电渣重熔连续定向凝固Ren688DT镍基合金锭工艺参数的计算
镍基合金油管加工工艺
镍基合金油管加工工艺镍基合金油管作为一种高成本、高附加值的油管，相对于API耐腐蚀油管有着更严格的工艺控制。
镍基合金油管的加工流程为：冶炼——锻造——热挤压——冷轧——管加工等关键步骤。
具体：1、冶炼工艺镍基合金油管（坯料）冶炼工艺较为特殊，采用的工艺是：电弧炉熔炼——氢氧脱碳——电渣重熔。
电弧炉形成的电弧能量很集中，弧区温度在3000℃，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，适于镍基合金的熔炼。
氢氧脱碳是在常压下向钢液吹氧脱碳的同时加入氢气或氮气降低CO分压以实现去碳保铬。
电渣重熔主要目的是提纯金属并获得洁净组织均匀致密的钢锭。
电渣重熔后的钢，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少，金相组织均匀。
2、热挤压工艺镍基合金中Mo、Cr等元素含量较高，导致高温塑性极差。
普通合金管采用的穿管工艺无法实现镍基合金荒管的生产，而必须采用热挤压工艺。
热挤压工艺是一种将金属在再结晶温度以上进行挤压，使管坯从一个模孔挤出，得到模孔形状断面管材的金属成型方法。
镍基合金热挤压温度区间应控制在1050-1150℃范围内。
3、管螺纹加工工艺加工螺纹过程中，加工刀具易磨损，容易粘刀。
所以选用合适的刀具材料，切削用量、冷却是解决镍基合金螺纹加工的质量控制的关键环节。
镍基合金螺纹加工时一般选用硬质合金刀具或PVD涂层硬质合金工具。
其中PVD涂层最大优点是沉积温度比较低。
特别是其中TiAlN涂层高温合金刀具对镍基合金螺纹的车削最为有效。
切削量一般采用低的切削速度，较大的进给量，中等的背吃刀量，并一直保持匀速不变的进给，使刀具处于连续进给的加工状态，尽可能避免刀具切削刃在加工硬化层上切削。
有效冷却对降低刀具温度至关重要，切削冷却液必须充分及时地喷浇在镍基合金螺纹加工区域，保证稳定的冷却效果，从而减小刀具磨损，提高螺纹加工表面质量。
热等静压镍基合金参数
热等静压镍基合金参数热等静压镍基合金的参数主要包括成分设计、热处理工艺、微观结构和力学性能等方面。
下面将具体介绍这些参数对热等静压镍基合金性能的影响。
成分设计是热等静压镍基合金中最基础的参数之一。
镍基合金的成分设计主要包括主要合金元素、强化相和稀土元素等。
主要合金元素是指镍基合金中含量较高的元素，如镍、铬、钼、钼和铌等。
这些元素可以有效提高合金的高温强度和抗氧化性能。
强化相是指通过合金化元素的添加形成的第二相颗粒，可以有效提高合金的高温强度和耐热疲劳性能。
稀土元素是指镍基合金中微量添加的元素，可以有效调节合金的晶粒结构和相平衡，提高合金的热稳定性和机械性能。
热处理工艺是影响热等静压镍基合金性能的关键参数之一。
热处理工艺主要包括固溶处理、时效处理和再结晶退火等。
固溶处理是将合金加热至固溶温度进行均匀固溶，然后快速冷却至室温，可以有效提高合金的塑性和断裂韧性。
时效处理是将固溶后的合金加热至时效温度进行时效处理，可以使合金的强度和硬度得到提高。
再结晶退火是在合金形变加工后进行的退火处理，可以恢复合金的晶粒结构，提高合金的力学性能和耐热性能。
微观结构是热等静压镍基合金性能的重要参数之一。
镍基合金的微观结构主要包括晶粒尺寸、晶界相、位错密度和析出相等。
晶粒尺寸是指合金中晶粒的尺寸大小，通常情况下，晶粒尺寸越小，合金的高温强度和抗氧化性能越好。
晶界相是指晶界处析出的第二相颗粒，可以有效阻碍晶界滑移，提高合金的高温强度。
位错密度是指合金中位错的密度，位错可以有效增加合金的强度和硬度。
析出相是指固溶合金在时效处理过程中析出的第二相颗粒，可以有效提高合金的强度和耐热性能。
力学性能是衡量热等静压镍基合金性能的重要参数之一。
力学性能主要包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度等。
抗拉强度是指合金在拉伸过程中抵抗破坏的能力，是衡量合金高温强度的重要参数。
屈服强度是指合金在受力过程中产生塑性变形的能力。
