T型结晶器抽锭电渣重熔高速钢90 mm方锭新工艺

 晶界处碳化物严重影响高速工模具钢的红硬性和耐磨性能,电渣重熔工艺能够有效地改善钢锭中碳化物尺寸及分布。传统电渣重熔生产较小钢锭的截面尺寸约为[?]200 mm,减小钢锭截面尺寸和增大冷却速率将会进一步减轻碳化物的偏析程度,但将降低生产效率、提高生产成本。采用双极串联、T型结晶器、抽锭电渣重熔新工艺生产90 mm方锭,并与相同熔化速度传统电渣重熔生产[?]200 mm钢锭进行对比试验。对钢锭成分、低倍、夹杂物、显微组织进行检验分析结果表明,90 mm方钢锭中碳化物尺寸和分布明显优于[?]200 mm钢锭,碳化物在后序锻造或轧制过程中更容易被破碎。新工艺电耗也低于传统电渣重熔工艺。     

快速抽锭电渣重熔M2高速钢160 mm×160 mm铸坯工艺及质量

为控制高速钢钢锭组织的不均匀性和碳化物偏析问题,常采用电渣重熔生产小规格钢锭,但其生产效率低、成材率低。采用快速抽锭电渣重熔小规格长电渣坯可提高生产效率和成材率,利用T型导电结晶器快速抽锭电渣炉以不同熔速重熔M2高速钢160 mm×160 mm方长坯并锻轧成材,通过对电渣坯成分、低倍、铸态组织及轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸检测分析,并与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材进行对比,分析表明快速抽锭电渣炉以400 kg/h熔速重熔的电渣坯成分稳定、低倍组织良好,生产的轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材相当,而生产效率、成材率有明显提高。     

快速抽锭电渣重熔M2高速钢160 mm x160 mm铸坯工艺及质量

为控制高速钢钢锭组织的不均匀性和碳化物偏析问题,常采用电渣重熔生产小规格钢锭,但其生产效率低、成材率低。采用快速抽锭电渣重熔小规格长电渣坯可提高生产效率和成材率,利用T型导电结晶器快速抽锭电渣炉以不同熔速重熔M2高速钢160 mm×160 mm方长坯并锻轧成材,通过对电渣坯成分、低倍、铸态组织及轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸检测分析,并与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材进行对比,分析表明快速抽锭电渣炉以400 kg/h熔速重熔的电渣坯成分稳定、低倍组织良好,生产的轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材相当,而生产效率、成材率有明显提高。     

GH3030合金电渣重熔Al、Ti成分控制分析

对GH3030合金电渣重熔成Ф50mm钢锭，第1批试制生产电渣锭烧Ti增Al的主要原因进行了分析讨论，得出：在电渣重熔初期，渣中TiO2含量很低，而AlO3含量很高，为保持平衡常数KT为一定值，化学反应：3[Ti]＋2（AlO3）□4[Al]＋3（TiO2）向右进行，在钢锭下部[Ti]把渣中（AlO3）的（Al^3＋）还原成[Al]而进入钢中，使钢锭大头端Al成分不合格，为此采取向渣中加入一定量的TiO2粉，能使钢锭Al、Ti成分得到有效控制。     

世界上直径最大的电渣重熔钢锭

上海重型机器厂在自制的大型电渣重熔炉上成功地重熔了一支直径2800mm,重127t的大钢锭.钢锭表面光洁,经初步检验令人满意,钢锭直径超过了西德R?chling-Burboch钢厂的直径φ2300mm的重熔钢锭耗电、电效率也都比较好.上海重型机器厂的电渣重熔是将电炉冶炼出来的钢水浇成长3m多、直径500mm,具有一定形状的电极,然后将电流通过三组电极接触电渣.电渣重熔后的钢锭化学成份均匀,偏析、非金属夹杂物少,钢水更纯洁,内在质量更好.目前,不少用于尖端科学技术的高级合金钢和特殊要求的锻件都将采用电渣重熔.上海重型机器厂这次用电渣重熔试生产大钢锭是为了掌握大型电渣炉的抽锭工艺和了解电渣重熔大锻件的性能.经过了细致的准备工作,对重熔和     

70CaF_2-30Al_2O_3渣系重熔参数控制对电渣锭下部表面质量的影响

根据双臂电渣炉冶炼的521钢(/%:0.37~0.45C,0.80~1.15Si,4.50~5.30Cr,1.20~1.40No,0.85~1.10V)和GCr15钢(/%:0.97C,1.57Cr)电渣锭下部出现的表面缺陷,统计分析了70CaF_2-30Al_2O_3二元渣量、下部冶炼电压和电流以及重熔时间对2.5~5 t电渣锭表面质量的影响。结果表明,控制重熔时间(重熔速率)对电渣锭的表面质量有较大影响:5 t 521钢锭渣量200kg,钢锭下部重熔电压55 V,电流15 500~16 800 A,总重熔时间为434~489 min时,钢锭表面光滑,总重熔时间500 mim时,电渣锭下部有厚15 mm的渣疤;2.5 t GCr15钢锭渣量120kg,下部重熔电压43~44 V,电流13 500~14000 A,总重熔时间316~359 min,钢锭表面光滑,总重熔时间380 min,电渣锭下部有7mn深渣沟和夹渣。     

