电渣重熔中去除夹杂物的一些考虑

《电渣重熔中去除夹杂物的一些考虑》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电渣重熔中去除夹杂物的一些考虑电渣重熔去除夹杂过程是特种冶炼工面对电渣钢质量问题所要研究的很重要部分，所以面对很多，对好的氧化物评级，夹杂物要求很高的钢种而言，合理地使理论与实际想结合，把夹杂物的形成与去除过程掌握，则是我们特种冶炼轴承钢，军工耐高温等等钢种所要面对的重要任务。　　关键词电渣重熔；夹杂物；端头；尺寸　　TF14A1674-6708（2011）46-0020-01　　电渣重熔过程液态金属和熔渣充分接触发生在3个阶段：　　1）电极熔化末端：自耗电极端头，在熔渣内受熔渣的电阻热，沿表面逐层熔化，熔化金属沿锥头形成薄膜，金属细流沿锥面滑移

2、，在端头汇聚成滴，金属流内可能产生湍流，不断更新表面；　　2）金属熔滴滴落：电极端头金属滴在重力和电磁引缩效应作用下，脱离电极滴落，穿过液态渣池，过渡到金属熔池，滴内金属可能产生环流；　　3）金属熔池：金属熔池上表面始终在渣层下和熔渣长时间相接触。　　反映接触条件有两层含义，即接触面积和作用时间。　　由表1可见，电渣重熔在电极熔化末端钢渣接触面积达4220mm2/g，在熔滴过渡阶段，钢渣接触面积达62.8mm2/g，这是其它冶金炉达不到的，如炼钢厂30t电弧炉，钢渣接触面积仅0.34mm2/g。　　由于金属熔池作用时间为1003s，一般考虑夹杂物

3、浮生来研究夹杂物的去除是不对的，因为电极锥头和金属熔滴的钢渣反应的比面积是4220mm2/g与62.8mm2/g远远的大于0.34mm2/g的金属熔池的接触比面积。　　以上为电渣重熔电极锥头面积对氧化物评级的影响：　　横坐标为电极锥头面积×103，mm2，纵坐标为氧化物评级。　　由图1可看出不同的电极锥头面积，重熔去除非金属夹杂物的效果有显著不同，电渣重熔去除钢种非金属夹杂物主要发生在电极熔化末端熔滴形成的过程中。　　1）自耗电极沿表面熔化，沿锥面形成薄膜厚度远远比熔滴半径及金属熔池深度小，其钢渣接触面积又比熔滴大，而且在逐渐熔化的过程中，任何部

4、分夹杂物都可能和熔滴接触和渣进行反应；　　2）自耗电极由于熔化端头呈锥形，其尖端在熔滴形成的末端，由于电磁引缩效应，在端头形成缩颈，所以端头电流密度最大，有尖端放电的特征，也能论证这个区域温度为最高；　　3）电极熔化末端熔滴形成的时间比熔滴滴落的时间长，见表1，尽管不如金属熔池存在时间长，但是从动力学观点出发，将接触面积和作用时间综合考虑，可看出电极熔化端头熔滴形成过程依然是夹杂物去除最有利过程；　　4）电极熔化末端熔滴形成过程是最先和熔渣接触并发生反应部分，钢中原始夹杂物含量最高，无疑可大量去除夹杂物。　　电极端头提纯反应可分为单个阶段：第一，

5、电极端头未熔化高温区，钢中非金属夹杂的分散和扩散；第二，电极熔化锥头液态薄膜层内非金属夹杂物的流动；第三，电极熔化端头，钢渣界面，炉渣对非金属夹杂的溶解和同化。　　特冶厂重熔G20CrNi2MoA钢，电极端头固态受热区，钢中夹杂物总含量由0.065%~0.075%降至0.035%~0.045%，夹杂物尺寸显著细化，但颗粒增多，这是由于在高温1000℃以上的钢液中不稳定夹杂物分解。分解的氧部分溶入钢液中并向液态金属薄层扩散，部分氧和钢中合金元素化合形成新生细小夹杂物。溶解的氧由固相向液相扩散，这是由于氧在液相具有大的多的溶解度，固态电极中过饱和的氧

6、依次由上向下端液态金属薄层内转移，并构成一个典型的区域提纯。电极熔化锥头液态薄膜层内，金属沿锥头向下流动，钢液中非金属夹杂物一方面由于絮流扩散由钢液内部向外层钢渣界面转移；另一方面受到重力作用，夹杂物上浮，部分抵消了扩散作用。所以不是钢中所有非金属夹杂都能与炉渣接触，这样就影响了去夹杂效果，构成过程中限制性环节。　　电极熔化速度越小，液态金属层就越薄，非金属夹杂物尺寸越大，对去除夹杂物越有利。　　所以在冶炼对夹杂物要求高的钢种尤其是轴承钢而言，简单的为了提高产量，而把渣系由三元改为四元，这样虽然提高了渣的电阻比热提高了熔化速度，但是对钢中的夹杂物

7、去除是有很大影响的。　　电渣重熔后钢中残留夹杂物相当一部分事金属熔池冷却及凝固过程二次氧化形成的新生夹杂，它的析出和分布与结晶条件有关系。底水箱，结晶器的水冷作用，渣况，补缩期间的合理配电工艺等等都是影响到金属熔池冷却过程中是否有合理的结晶走向。再者，在电渣冶炼前期的炼钢阶段最好有完善的起，浮，和，聚的细小夹杂变大尺度夹杂的过程，因为除了夹杂物本身性质的影响外，随自耗电极原始夹杂物的平均尺寸的增大，电渣重熔非金属夹杂物的去除率也是显著提高的。