电渣重熔高氮钢的洁净度研究

对高氮钢电渣重熔前后夹杂物进行对比研究,分析不同渣系和自耗电极氧含量对重熔后夹杂物的影响。研究发现,不同渣系对电渣钢的洁净度影响很大,适当提高w(CaO)/w(Al2O3)可有效降低电渣锭中的夹杂物和全氧量。不同氧含量的自耗电极进行重熔后,电渣锭全氧量及夹杂物种类和组成成分差别不大,夹杂物成分中w(MnO)/w(MnO+Al2O3)≈0.23~0.32,自耗电极中的氧含量与电渣重熔的洁净度没有直接关系,采用氧质量分数为(40~100)×10-6的不同自耗电极,电渣重熔后氧质量分数始终保持在(20~30)×10-6。     

电渣重熔马氏体时效钢中的非金属夹杂物研究

应用电子扫描法（SEM＋EDS）和金相法,对真空感应熔炼（VIM）及随后进行电渣重熔（ESR）的改进型18NiNb马氏体时效钢中的非金属夹杂物进行了定性和评级分析。结果表明,电渣重熔对去除钢中的硫化物和尺寸较大的单颗粒夹杂效果明显,电渣重熔后钢中的夹杂物主要为细小的氧化物夹杂,数量明显减少、且呈弥散分布,进一步提高了18NiNb合金钢的钢锭质量。     

Ca—Si脱氧及酸性渣重熔改善轴承钢的夹杂物

研究了电渣母材的脱氧制度及重熔渣系对轴承钢夹杂物和疲劳性能的影响。（１）Ａｌ脱氧的电渣母材，无论用碱性渣还是用酸性渣重熔，钢中的夹杂物都以脆性的Ａｌ２Ｏ３为主；（２）Ｃａ－Ｓｉ和Ｃａ－Ｓｉ＋Ｆｅ－Ｓｉ脱氧的电渣母材，经碱性渣系重熔后，钢中的夹杂物仍以Ａｌ２Ｏ３为主；但经酸性渣系重熔后，钢中的夹杂物变成以硫化物和硅酸盐为主的塑性夹杂物，钢材的疲劳寿命提高。     

电渣重熔钢液洁净度控制研究进展

电渣重熔工艺能够显著去除钢中的非金属夹杂物、降低钢中的总氧含量。本文阐述了电渣重熔过程中非金属夹杂物的去除机理、夹杂物成分和含量的控制以及电渣重熔过程中氧含量的控制,介绍了电渣重熔过程钢液洁净度控制的研究进展,提出了进一步提高电渣重熔过程钢液洁净度水平的研究方向。     

Ca－Si脱氧及酸性渣重熔改善轴承钢的夹杂物

研究了电渣母材的脱氧制度及重熔渣系对轴承钢夹杂物和疲劳性能的影响。（１）Ａｌ脱氧的电渣母材，无论用碱性渣还是用酸性渣重熔，钢中的夹杂物都以脆性的Ａｌ＿２Ｏ＿３为主；（２）Ｃａ－Ｓｉ和Ｃａ－Ｓｉ＋Ｆｅ－Ｓｉ脱氧的电渣母材，经碱性渣系重熔后，钢中的夹杂物仍以Ａｌ＿２Ｏ＿３为主；但经酸性渣系重熔后，钢中的夹杂物变成以硫化物和硅酸盐为主的塑性夹杂物，钢材的疲劳寿命提高。     

高碱度精炼渣对GCr15轴承钢夹杂物特性的影响研究

为了研究高碱度精炼渣对GCr15轴承钢夹杂物的影响规律,采用真空感应炉对GCr15轴承钢进行了重熔精炼实验,并用扫描电镜与能谱分析仪对原样和重熔样夹杂物的尺寸、形貌和化学成分进了分析。研究结果表明:经重熔精炼后各类型夹杂物尺寸均明显减小。高碱度精炼渣重熔过程中,Al_2O_3类夹杂转变为部分复合钙铝酸盐外包硫化物的Al_2O_3夹杂;初始钙铝酸盐类夹杂转变成外包硫化物的钙铝酸盐夹杂;此外,简单的硫化物夹杂转变为复合硫化物,从而在熔炼过程中更易上浮脱除。高碱度精炼作用可显著改变夹杂物形态及尺寸,提高GCr15轴承钢质量。     

