高温合金电渣质量是影响其成材率的一个重要因素。高温合金因其合金比很高,熔点很低,电渣重熔时钢渣熔点差距小,经常出现锭身夹渣、裹渣现象。很多高温合金有较高的Al、Ti元素,电渣烧损严重,很难控制。
电渣时使用预熔渣代替配制粉渣有以下几个优点,一、稳定了渣的成分,二、不易吸收水份,起弧化渣电流稳定、时间短,改善钢锭底部质量,三、不易崩渣,提高操作安全,降低粉尘污染。
实验使用的预熔渣颗粒尺寸为0~10mm大小,凝固温度约1200℃,在1700℃ 电导率为3.5(Ω-1cm-1),化学成分见表1。实验重熔用GH3128、GH2132母电极化学成分见表2。
表1 预熔渣化学成分/%
名称 | CaF2 | Al2O3 | CaO | MgO | TiO2 |
重量比 | 48±3 | 22±2 | 20±2 | 5±0.8 | 3±0.6 |
名称 | FeO | SiO2 | C | H2O(650℃) | 其它杂质 |
重量比 | ≤0.15 | ≤0.6 | ≤0.03 | ≤0.06 | 余量 |
表2 GH3128、GH2132电极棒主要化学成分/wt%
GH3128 |
元素 | C | Cr | Si | W | Mo | Al | Ti | Fe | Ni | — |
成分 | 0.03 | 20.52 | 0.52 | 8.24 | 8.04 | 0.76 | 0.59 | 0.51 | 余 | — |
GH2132 |
元素 | C | Cr | Si | Mn | Mo | Al | Ti | V | Ni | Fe |
成分 | 0.077 | 15.47 | 0.41 | 1.53 | 1.28 | 0.19 | 2.16 | 0.37 | 25.68 | 余 |
采用新预熔渣将GH3128、GH2132母电极在大气气氛电渣炉重熔。GH2132合金重熔过程中6组实验均匀加入了不同量的脱氧Al粉。对电渣锭的头尾,从表面到中心进行了Al、Ti等元素的化学分析和光谱扫描。实验结果表明:
(1)使用此预熔渣重熔GH3128、GH2132合金,可以大大的提高钢锭的表面质量,降低电渣废品率。
(2)GH3128合金使用本预熔渣重渣后钢锭表面质量良好,无任何明显夹渣、裹渣、渣沟现象。此预熔渣熔点约1200℃,GH3128合金熔点在1340℃~1390℃之间。熔点差100℃~200℃,更有利于渣钢分离,形成光滑的钢锭表面。此预熔渣可以很好地控制GH3128合金的Al、Ti、Si的烧损,对含Ti元素1%左右的高温合金有很好的适用性。
(3)使用本预熔渣电渣6炉GH2132合金,6支电渣锭表面质量良好,无渣沟等冶金缺陷。此预熔渣对GH2132电渣过程中合金Ti元素烧损有一定的抑制作用,通过合理工艺控制,仍有10%左右的烧损率,因此要合理控制母材合金成分。