[發明專利]一種電渣重熔高Ti低Al合金成分控制的方法

無效

• 申請號: 200810228802.2
• 申請日: 2008-11-14
• 公開（公告）號: CN101736164A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 那帥;李愛民;文長春;劉智勇;羅迎;屠宇;岳景東;李曉軍
• 申請（專利權）人: 沈陽科金特種材料有限公司
• 主分類號: C22B9/18
• 分類號: C22B9/18
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 韓輝

技術領域

本發明涉及一種電渣重熔工藝，特別是涉及一種電渣重熔高Ti低A1合金成分控制的方法，屬于金屬材料冶金技術。

背景技術

優質合金材料合金材料金屬電渣重熔的綜合質量較高，但對鋼中活潑元素的控制較難，由于在氣相中和渣系中進行重熔控制不好，使這些易氧化元素很容易燒損，且錠身上下差別很大。因此，如何做到對這些易氧化元素的燒損量控制準確和燒損到最低，使合金得到穩定的性能并降低成本，是當前亟待解決的課題。公開號為CN1059371的中國發明專利給出了一種《控制低鋁的電渣重熔技術》，旨在解決電渣重熔法生產高級優質金屬材料時的低鋁(A?l≤0.010％)控制問題，其主要技術特征是采用規定的渣系，并輔之以熔渣脫氧制度來保證所熔煉的電渣金屬中的鋁≤0.010％，同時又具有低氧、低硫和低氫含量。該發明雖適用于電渣重熔汽輪機轉子鋼、核電用鋼、高溫高壓容器用鋼等有低鋁要求的電渣金屬，但其選用的渣系卻無法適用高Ti低Al合金(GH2136、Re26、No8825合金)的電渣重熔中。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述不足，提供一種新型的電渣重熔高Ti低Al合金成分控制的方法。該方法采取四管齊下的工藝措施，通過控制住電渣重熔過程中氧的來源，使得高Ti低Al合金中Ti燒損量到最低，除可獲得穩定的合金成分，還能降低成本。

本發明給出的技術方案是：這種電渣重熔高Ti低Al合金成分控制的方法，包括有以下步驟：

(1).采用電參數：

空載電壓為60～90V，重熔電流為13.0～13.8KA，電極的埋入深度至少為電極直徑的1/2，其中錐臺部分為15±3m/m；

(2).精選渣系，其組分的重量百分比為：

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

(3).在重熔過程中采用經分子篩純化的Ar氣保護，保護金屬液在電渣重熔過程中免受渣池輻射熱氧化；

電渣重熔氣相供氧方式是氣相直接氧化金屬，也可通過渣池供氧而氧化金屬，但它們都與氣相中氧的分壓有關，也可說是與氣相中氧濃度有關。經分子篩純化的Ar氣可保護在電渣重熔過程中免受渣池輻射熱氧化的作用，也由于Ar氣比重大，通Ar趕走氣相中的空氣，導致氣相中氧的分壓降低，降低了渣池供氧而氧化金屬液的程度。

(4).在重熔過程中間斷式地加入脫氧劑Al粉，對渣相進行保護，其中脫氧劑Al粉的加入量為重熔金屬量的0.1～0.3％，脫氧劑Al粉加入的時間間隔依工藝要求而確定。

為更好的實現本發明的目的，所述的脫氧劑Al粉加入的時間間隔為5～10分鐘，脫氧劑Al粉的加入量為重熔金屬量的0.2％，對熔渣進行脫氧起到良好的作用，而進入鋼液中的[Al]僅為0.03％左右。

本發明的原理是：由于電渣重熔在氣相和渣系中進行，不可避免的帶入氧或熔液中易氧化元素與渣液中氧或氧化物發生化學反應而使鋼液中這些易氧化元素發生燒損。渣中易氧化物不僅取決于自身的化學活潑性關系，而且還取決在其反應時的條件、濃度不同而引起反應平衡關系的變化(即造成它們之間氧化與還原能力的變化)。從化學性質上看，Al₂O₃較TiO₂穩定，但當鋼中[Ti]含量高、[Al]含量低，而且渣相中(Al₂O₃)含量高(TiO₂)很低時，就會發生下列反應，

3[Ti]+2(Al₂O₃)＝4[Al]+3(TiO₂)，

說明鋼中[Ti]被渣中(Al₂O₃)氧化，渣中(Al₂O₃)被鋼中[Ti]所還原，同時也說明在這個反應條件下，(TiO₂)比(Al₂O₃)要穩定。這就是由于參與反應的反應物和反應產物之間濃度變化而造成了與化學性質不同的結果。