17-7PH沉淀硬化不锈钢电渣重熔过程洁净度的变化

采用35 t电弧炉-AOD脱碳-LF精炼-模铸工艺制备了17-7PH沉淀硬化不锈钢自耗电极,并通过气体保护电渣炉重熔得到了2 t重的电渣锭。利用ASPEX扫描电镜分析了电渣重熔前后17-7PH钢中夹杂物数量、尺寸、成分的变化规律,并采用SEM-EDS进一步观察夹杂物的形貌及组成。研究结果发现,电渣重熔后,O含量由6.6×10^-6降至5.7×10^-6,N含量由200×10^-6降至180×10^-6。重熔前后夹杂物的类型没有变化,重熔后总的夹杂物数量大幅减少,特别是大颗粒夹杂物的数量明显减少、尺寸减小。电渣锭中总的夹杂物以AlN夹杂物为主,其尺寸较大、数量最多。为了提高17-7PH钢电渣锭的洁净度,应尽可能减少自耗电极中的N含量,以减少电渣重熔过程AlN夹杂物的生成量。     

电渣重熔酸性渣的研究及应用

对发展的电渣重熔酸性渣系的物理化学性能进行了研究。用该酸性渣电渣重熔Si－Ca、Si－Fe脱氧GCr15钢自耗电极的结果表明，可以使钢中夹杂物控制为以硅酸盐为主的塑性夹杂物，提高了钢的疲劳寿命。     

70CaF_2-30Al_2O_3渣系电渣重熔Cr13Mn4Mo不锈钢中夹杂物的演变

采用70CaF_2-30Al_2O_3渣系对Cr13Mn4Mo钢进行电渣重熔试验。利用SEM/EDS、氧氮分析仪和碳硫分析仪分析和检测了Ф55mm电极及Ф120mm(36 kg)电渣锭中全氧含量、硫含量及夹杂物的数量、尺寸和形貌,钢中MnS夹杂的析出过程进行了热力学分析。结果表明,电渣重熔后钢中全氧含量由0.0121%降低至0.0044%,硫含量由0.010%降低至0.002%,和电极相比,电渣锭中夹杂物数密度由855个/mm~2降低至257个/mm~2,钢中夹杂物的尺寸明显减小,为1μm左右Al_2O_3夹杂,以及以Al_2O_3为核心,外层附着MnS的复合夹杂。热力学计算表明,在实验条件下没有单个的MnS生成,这与SEM/EDS分析结果吻合。     

电渣重熔对高氮17Cr-17Mn-2Mo奥氏体不锈钢冶金质量和性能的影响

通过50 kg真空加压感应炉+气氛保护电渣重熔(ESR)熔炼的超低碳17Cr-17Mn-2Mo-0.8N奥氏体不锈钢,研究了该钢ESR前后的夹杂物含量和尺寸、冶金质量和力学性能。结果表明,经电渣重熔,钢中夹杂物含量明显降低,夹杂物平均尺寸由重熔前的2.36μm降低至1.81μm,钢中硫含量由重熔前0.004%降低至0.001%;电渣重熔后Φ20 mm锻材组织均匀细小,力学性能R_m、A和A_(KU)分别从重熔前924 MPa、30.5%和248 J提高到1 053MPa、50.0%和296 J;电渣重熔消除了电极中的气孔缺陷,电渣锭成材率较电渣前提高了30%以上。     

Effect of initial large-sized inclusion content on inclusion removal during electroslag remelting of H13 die steel

The current paper focuses on the influence of initial large-sized inclusion content in the consumable electrode on inclusion removal during electroslag remelting (ESR) of H13 die steel. Considering the relationship between the inclusion size and the interfacial energy change of the slag/inclusion/steel system during the inclusion transfer across the steel/slag interface, the thermodynamic conditions for inclusion removal from steel to the slag were put forward. The results showed that the content of large-sized inclusions in final ESR ingot was decreased by approximately 13.66% with the increase in large-sized inclusion content in the consumable electrode from 11.36?mg/10?kg to 16.50?mg/10?kg. The interfacial energy change of the slag/inclusion/steel system decreases with the increase in inclusion radius during the absorption process of inclusions by slag, which is beneficial for inclusion removal.     