抽锭电渣重熔过程的流场和温度场的分布规律

建立抽锭电渣重熔过程多物理场三维数值模型,采用商业软件ANSYS对抽锭电渣重熔体系的流场和温度场进行了模拟计算。比较分析了不同电极浸入深度和不同渣池深度下抽锭电渣重熔过程的流场、温度场和金属熔池结构。通过实验测定抽出结晶器时的钢锭表面温度,验证了模拟结果的准确性。研究结果表明,抽锭电渣重熔过程的渣池内有2对漩涡生成,一对大的漩涡逆时针转动,另外一对小的漩涡顺时针转动;熔渣的速度随着电极浸入深度的增加而增大,随着渣池深度的增加而减小;渣池内有2个高温区,渣池内的温度高于金属熔池的温度;抽锭电渣重熔体系(电极、渣池和钢锭)的温度随着电极浸入深度的增加而上升,随着渣池深度的增加而下降。     

抽锭电渣重熔718塑料模具钢板坯锭的新工艺

针对大型塑料模具毛坯电渣锭凝固过程中产生疏松和偏析等缺陷,从改变大型钢锭凝固条件角度出发,试图将大圆钢锭改为等截面面积的扁锭,同时采用双极串联供电控制渣池的温度场,以达到提高钢锭凝固质量的目的.本文介绍了采用双极串联、T型结晶器,抽锭电渣重熔工艺生产了0.32 m×2.0 m×4.0 m的718塑料模具钢板坯工业试验,重熔板坯锭的检验结果表明,板坯锭成分、低倍等凝固质量显著提高.     

电渣浇注空心锭研究

摘自北京科技大学研究生赵沛的博士学位论文,导师朱觉教授。 电渣浇铸法是近年来从电渣重熔发展起来的一种新型工艺方法。本文把电渣浇铸法用于空心锭的生产。在注重新型工艺方法过关的同时,进行了电渣浇铸空心锭的质量特点、凝固参数和补缩工艺的研究,建立了电渣浇铸空心锭的数学模型,并利用此模型在计算机上作了大量模拟实验,根据温度场和凝     

电渣浇注空心锭研究

摘自北京科技大学研究生赵沛的博士学位论文,导师朱觉教授。 电渣浇铸法是近年来从电渣重熔发展起来的一种新型工艺方法。本文把电渣浇铸法用于空心锭的生产。在注重新型工艺方法过关的同时,进行了电渣浇铸空心锭的质量特点、凝固参数和补缩工艺的研究,建立了电渣浇铸空心锭的数学模型,并利用此模型在计算机上作了大量模拟实验,根据温度场和凝     

大型冷轧辊的电渣重熔工艺研究

电渣重熔(ESR)钢能显著改善冷轧辊质量,提高轧辊使用性能。通过对电渣重熔工艺的系统研究,在国产10t大型电渣重熔炉上开发了以递减功率模型为核心的钢锭结晶质量控制,渣皮厚度控制和防止增氢等先进工艺技术。采用该技术的重熔电耗为1 400(kW·h)/t,所生产的产品质量稳定,各项性能指标达到比国家标准更为严格的企业内控标准,得到用户好评。     

Novelty in the ESR process of making large hollow ingots

The development of the formation of hollow ingots is briefly reviewed. The reasonability of application of large electroslag remelting hollow ingots, including the replacement of the forged and rolled metal of shells and rings by the low-deformed or even as-cast ESR metal, is shown. Data are presented on ESR of commercial hollow ingots produced by the remelting of short consumable electrodes exchanged in remelting.     

