[发明专利]一种电渣重熔高Ti低Al合金成分控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电渣重熔工艺，特别是涉及一种电渣重熔高Ti低A1合金成分控制的方法，属于金属材料冶金技术。

背景技术

优质合金材料合金材料金属电渣重熔的综合质量较高，但对钢中活泼元素的控制较难，由于在气相中和渣系中进行重熔控制不好，使这些易氧化元素很容易烧损，且锭身上下差别很大。因此，如何做到对这些易氧化元素的烧损量控制准确和烧损到最低，使合金得到稳定的性能并降低成本，是当前亟待解决的课题。公开号为CN1059371的中国发明专利给出了一种《控制低铝的电渣重熔技术》，旨在解决电渣重熔法生产高级优质金属材料时的低铝(A l≤0.010％)控制问题，其主要技术特征是采用规定的渣系，并辅之以熔渣脱氧制度来保证所熔炼的电渣金属中的铝≤0.010％，同时又具有低氧、低硫和低氢含量。该发明虽适用于电渣重熔汽轮机转子钢、核电用钢、高温高压容器用钢等有低铝要求的电渣金属，但其选用的渣系却无法适用高Ti低Al合金(GH2136、Re26、No8825合金)的电渣重熔中。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种新型的电渣重熔高Ti低Al合金成分控制的方法。该方法采取四管齐下的工艺措施，通过控制住电渣重熔过程中氧的来源，使得高Ti低Al合金中Ti烧损量到最低，除可获得稳定的合金成分，还能降低成本。

本发明给出的技术方案是：这种电渣重熔高Ti低Al合金成分控制的方法，包括有以下步骤：

(1).采用电参数：

空载电压为60～90V，重熔电流为13.0～13.8KA，电极的埋入深度至少为电极直径的1/2，其中锥台部分为15±3m/m；

(2).精选渣系，其组分的重量百分比为：

25～35％CaF₂+25～35％CaO+34～38％Al₂O₃+3～5％TiO₂；

(3).在重熔过程中采用经分子筛纯化的Ar气保护，保护金属液在电渣重熔过程中免受渣池辐射热氧化；

电渣重熔气相供氧方式是气相直接氧化金属，也可通过渣池供氧而氧化金属，但它们都与气相中氧的分压有关，也可说是与气相中氧浓度有关。经分子筛纯化的Ar气可保护在电渣重熔过程中免受渣池辐射热氧化的作用，也由于Ar气比重大，通Ar赶走气相中的空气，导致气相中氧的分压降低，降低了渣池供氧而氧化金属液的程度。

(4).在重熔过程中间断式地加入脱氧剂Al粉，对渣相进行保护，其中脱氧剂Al粉的加入量为重熔金属量的0.1～0.3％，脱氧剂Al粉加入的时间间隔依工艺要求而确定。

为更好的实现本发明的目的，所述的脱氧剂Al粉加入的时间间隔为5～10分钟，脱氧剂Al粉的加入量为重熔金属量的0.2％，对熔渣进行脱氧起到良好的作用，而进入钢液中的[Al]仅为0.03％左右。

本发明的原理是：由于电渣重熔在气相和渣系中进行，不可避免的带入氧或熔液中易氧化元素与渣液中氧或氧化物发生化学反应而使钢液中这些易氧化元素发生烧损。渣中易氧化物不仅取决于自身的化学活泼性关系，而且还取决在其反应时的条件、浓度不同而引起反应平衡关系的变化(即造成它们之间氧化与还原能力的变化)。从化学性质上看，Al₂O₃较TiO₂稳定，但当钢中[Ti]含量高、[Al]含量低，而且渣相中(Al₂O₃)含量高(TiO₂)很低时，就会发生下列反应，

3[Ti]+2(Al₂O₃)＝4[Al]+3(TiO₂)，

说明钢中[Ti]被渣中(Al₂O₃)氧化，渣中(Al₂O₃)被钢中[Ti]所还原，同时也说明在这个反应条件下，(TiO₂)比(Al₂O₃)要稳定。这就是由于参与反应的反应物和反应产物之间浓度变化而造成了与化学性质不同的结果。