延伸率是指合金在拉伸过程中产生塑性变形的能力，是衡量合金的塑性的重要指标。
【word】电渣重熔过程中电极熔速的确定
电渣重熔过程中电极熔速的确定2002年6月第1卷第2期June2002V o1.1No.2文章编号:1671—6620一(2002)02—0115—05电渣重熔过程中电极熔速的确定吴远飞,姜周华(东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004)摘要:分析了电渣重熔过程中电极熔化速度对局部凝固时间和钢锭的结晶质量的影响,同时分析了熔化速度对工艺电耗的影响.讨论了通过改变熔化速度提高钢锭质量和降低电耗的途径,并给出了合理熔化速度的评判标准.关键词:电渣重熔;熔化速度;局部凝固时间;晶间距;电耗中图分类号:TF744文献标识码:A DeterminationoftheElectrodeMeltingRateinElectroslag RemeltingProcessWUY uan—fei.jIANGZhou—hua (SchoolofMaterialsandMetallurgyNortheasternUniversity,Shenyang110004,China) ABSTRACTTheeffectofthemeltingrateontheLocalSolidificationTime(LS T)andingotqualityandpowerconsumptionisanalyzed.Themeasuresforimprovingthecrystalqua lityandloweringthepowerconsumptionarediscussed.Thecriterionforevaluatingthemeltingratei sprovided.KEYWORDSESR;meltingrate;LST;crystalaxialrange;powerconsumption 电渣重熔技术作为冶炼优质钢锭的一种重要手段,在2O世纪八,九十年代受到炉外处理和真空冶炼的挑战,曾经历了一个低潮.但是近年来的实践结果表明,电渣重熔以其特殊的工艺过程和熔炼结晶方式有其它生产工艺所不能替代的优越性,因而重新受到冶金学界的重视.如何提高重熔钢锭的质量以及在保证质量的前提下如何进一步降低电耗是许多冶金学者一直致力于解决的问题.本文主要从电极熔化速度这个角度对其进行探讨,分别论述了熔速对钢锭结晶质量和电耗的影响.1熔速对电渣重熔钢锭结构的影响与传统的浇铸钢锭组织相比,电渣重熔钢锭具有明显的优越性引.这主要是由于其传热方向明显,除在钢锭表面有一层激冷层外,在钢锭中以柱壮晶结构为主,而且由于结晶器中底部和侧面强制水冷的作用,使金属的凝固速度加快,在减少偏析的同时,有效地控制结晶方向,所以电渣钢锭以趋于轴向的结晶组织为主①.1.1熔速与枝晶间距的关系理论分析表明:决定钢锭性能结构最主要的因素是一次枝晶间距与二次枝晶间距的大小,枝晶间距越小,组织越致密,钢锭发生疏松,缩孔和偏析等凝固缺陷的可能性越小,晶粒度也越细,钢的机械性能也越好①.弗莱明斯总结了在传统铸造钢锭中,局部凝固时间与铸态结构和形态之间的关系,他指出枝晶间距是凝固时间的函数[3].对于某一给定的合金而言,它的液相线和固相线温度已知,根据热传递方程解出温度分布图,即可求得各点两相区温收稿日期:2002—04—27①姜周华.电渣重熔讲义.内部资料科研项目:10吨电渣炉成套技术开发(No.2001—0i-1—268) 作者简介:吴远飞,男,24岁,硕士研究生.报学№金S冶与—M料a材116材料与冶金第1卷度差△丁,再除以冷却速度e,即可求得局部凝固时间:￡LsT:—A T—LS(1)e￡=GR(2)式中:￡为局部凝固时间,rain;△为钢液的液相线与固相线的温度差,℃;e为冷却速度,℃? rain_.;G为钢锭局部温度梯度,℃?mm_.;R为钢锭局部凝固速度,mm?rain_..弗莱明斯指出:枝晶间距d和局部冷却速度e或凝固时间￡ST之间存在以下的关系: d—be一”一6(GR)(3)lg(d//~m)=五1十五zIg(￡LST/rain)(4)式中:d为晶轴间距;b为常数,由合金成分决定; 为系数;五,五:为常数,由合金成分决定.