电渣重熔用预熔渣的开发和应用

预熔渣是电渣重熔生产高质量和高端合金材料的必要造渣原料..实验研究了新渣料和预熔渣在湿 度90%大气下存放的增重率;新渣料中石灰含量对渣料吸潮性能的影响;新渣料和预熔渣对重熔过程钢中氢含量 的影响。应用结果表明,用电熔法制成预熔渣进行电渣重熔,吨钢电耗降低100 -200 kWh,钢锭成材率提高3%以 上,电渣锭无损探伤合格率大幅提高,显著降低钢中氢含量和改善钢锭表面质量。     

HR-2钢电渣工艺及夹杂物去除研讨

HR-2钢对夹杂物要求很严，采用一般电渣重熔工艺难以使夹杂物级别符合技术条件要求。本文对采用不同渣系电渣重熔工艺进行了研究和讨论，认为控制电渣重熔过程的熔化速度和选择对夹杂物吸附强的渣系有利于去除钢中夹杂物。     

H13热作模具钢电渣重熔渣系优化

模具钢是模具最重要的组成部分,其品种、规格、质量对模具的性能、使用寿命和制造周期起着决定性作用。因为模具钢苛刻的质量要求,对模具钢生产技术及制备过程提出了更高要求。电渣重熔(ESR,electroslag remelting)工艺冶炼出的钢锭具有高均匀度、高洁净度、低偏析度等优势,逐渐成为冶炼优质模具钢的主要技术手段。在电渣重熔生产过程中,电渣渣系起着熔化电极、钢水精炼、凝固结晶等主要作用,是熔炼稳定的基础,因此,选择合适的渣系成分及性能是电渣重熔工艺的关键。结合4Cr5MoSiV1热作模具钢特性,以某钢厂现行5种H13热作模具钢ESR渣系为研究对象,通过渣系物化性能分析和微观结构模拟研究,提出了渣系优化方向,确定了适合电渣重熔H13热作模具钢的渣系。结果表明,L4渣系的熔点、黏度、密度、光学碱度、电导率等物理化学性能较好。该熔渣铝的平均配位数最大,为2.39,且三配位和四配位的铝所占比例较高,网络结构较为复杂;复杂结构单元Q³和Q⁴含量最多,具有高聚合度的网络结构;Al—O键长较短且存在键长更短的Si—O、Si—F键,电渣重熔过程的稳定性最...     

降低电渣重熔GCr15钢的氧含量

在420mm／250mm方形结晶器的工业炉上重熔1．2t锭,比较了含高氟的二元渣系、低氟和中氟的五元渣系、重熔气氛（Ar气保护）、自耗电极表面质量、渣中aFeO值和自耗电极含氧量对重熔钢氧含量的影响。结果表明,自耗电极氧含量为5．87×10-6和10×10-6．在氮气气氛、低氟五元渣系下重熔,电渣过程是一个增氧过程,重馆过程中降低渣中aFeO值,可使GCr15钢的氧含量降至15×10-6左右。     

Assessment of Oxygen Control and Its Effect on Inclusion Characteristics during Electroslag Remelting of Die Steel

