用。其生产销售的十余个品牌的渣系中，也都含有一定量的MgO的成分。
4、改氧化镁渣系后的效果验证
2009年5月至2010年12月，15#电渣炉采用含氧化镁三元渣系共生产各类（含碳结、合结、合工、不锈钢等21个品种）电渣钢465炉，电渣钢产量为7121.6t。一次合格率97.3%。高于指标1.3%。其中一次不合格品主要为14.3～14.5t MC5 大型辊坯的点状偏析，占一次不合格品总量的68.2%。尤其2010年1～7月生产电渣钢2634.6t，一次不合格品及综合不合格品都为零，创炉台投产以来最好水平。2010年1～11月一次及综合合格率两项指标也达到了近4年来最好水平。
4.1、钢锭表面情况：
相比含CaO渣系，渣子更易于化清，崩渣明显减少，保证了化渣质量，钢锭尾部生渣大幅减少，尾部成形好。通过下工序质量信息反馈，没有发生夹灰现象。
熔渣具有很好的流动性，钢锭表面质量良好，能够满足热送条件；同时补缩前阶段的递减功率操作，也确保了钢锭的补缩质量。
4.2、疑难钢种冶炼：
14t H13 及 18.8-20.6t 15Cr2Mo1A大锭型，以前在15#炉从未生产过，而且探伤要求很高。采用含氧化镁三元渣系生产后， 质量完全满足用户要求，尤其H13鋼种，得到了用户持续的订货合同。
据北满特钢提供的统计数据， 2007年～2009年5月10日，北满特钢15#电渣炉使用含氧化钙三元渣系生产MC5，电渣钢锻件的探伤合格率为89.03%；2009年5月～2010年12月，15#电渣炉使用含MgO三元渣系，生产MC5电渣钢锻件的探伤合格率为95.53%。
4.3、经济效益计算
使用MgO渣系后，减少锻件（材）探伤不合格品：
=锻件（材）检验量×（使用CaO渣系合格率-使用MgO渣系合格率）
=（4777.745+223.511）×（95.53%-89.03%）
=325.082（吨）
创效=锻件（材）探伤不合格品减少量×（锻件吨钢售价-返回钢平均残值）
=325.082×（16000-5044）
=3561594.45（元）
（注：钢锻件（材）平均售价以16000元/吨，返回钢平均残值取5044元/吨。）
5、结束语
经过北满基地近两年生产实践验证，15#电渣炉使用含氧化镁三元渣系，电渣重熔过程稳定，电渣锭表面光洁，杜绝了化学成分废品和电渣锭尾部夹渣废品，电渣钢的一次合格率和综合合格率以及电渣钢锻件的探伤合格率明显提高，具有较为显著的经济效益。含氧化镁三元渣系已经纳入北满特钢的技术规程。
参考文献
谢继莹，电渣重熔合金钢及合金过程中某些质量问题的探讨
关键词：电渣炉 氧化镁 渣系 探伤
中图分类号：F224-39
1、概述
15#电渣炉是一台三相电渣炉， 设计能力15吨，可生产8.5～26.5吨的电渣锭，是北满特钢最大的电渣炉。电渣钢锭型越大，偏析越严重，冶金质量越难以控制，导致电渣锭生产的锻件探伤合格率偏低。通过近三年的统计，15#电渣炉采用原工艺生产MC5，锻件的探伤合格率仅为89.03%。从09年5月起，进行改变渣系的工艺改进，收到了良好的效果。MC5电渣钢锻件的探伤合格率提高到95.53%。并且改进后的工艺已经纳入到北满特钢的新版工艺规程。
2、影响电渣钢锻件合格率低的主要因素
北满特钢电渣钢锻件探伤的不合格品大多都已“质点偏析”报出。为了确定探伤不合格品的性质，北满特钢对探伤不合格的锻件进行过很多低倍检验。从多年的低倍检验结果来看，电渣钢锻件探伤的不合格品，绝大多数都是细微的氢致裂纹，也有部分形成白点。只有少数低倍试片上存在着实质性的非金属夹杂。多年的检验结果验证15#电渣炉生产的电渣钢的氢含量高是探伤合格率低的主要原因。MC5电渣钢锻件探伤不合格品的性质也基本相同。