增加熔化速度,会导致凝固速度增加,温度梯度减小.根据(1)式和(2)式,若温度梯度占主导地位时,增加熔速会导致局部冷却速度减小,晶轴间距增加.若凝固速度占主导地位,增加熔速会导致局部冷却速度增加,晶轴间距减小.1.2晶轴间距与钢锭结构的关系局部凝固时间是合金完成凝固过程所消耗的时间,是评定合金显微结构的重要标志,它决定合金一次晶轴间距d,二次晶轴间距dⅡ,莱氏体网距d,碳化物颗粒度以及析出物弥散程度.而二次晶轴间距是显微偏析标尺,dⅡ越小,合金越均匀,显微偏析越小]Gunji等人在测定高速钢中晶轴间距之后,将数据回归得到如下二次晶间距表达方程式dⅡ一lOOR一.?.Suzuki等人在实验测定的基础上推导出二次晶间距的另一种表达形式dⅡ一709R一.?..式中:R为局部凝固速度.普遍认为,枝晶间距与钢锭结构特性之间存在复杂的对应关系,对于一些单相或镍基合金,塑性与二次晶间距之间的关系容易获得.Eckstein 与Holzgruber的研究结果均证明了这一点].他们认为塑性主要与枝晶状组织的偏析速率有关.但是,对于那些依赖于非热处理的第二相弥散的合金而言,这种关系就要复杂得多.如二元合金,一次晶间距与二次晶间距的值主要在凝固时前70%的时间段内决定,而碳化物的结构则基本在凝固的最后5%的时间段才确定下来].正因为如此,重熔条件对于这种合金凝固过程中偏析与杂质元素的扩散只起到次要的影响作用.但这些合金的组织形状却在相当大的程度上受凝固速率的影响.Bhambri指出,在IN713C钢中,即使在它们的化学成分保持不变的情况下,金属碳化物微粒的形状也随局部凝固速率的变化有极大的变化.1.3温度场模型一般而言,电渣重熔过程中,钢锭的温度场直接或间接地影响着晶轴间距,温度场可以通过建立相应的数学模型推导出来.根据不同的边界条件与初始条件计算出钢锭的温度场,则可以明确地知道在凝固两相区的钢锭的温度梯度与凝固速率,以及局部凝固时间,然后通过弗莱明斯方程即可求得晶轴间距.此外,通过对温度场模型的求解,可以模拟出钢锭凝固时结晶前沿的形状,从而获得熔池形状的参数,如熔池深度,结晶角等.因而根据传热学的理论建立相应钢锭凝固时的温度场模型对于预测最终钢锭结构,以及改进熔炼工艺,提高钢锭性能具有重要意义.钢锭中温度场的计算模型较多,早期的工作由Ba[[antyne等人给出了系统的总结.Jeffers等人在此基础上又作了进一步研究n,避免了只考虑凝固开始阶段瞬时问题的缺陷,而是结合巴顿等人计算重熔开始至重熔进入稳定整个阶段熔池形状的方法引,提出了如下的数学模型¨:ot一[()+(誓)]+-c[÷?+]+-c+V㈣式中:H为单位体积焓;t为时间;丁为温度;为热导率;V为熔化速度;r,为柱坐标轴.求解该数学模型可得到重熔开始阶段和达到稳定后各种不同熔速下的数据.近年来,随着电渣重熔技术的不断发展,冶金学者给出了更多的实用的数学模型.根据不同的钢锭凝固条件可直接选用或稍加修改即可运用.1.4根据钢锭结构确定熔速由上面的论述可知,熔化速度是决定钢锭晶轴间距的主要因素,因而熔化速度选择是否得当,直接决定了钢锭最终的冶炼质量.确定熔速可以通过计算钢锭的温度场模型来确定,各种模型计算的结果均表明,局部凝固时间与电极熔化速度之间存在着复杂的函数关系,图1显示了电渣重熔Inconel718合金时熔速与局部凝固时间的关系],从图中可以看出局部凝固时间与电极熔化速度之间并非存在简单的单调递变关系,在AB段局部凝固时间随熔速增大而减小,在BC段则第2期吴远飞等:电渣重熔过程中电极熔速的确定ll7 随熔速增大而增大.最小值出现在B点,理论上B点即是重熔时选择的最佳局部凝固时间,对应的熔速即为最佳熔速.值得指出的是大多数钢种的熔速与局部凝固时间之间均存在类似的曲线关系.MeUberg指出在自耗电极的电渣重熔过程中,温度梯度与凝固速度的关系虽然没有传统浇铸钢锭时明显,但仍可以从纯理论的角度定性地推导出一个对应于最小局部凝固时间的熔化速度.