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      電渣重熔工藝對高氮鋼脫硫的影響

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      作者來源:admin       發布時間:2016-11-16
      導讀:高氮奧氏體不銹鋼具有屈服強度、拉伸強度高和延展性好,低磁導率等特點,其中高氮鉻錳奧氏體鋼(如Mn18Cr18N)是目前世界上金屬材料中強韌性達到最佳配合的材料之一。由于高氮鋼
        高氮奧氏體不銹鋼具有屈服強度、拉伸強度高和延展性好,低磁導率等特點,其中高氮鉻錳奧氏體鋼(如Mn18Cr18N)是目前世界上金屬材料中強韌性達到最佳配合的材料之一。由于高氮鋼的無磁性、高強度和高的抗應力腐蝕能力,Mn18Cr18N已經廣泛應用于大容量汽輪機組(300MW以上)的護環。
        目前,Mn18Cr18N通常采用氮氣保護電渣重熔工藝進行制備。電渣重熔不僅僅能實現近平衡凝固,同時可以顯著降低鋼中的夾雜物,改善其在組織中的分布,從而實現材料的強度、韌性和耐腐蝕性的提高。本試驗將以高氮鋼Mn18Cr18N為例,研究電渣重熔的脫硫效果和影響因素,分析提高電渣重熔脫硫效率的有效手段。
        實驗用鋼種為Mn18Cr18N高氮鋼,其冶煉流程為氮氣保護感應熔煉+氮氣保護電渣重熔。其中,氮氣保護感應熔煉中采用0.8MPa下添加氮化鉻鐵進行增氮,冶煉完成后氮的質量分數大于0.6%.
        感應爐制備高氮鋼錠后,鍛造成Φ80mm長約990mm自耗電極,將其焊接到假電極后進行電渣重熔,重熔過程中為了提高氮的收得率,采用0.1MPa高純氮氣保護,電極化到余量20%左右時降低化料速度進行熱封頂,為了避免假電極化掉污染鋼液,在自耗電極剩余5%左右時結束冶煉。冶煉中由于采用氣氛保護電渣重熔,可忽略大氣氧化的影響,重熔過程中不添加脫氧劑。
        為了對比不同渣系對重熔過程中脫硫的效果,本次實驗采用常用的二元渣系(AF7)和三元渣系(CAF6)2種不同渣系,分析其在高氮鋼電渣重熔中的脫硫效果,渣系成分詳見表1,渣量為3.5kg.同時,為了分析重熔速率對脫硫的影響,在同一種渣系下采用不同的重熔速率進行試驗研究。對電渣重熔前后夾雜物進行電鏡及成分分析。
        分析結果表明:硫化物夾雜的平均直徑和單位面積數量大大減少,夾雜物的主要類型為MnS+Al2O3復合型夾雜物;適度提高渣中CaO含量可提高硫分配比,是提高脫硫效率的有效手段。同時,實驗結果表明重熔速率對電渣重熔中的脫硫率具有重要影響。通過脫硫動力學推導,發現重熔速率越低,脫硫效果越明顯,但實驗發現脫硫率隨重熔速率的降低有時呈現先降低后升高的趨勢,其原因在于渣池中發生硫化物富集,導致“回硫”現象發生,降低了脫硫率。

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