15#电渣炉建成初期，原本采用“3：7”渣系生产电渣钢。为了进一步增强脱硫能力及改善电渣锭的表面质量，加入了5%的石灰。多年来，多采用CaF2：Al2O3：CaO=60%：35%：5%的渣系。由于15#电渣炉锭型较大，采用含5%石灰的量也相对较多，且石灰具有很高的熔点（2580℃），在运输和储存过程中很容易吸潮。石灰在渣料加热炉中800℃的温度下烘烤，结晶水和吸附水很难充分去除。并且在造渣前，渣料从加热炉中取出后的放置过程中，以及重熔过程中都有很强的吸湿性。尤其在重熔过程中由于15#电渣炉充填比偏小。致使渣池与大气的接触面积增大，加之使用含有石灰的吸湿性较强的渣系，导致重熔过程中增氢。
3、采取改变渣系的措施，提高电渣钢的质量
采用含氧化镁的三元渣系，是在查阅了很多国内外相关资料和借鉴其他生产厂成功经验的基础上，在北满特钢进行推广的。北满特钢09年开始进行用镁砂代替石灰的工艺试验。将原来使用5%的石灰改为5%的镁砂。
日本的“电渣熔炼用熔剂”专利资料中，多处提到关于熔渣的玻璃化率问题。认为渣中加入MgO可以提高熔渣的玻璃化率，有效抑制吸氢。并且提出：“CaO富有吸湿性，有提高熔渣含氢量的倾向，易产生气孔等缺陷。”“SiO2及MgO系为试图减低熔渣的吸湿性，从而防止因铸锭氢含量增加产生气孔等缺陷加入的”。
李正邦认为：“渣中含有适当的MgO将会在渣池表面形成一层半凝固膜，可防止渣池吸氧及防止渣中变价氧化物向金属熔池传递供氧，从而使铸锭中氧、氢、氮含量降低，同时这层半凝固膜可减少渣表面向大气辐射的热损失。”
另外，世界最大的预熔渣生产厂-德国的瓦克公司，生产的预熔渣在欧美被广泛使用。其生产销售的十余个品牌的渣系中，也都含有一定量的MgO的成分。
4、改氧化镁渣系后的效果验证
2009年5月至2010年12月，15#电渣炉采用含氧化镁三元渣系共生产各类（含碳结、合结、合工、不锈钢等21个品种）电渣钢465炉，电渣钢产量为7121.6t。一次合格率97.3%。高于指标1.3%。其中一次不合格品主要为14.3～14.5t MC5 大型辊坯的点状偏析，占一次不合格品总量的68.2%。尤其2010年1～7月生产电渣钢2634.6t，一次不合格品及综合不合格品都为零，创炉台投产以来最好水平。2010年1～11月一次及综合合格率两项指标也达到了近4年来最好水平。
4.1、钢锭表面情况：
相比含CaO渣系，渣子更易于化清，崩渣明显减少，保证了化渣质量，钢锭尾部生渣大幅减少，尾部成形好。通过下工序质量信息反馈，没有发生夹灰现象。
熔渣具有很好的流动性，钢锭表面质量良好，能够满足热送条件；同时补缩前阶段的递减功率操作，也确保了钢锭的补缩质量。
4.2、疑难钢种冶炼：
14t H13 及 18.8-20.6t 15Cr2Mo1A大锭型，以前在15#炉从未生产过，而且探伤要求很高。采用含氧化镁三元渣系生产后， 质量完全满足用户要求，尤其H13鋼种，得到了用户持续的订货合同。
据北满特钢提供的统计数据， 2007年～2009年5月10日，北满特钢15#电渣炉使用含氧化钙三元渣系生产MC5，电渣钢锻件的探伤合格率为89.03%；2009年5月～2010年12月，15#电渣炉使用含MgO三元渣系，生产MC5电渣钢锻件的探伤合格率为95.53%。
4.3、经济效益计算
使用MgO渣系后，减少锻件（材）探伤不合格品：
=锻件（材）检验量×（使用CaO渣系合格率-使用MgO渣系合格率）
=（4777.745+223.511）×（95.53%-89.03%）
=325.082（吨）
创效=锻件（材）探伤不合格品减少量×（锻件吨钢售价-返回钢平均残值）
=325.082×（16000-5044）
=3561594.45（元）
（注：钢锻件（材）平均售价以16000元/吨，返回钢平均残值取5044元/吨。）
5、结束语
经过北满基地近两年生产实践验证，15#电渣炉使用含氧化镁三元渣系，电渣重熔过程稳定，电渣锭表面光洁，杜绝了化学成分废品和电渣锭尾部夹渣废品，电渣钢的一次合格率和综合合格率以及电渣钢锻件的探伤合格率明显提高，具有较为显著的经济效益。含氧化镁三元渣系已经纳入北满特钢的技术规程。
参考文献
谢继莹，电渣重熔合金钢及合金过程中某些质量问题的探讨