图1电渣重熔Incone1718合金熔速V与局部凝固时间的关系(D=300ram}Fig.IRelationbetweenmeltingrateandLocal slidTime(tLSr)inelectroslagmeltingofincone1718 alloy(D----300nun}值得说明的是,虽然在凝固时间较小,即对应的局部凝固速度最大时易获得高质量的结晶结构,但是Shved[1等人指出在小钢锭中这种最小的局部凝固时间却难以获得,这是由于小钢锭的最小局部凝固时间出现在极小的熔速时.此外Goodwin认为在高速钢的熔炼中,熔速过低会导致树枝晶粗大.因此,实际生产中确定最佳熔速要考虑诸多因素.实践表明,最佳熔速主要与锭尺寸有关,同时也与钢种及工艺因素有一定的关系.根据理论计算得出的最小局部凝固时间t…所对应的熔速通常偏小,这不仅导致生产率降低,电耗增加,而且熔速过低会使钢锭的表面质量变差.因而,只要t不过大,钢锭的质量可以接受时可适当增加熔速.国外有冶金学者推荐适宜的熔速为①VESR一0.047rdkg?min(6)式中:d为钢锭直径,mm.熔速的大小直接影响钢锭的熔池形状,理论研究表明熔池深度与熔化速度之间呈线性增加关系.为了保证钢锭结晶质量,需要控制熔池深度在一个合理的范围之内.英国学者G.Hoyle指出理想的金属熔池形状应该是锭中心熔池深度为锭直径的1/2,前沿形状为抛物线型,此时树枝晶以合适的结晶角沿结晶前沿顺序凝固.基于这一理论, 前人在统计大量生产数据的基础之上.认为合理的熔化速度与结晶器直径和熔池深度有以下的关系:VEsR—aoD船kg?min(7)式中:a.为系数,与熔池深度有关;D为结晶器直径,ITlm.式(6)与式(7)是从不同角度得出的熔速表达式,实际生产中可以视具体情况选用.2熔化速度对电耗的影响电渣重熔工艺中熔速除了影响钢锭的结构性能以外,还是影响电耗的重要因素,因而考察熔速变化与电耗的关系对于优化重熔工艺,制定合理的冶炼制度具有重要意义,2.1熔化速度对电耗的影响电耗是衡量电渣重熔工艺优劣的一项重要指标,与众多的工艺参数的设置有关,如渣系选择, 渣皮厚度,电极直径,熔化速度及电流和电压等. 姜兴渭,李连智等对这些因素的影响给出了具体的分析②,并提供了电渣重熔工艺参数优化匹配图.曹洪敏[15]在此基础上,结合实际生产数据进行分析肯定了该理论的正确性.相对于对结晶过程的影响而言,熔速对电耗的影响要直观得多.在其它条件不变的情况下增加熔速会使总体熔炼时间减少,因而缩短了热损失的时间,使有效功率大幅度提高,从而提高电能利用率,降低电耗.2.2电耗的计算姜兴渭等人对大幅度降低电渣炉电耗进行了理论分析,认为重熔过程中的电效率7以及单位电耗q分别表示如下:7一24/Px100%(8)qEsR—P/60V×10.kW?h/t(9)式中V为熔化速度,kg/min;P一己,.cos,kw(渣池输入功率).曹洪敏给出了如下的计算式¨]:‰一±鲤×100%100(1o)7EsR一—lu)%sR一X10a+…(11)①姜周华.电渣重熔讲义.内部资料.②姜兴渭.李连智.季庆复,等.大幅度降低电渣炉电耗的理论分析[刀.电渣冶金文集.内部资料.9—18.118材料与冶金第1卷式中:△PH—P…×0.02kW(变压器本身损耗功率);G为重熔一支钢锭的总渣量,kg;G.为一支钢锭的重量,t.在ANF一6渣系下,重熔直径360mm低合金结构钢时,根据不同的V计算出的过程参数列于表1中:表1熔速变化与过程参数的关系Table1Relationbetweenmeltingrateand processparameter揸遣廑垫塑堕垦望焦皇鲞kg?min一kWkWkWh?t一kg’min-图2电极熔速与热损失及渣池输入功率的关系Fig.2Relationamongmeltingrate heatlossandpowerintothestagpool2.4根据电耗调整熔速虽然增加熔速能够大幅度地降低电耗,而且实际生产中也往往采用这种方法作为节能省耗的主要措施,但需要指出的是,熔速V酷的增加不是无止境的,它受到众多外部因素的限制,只有合理的增加熔速,使其不超过某一熔速上限时才能达到既节电又能确保钢锭质量的效果.