Deoxidation during electroslag remelting of S136 die steel was experimentally studied. The characteristics of inclusions in the electrode and ESR ingots were determined by image analyzer and SEM‐EDS. The results show that the oxygen content can be reduced from 89 ppm in the electrode to the lowest (12 ppm) in the ingot only when protective Ar gas remelting in combination with specially designed slag deoxidation treatment were employed simultaneously. The proportion of the oxygen combined as oxide inclusions increases with decreasing the total oxygen content in ESR ingot. The original inclusions in the electrode are mainly large (Mn,Cr)S and the large inclusions in the form of Al₂O₃ core surrounded by an outer sulfide layer, besides a few pure Al₂O₃ inclusions. After ESR process, while only pure Al₂O₃ inclusions with the size of about 1 µm were observed in ESR ingots. The large inclusions in the electrode were removed during ESR process. With higher oxygen content in the ingot, the contents of inclusions and large inclusions would be relatively higher. The results from industrial experiments have confirmed the availability of the present oxygen control technique. The mechanisms of oxygen behavior and control as well as inclusion evolution during ESR process were proposed based on experimental results along with thermodynamic analysis.     

电渣重熔渣系对GCr15轴承钢洁净度的影响

针对目前在电渣重熔(ESR)GCr15轴承钢D类夹杂物超标问题,设计不同渣系,并分别借助Factsage软件和经验公式计算了渣系的熔化特性、黏度、电导率等物性参数,采用实验室渣金平衡实验及现场2.5 t电渣重熔实验分析得出：最优ESR渣系为55CaF₂-25Al₂O₃-15CaO-5MgO。使用新渣系平均全氧含量较传统渣系降低41.98%,并且能够降低电渣锭不同位置的全氧含量;对于1～5μm夹杂物个数较原始渣系下降了31.25%。通过渣系对夹杂物调控,改善了GCr15轴承钢中D类夹杂物,评级级别可达到0.5级,能够更好地“净化”电渣锭。     

氩气流量、渣系和加Al粉对1Cr21Ni5Ti钢保护气氛重熔锭[Ti]的影响

生产试验了氩气流量（15~45 L/min）,三元（/%:63CaF₂,27Al₂O₃,10CaO）、四元（/%:53CaF₂,22Al₂O₃,20CaO,5MgO）和五元（/%:50CaF₂,22Al₂O₃,20CaO,5MgO,3TiO₂）渣系和重熔过程加Al粉对3 t保护气氛重熔1Cr21Ni5Ti钢锭[/%:0.09~0.14C,≤0.80Mn,≤0.80Si,≤0.025S,≤0.035P,4.8~5.8Ni,20~22Cr,5×（C-0.02~ 0.65Ti]中[Ti]的影响。结果表明,增加氩气流量,采用五元渣系和重熔过程均匀加入Al粉可使重熔锭平均钛的烧损△[Ti]≤0.15%。采用优化工艺在6 t保护气氛电渣炉,填充比0.58,电流12 500~13 500 A,电压40~43 V,,氩气流量30 L/min,重熔1Cr21Ni5Ti钢的结果表明,电渣锭成分稳定,C含量0.090%~0.091%;Ti含量0.46%~0.52%。      

Fe-20Cr-5Al不锈钢加稀土元素La合金化工艺对La收得率的影响

研究了50kg真空感应炉+电渣重熔工艺冶炼Fe-20Cr-5Al不锈钢(/%:0.004~0.006C,0.18Si,0.08Mn,20.25~20.28Cr,5.06~5.17Al)时的加La合金化方法对La回收率的影响。结果表明,采用真空感应炉熔炼(VIF)Fe-20Cr-5Al母合金+稀土氧化物La₂O₃(/%:50CaF₂-20CaO-30La₂O₃)电渣重熔(ESR)La合金化时,钢中La的平均含量为0.003%,加稀土氧化物电渣重熔La合金化不明显;真空感应炉母合金La合金化(含0.38%La)+70%CaF₂-30%Al₂O₃电渣重熔后钢中平均La含量为0.066%;真空感应炉母合金La合金化(含0.34%La)+50%CaF₂-20%CaO-30%La₂O₃电渣重熔后钢中平均La含量为0.032%,说明含La母合金在电渣重熔过程La烧损较大,但30%Al₂O₃较30%La₂O₃更有利降低母合金在电渣重熔过程中La的烧损。     

Study on Electro-Capillary Oscillation in ESR System

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