高铬合金钢电渣重熔工艺及渣金特性研究

发布时间：2021-01-04 18:48

　　超临界汽轮机转子是现代舰船和大型发电站用汽轮机的重要部件。生产超临界汽轮机转子所用的大型高铬合金钢铸锻件对质量有严格的要求：杂质、气体和夹杂物含量低、化学成分均匀。然而钢锭直径越大,其质量控制越困难。电渣重熔以其优良的冶金反应条件及独特的凝固结晶方式,在冶炼大直径高质量钢锭时,具有其他冶炼方法无法比拟的优越性。采用多电极电渣炉重熔大直径高铬合金钢锭时,受设备条件限制,存在耗电量大、保护气消耗量大、容易产生缩孔、疏松、孔洞等缺陷以及钢中氢含量高等问题,不仅导致生产成本高,还严重影响钢锭的质量。因此,本文针对重熔120吨大直径高铬合金钢锭工艺开展了研究。本文以某厂的大型三相双极串联电渣炉为研究对象,研究了熔渣的电导率、13Cr钢的凝固特性以及电渣重熔过程氢的扩散行为,建立了大型电渣炉保护气数学模型并对电渣重熔工艺优化进行了研究,为降低能源和资源消耗、优化电渣重熔工艺提供了理论基础。在此基础上,优化设计了电渣炉保护罩,对控制钢中氢含量,降低保护气消耗量,提高钢锭质量具有重要的理论意义及实用价值。本文采用交流四探针法测定了CaF2-Al203-SiO2-CaO四元渣的电导率,结果表明：渣的电导... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１电渣重烙基本原理示意图??

设备较为复杂，成本相对较高，并且由于电极与电极、电极与结晶器之间需要留有适当??的安全间隙，影响充填比的提高，导致电耗高于单相大充填比的电渣炉。??１２０吨电渣炉结构如图１．２所示Ｗ，该电渣炉为Ｈ相Ｈ摇臂双极串联式的电渣炉。该??电渣炉采用双极串联方式供电，与传统供电方式相比，可Ｗ有效减少回路感应，提高电??功率因数；采用Ｈ相电源供电，有利于外网电压平衡；Ｈ摇臂轮换电极，可Ｗ最大限度??减小重炼过程中因更换电极对格炼速度的影响；采用小截面电极重烙大直径钢锭，有利??于控制电极的成分偏析。??目前大型电渣炉的生产还存在一些问题有待解决，国际Ｈ大电渣炉公司仅有数台百??吨级电渣炉的制造经验，因此大型电渣炉的造价高、制造周期长。由于电极的特殊布局，??百吨级大型Ｈ相双极串联电渣炉的气体保护罩与电极之间无法采用小型电渣炉所用的??密封方式，因此无法实现真空电渣重烙，而保护气氛电渣重烙的保护效果也受到非常大??的影响，电渣重烙过程产生的有害气体和夹杂物的去除仍然是个难题。??；弓??Ｌ一：六南吾而?????圆一????????水冷賊??Ｉ?＊?巧记??［—？?

越大越有利于炼渣对夹杂物的吸附，而格渣与夹杂物的关系由１．３?（ｂ）中变到图??１．３?（Ｃ）中的过程又是〇＂＞＾＿３越小越好，而在实际电渣重炼过程中ｏ？Ｍ＿ｓ基本为一个恒定??值。沃罗诺夫认为后一阶段夹杂物由半径Ｒ１溶解到Ｒ２所需时间ｔ为；??ｔ?＝－——２戶，（民＿＿＾?＂Ｊ）??＋?口Ｍ?＋?Ｗｓ—Ｉ?－?口５?Ｗｍ－１?）??式中：Ａ为夹杂物密度；、Ｃｍ＿，分别为钢与渣、钢与夹杂物的界面张力；Ｃｍ、??分别为钢、渣的表面张力；Ｗｓ＿，、Ｗｍ＿，分别为渣与夹杂物、钢与夹杂物吸附功。而??由公式（１．３），从夹杂物溶解的观点出发，仍然是越大约好。??

【参考文献】：
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