电渣熔铸渣系的选择
电渣熔铸过程中,渣系的选择非常重要,因为它对冶金质量、熔炼技术经济指标以及环境保护都有重大影响。选择渣系时,需要综合考虑熔点、电导、黏度、碱度、表面张力、比热、蒸汽压、透气度等各项物理化学性质。
目前最广泛使用的渣系是CaF2-TiO2渣,其代表成分是CaF270%+Al2O330%。这种渣综合工艺性能较好,适应不同工艺条件,具有一定的脱硫及去夹杂能力,适用于重熔滚珠轴承钢、合金结构钢、高速工具钢、模具钢及不锈耐热钢等。但这种渣存在着一些缺点,如渣成分不在低熔共晶点上,熔点偏高;渣的电导率高,重熔电耗高;渣中CaF2含量高,熔炼中易污染环境;钢中夹杂物以脆性铝酸盐及刚玉为主,影响钢的塑性和韧性等。
为了避免CaF2-Al2O3渣系的上述缺点,近年来开发了CaF2-CaO-Al2O3三元渣系,CaF2-CaO-Al2O3-MgO四元渣系及CaF2-CaO-Al2O3-MgO-SiO2五元渣系等。这些渣系的成分基本选择在三元共晶线上,渣的熔点较低,渣皮凝固时偏析现象较轻微,渣成分稳定,铸锭表面光洁,成型良好。而且这些渣系具有较低的电导率,提高了电效率,因渣中CaF2减少,造成的污染也有所减轻,渣中含少量MgO或SiO2,防止了钢液吸气,使铸锭表面光洁。这些渣系的缺点是含有CaO,易于吸水,因此必须十分注意保持渣料的干燥,以防止钢水吸氢增氧。
另外也开发了无氟渣系,这种渣系基本上采用CaO-Al2O3渣系,有时加入少量的MgO。这种渣系具有较低的电导率,在1600℃时,其电导率仅为CaF2-CaO-Al2O3渣的1/5,熔化速率可提高20%~40%,其生产率高,电耗低,而且无氟渣去氧、脱硫效果良好。但是无氟渣也存在着一些操作上的问题,如无氟渣熔点高,导电率低,引燃困难,需要液渣引燃;无氟渣的成分在CaO-Al2O3共晶点附近,该共晶点液相线陡升,液渣成分稍有波动,渣熔点变化即很显著,影响铸锭成型,要求电渣输入功率要稳定,工艺操作不如氟化物渣系易于控制;无氟渣的电导率低,重熔时需要较高的工作电压,影响炉前操作的安全,需采用大充填比重熔;另外无氟渣CaO含量高易吸水增氢等。
总的来说,选择合适的电渣熔铸渣系需要综合考虑技术、经济和环保因素。
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