提高对预熔渣认识 有效改善表面质量

提高对预熔渣认识 有效改善表面质量

    然而随着工业技术的不断发展，对钢中夹杂物含量和类型、气体含量、组织均匀性等要求越来越高。国外大量使用预熔渣进行电渣重熔生产（尤其是高温合金、精密合金等高端材料），而国内电渣冶金企业由于对预熔渣的认识不足，用量较少。
    预熔渣有效防止增氢、增氧
    电渣重熔用渣的主要成分为CaF₂、CaO、MgO、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂等，所使用的工业原料为萤石、石灰、镁砂、工业氧化铝、石英砂、钛白粉等；其中的一些工业原料容易和空气中的水分发生反应而形成含氢化合物，在电渣重熔过程中易引起钢锭增氢、增氧。为去除渣料中所含水分，通常会对渣料进行烘烤，但这一过程往往是个可逆过程，经过烘烤后的渣料在大气中仍然能够吸收空气中的水分而含有含氢化合物，而预熔渣经过精炼以后已形成了低熔点的化合物，基本不存在单质组元，因而在大气中的吸潮性能大大降低。
    新渣料经过烘烤后，在大气条件下存放仍然会吸收空气中的水分而增重，虽然提高烘烤温度可降低增重速率，但效果有限。而预熔渣在大气条件下存放，其增重率很小，有利于对钢中气体含量的控制。另外，随着新渣料中易水化组元含量的增加，其吸潮增重的趋势加剧，因此在使用新渣料进行电渣重熔时，渣料须进行严格的密封处理。
    实验表明，与采用新渣料相比，采用预熔渣重熔钢锭的表面质量较好，钢锭底部积渣较少，起弧化渣供电稳定；由于预熔渣已形成一种低熔点的化合物，因此起弧造渣快，可大幅度降低重熔电耗，不会出现新渣化渣过程中的崩渣现象。
    实验室条件下分别采用新渣料和预熔渣在大气和保护气氛下进行电渣重熔（渣料在800℃条件下烘烤4小时之后使用），重熔初始阶段钢中氢含量最高，这时钢中氢含量主要受自耗电极中原始氢含量、大气中水汽分压、渣料中含氢化合物、渣量以及设备表面结露等因素影响，其中渣料的状态（即新渣料还是预熔渣）对钢中初始氢含量影响最大。而保护气氛对钢中氢含量也有重要的影响，保护气氛下可以降低正常重熔期钢中氢含量，但对重熔初期钢中氢含量影响较小。
    工业应用获得成功
    预熔渣在生产过程中，成分、气体含量及渣中杂质元素的精确控制是影响预熔渣产品质量的重要因素，其生产难度较大。东北大学攻克了预熔渣生产的各种难题，采用电熔法成功开发出质量合格的各种类型预熔渣，其生产过程如图1所示，图2是预熔渣成品。

图1 电熔法生产预熔渣

图2 预熔渣形貌

    渣中各主要组元的成分波动较小，水分含量极低，对于容易引起钢锭质量问题的FeO、P、S及Bi、Pb、Cu等杂质含量进行了严格控制，产品质量稳定。目前，所生产的预熔渣已经在南钢、太钢、抚顺特钢、四川丰元特钢等多家企业得行了应用。实践证明，使用预熔渣后，吨钢电耗降低100千瓦时~200千瓦时，钢锭成材率提高3%以上。此外，钢锭探伤合格率大幅度提高，钢锭表面质量，尤其是下部表面质量大为改善。此外，由于使用预熔渣后钢中氢含量降低，可适当缩短钢锭扩氢退火时间，降低能耗，节约生产成本，缩短产品生产周期。
    电渣重熔采用预熔渣或将成趋势
    炉渣是电渣生产中必不可少的重要原料，所使用的渣料质量将直接影响到最终的产品质量。从国内外的发展过程来看，电渣生产中使用预熔渣是未来电渣冶金发展的必然趋势之一。   
    稳定的炉渣成分和重量可保障生产的稳定性、重现性，避免出现配渣料成分不稳定的情况。采用预熔渣，起弧化渣容易，造渣时间短，钢锭底部质量好，收得率高；可大幅度简化、甚至取消渣料烘烤，降低渣料烘烤电耗；渣中水分含量极低，可有效防止重熔过程的大量增氢，防止化渣时崩渣，保障操作安全性。同时，预熔渣采用颗粒状渣料，粉尘少、环境污染小，特别是对机械设备传动部件的磨损小。