电渣重熔过程电源频率对电渣锭洁净度的影响

 电渣重熔采用低频供电可以提高功率因数、降低电耗,并实现电力系统的三相平衡。然而,其对电渣锭冶金质量特别是洁净度的影响还缺乏足够的数据支撑。为了研究电源频率特别是低频操作对电渣重熔锭洁净度的影响,采用实验室小型低频电渣重熔炉,以304奥氏体不锈钢、GCr15轴承钢为研究对象,详细分析了不同的电源频率对电渣锭化学成分、气体含量、夹杂物分布的影响规律。研究结果发现,与工频电渣重熔相比,不论是不锈钢还是轴承钢,当采用低频电源(2、1、0.4、0.1 Hz)电渣重熔后(在其他工艺参数如渣系、渣量、电流、电压、气氛等完全相同的情况下), 电渣锭中的氧质量分数(0.010%～0.013%)大幅增加,对氮含量影响很小。电渣锭中的铝含量明显增加,而其他化学成分变化很小。与此相对应,低频电渣重熔锭的夹杂物数量也明显增加,且增加的夹杂物主要以氧化铝为主,但是夹杂物主要以小于10 μm的细小夹杂为主,大颗粒夹杂物略有增加,但是数量较少。氧含量增加的主要原因是低频电源的直流倾向增大,使重熔渣池中的氧化铝发生了电解(30%Al₂O₃+70%CaF₂渣系),在钢中氧含量增大的同时,铝含量也明显增加;氧化铝电解形成的铝和氧进入金属熔池造成电渣锭全氧含量增加。氧和铝随着金属熔池的降温及凝固形成氧化铝夹杂残留在电渣锭中。工业生产过程中低频电源的直流电解效应还有待进一步分析。     

基于数值模拟的镍基高温合金电渣重熔工艺优化

利用MeltFlow软件对镍基高温合金电渣重熔过程进行数值模拟计算,探究了电渣重熔过程中温度场、流场、熔池形貌及微观组织的分布特点,通过工业试验验证模拟的准确性,定量分析熔速对熔炼过程的影响规律,提出了一种改善铸锭凝固质量的工艺优化方法.结果 表明,渣池内的温度相对较高且分布均匀,熔池形貌近似"V"型.铸锭一次枝晶间距...     

Mathematical modelling of electroslag remelting P91 hollow ingots process with multi-electrodes

Abstract

Electroslag remelting (ESR) hollow ingot process with T-shape current supplying mould is a new metallurgical technology. A mathematical model was developed to describe the interaction of multiple physical fields of this process for studying the process technology. Maxwell, Navier-Stokes and heat transfer equations have been adopted in the model to analyse the electromagnetic field, magnetic driven fluid flow, buoyancy driven flow and heat transfer using finite element software ANSYS. Moreover, the model has been verified through the metal pool depth measurements, which were obtained during remelting of 10 electrodes into Φ900/500 mm hollow ingots of P91 steel, with a slag composition of 50–60 wt-% CaF₂, 10–20 wt-% CaO, 20–30 wt-% Al₂O₃, ≤8 wt-% SiO₂. There was a good agreement between the calculated results and the measured results. The calculated results show that the distribution of current density, magnetic induction intensity, electromagnetic force, Joule heating, fluid flow and temperature are symmetric but not uniform due to the multi-electrode arrangement in two symmetric groups. Simulation of the ESR hollow ingot process will help to understand the new technology process and optimise operating parameters.     

电渣重熔大型冷轧辊用钢的工艺研究

电渣重熔（ESR）钢所生产的冷轧辊能显著改善冷轧辊质量,提高轧辊使用性能。通过对电渣重熔工艺的系统研究,在国产10 t大型电渣重熔炉上开发了以递减功率模型为核心的钢锭结晶质量控制、渣皮厚度控制和防止增氢等先进工艺技术。采用该技术的重熔电耗为1400 （kW·h）/t,所生产的产品质量稳定,各项性能指标达到比国家标准更为严格的企业内控标准,得到用户好评。     

电渣重熔精炼过程数值模拟研究进展

摘要：电渣重熔技术在高品质特殊钢的生产中占据重要地位。由于电渣重熔过程的复杂性以及现场测量条件的限制,数值模拟已成为解析其过程现象和机制的必要手段。主要综述了电渣重熔过程数值模拟的研究进展,包括电磁场、流场、传热、凝固、宏观偏析、精炼反应和夹杂物去除等,还涉及到了导电结晶器、旋转电极、加压电渣重熔、电渣接续制备双合金和电渣重熔回收不合格电解金属锰等电渣冶金新技术的数值模拟研究。利用数值模拟可以准确掌握重熔过程中多物理场的耦合作用规律,进而预测电渣锭成分分布,优化电渣锭质量,推动电渣冶金技术的发展。     

21世纪电渣冶金的新进展

电渣技术经过46年的发展，已形成“电渣冶金”新学科，包括电渣重熔(ESR)、电渣熔铸(ESC)、电渣转注、电渣浇注、电渣离心浇铸、电渣热封顶、电渣焊接和电渣复合等。目前世界电渣钢年生产能力120万t，用于生产低合金高强度钢、轴承钢、工模具钢、不锈耐热钢和高温合金。最大电渣锭重200t，正在设计建造360t电渣重熔炉。高压电渣重熔(PESR)和真空电渣重熔(VacESR)使重熔金属质量达到高纯水平。电渣热封顶生产的大型电渣锭成本是普通电渣锭生产成本的1／4，具有技术和经济上的潜在优势。述评了优质大型电渣锭制备，真空电渣重熔、高压电渣重熔，快速电渣重熔技术的进展和电渣重熔炉型的发展趋势。