上已述及,随着熔化速度的增加,输入渣池的功率增加,导致熔池深度增加,结晶角迅速减小. 其最终结果是使钢锭径向结晶的趋势增加,严重破坏电渣重熔钢锭趋于轴向结晶的有利条件.同时,由于熔池变深,凝固时间增加,偏析,夹杂等凝2.3增加熔速的节电效果从表1中可以看出,随着熔速的增加电耗呈逐渐降低的趋势.为了便于分析,根据表中的数据分别作出当电极熔化速度增加时热损失,渣池输入功率以及单位电耗的关系图(图2与图3).这里所指的热损失主要包括电极热损失,渣池表面辐射热损失,渣池径向热损失以及通过熔池的热消耗四项.图2表明电极熔速的变化对热损失的影响较小,其原因是显而易见的:热损失主要与炉体设计,电极布置,电极填充比等工艺环境有关.图中同时给出了电极熔速增加时,输入渣池的功率的曲线作为参考.可见,输入渣池的功率随熔速的增加而增加.图3给出了单位电耗与电极熔速的关系,可见随着自耗电极熔化速度的增加,单位电耗大幅度降低.在本实验条件下,当V～从3kg/ rain增大到6.6kg/min,q～由1427降低到904 kW?h/t,净节电523kW?h/t.,二宝岔廿/kg?min-图3电极熔速与单位电耗的关系Fig.3Relationbetweenmeltingrateand powerconsumption固缺陷发生的可能性增加,钢锭的表面质量也会变坏.因而找出增加熔化速度上限是必要的.在大量的实践和理论研究的基础上,人们认为,合理的熔化速度应保证合理的熔池形状.具体而言,应该保证结晶角在70.～110.之间为宜.所以在增加熔速时,应该保证结晶角不大于110.,这就是熔速增加的上限.3结论熔化速度是电渣重熔工艺的重要参数.合理72842465444lO6O99llll92298657937∞0999999888888MMMMMMO3l986334456第2期昊远飞等:电渣重熔过程中电极熔速的确定119 选择熔速不仅能够保证钢锭良好的结晶质量和表面质量,还能够最大限度地降低电耗,节约能源, 实现优质低耗的目标.合理的熔化速度跟诸多因素有关,针对特定的钢种和熔炼条件选择熔速应从以下几个方面考虑:(1)根据熔池形状初步确定熔速.(2)根据给定熔速建立温度场模型.(3)求解温度场模型,获得晶轴间距的大小,判断是否符合要求.(4)根据温度场模型求解的结果,模拟熔池形状,计算结晶角,判断是否符合要求.(5)在满足上述条件的情况下,尽量增加熔速,但应保证结晶角小于110..合理的熔速应该满足如下的特征:(1)钢锭熔池形状合适,锭中心熔池深度约等于锭直径的112,熔池前沿形状应该是抛物线形.(2)金属熔池上部应该出现圆柱段,且圆柱段高度不小于10mm.(3)钢锭中无缩孔,疏松,偏析等凝固缺陷,钢锭表面光洁.(4)吨钢电耗≤1200kW?h/t.参考文献[1]李正邦,洪彦若,张祖贤,等.电渣熔铸[M].北京:国防工业出版社,1981.31-33.[2]姜周华.电渣冶金的物理化学及传输现象[M].沈阳:东北大学出版社,2000.1-4.[3]FlemingsMC.SolidificationProcessing[M].NewY ork: McGrawHil1.1974.45—47.[4J李正邦,张家雯,林功文,等.电渣重熔译文集[M].北京:冶金工业出版社,1990.153-157.[5]Gun~iK.Trans.ISU,1974,257—266.[6]SuzukiA,J.JapanInst.Met.1968,1301—1305.[7]EcksteinHJ.ibid,424.[8]HolzgruberW.Proc,IntConfonESR[c].Pittsburgh.1971,3,56—58.[93BallantyneAS,KennedyRJ,MitchellA.Theinfluenceof meltingrateonstructureinV ARandESRingots[J].Pro—ceedingoffifthInternationalconferenceonV accummelting andElectroslagRemeltingProcess,1976(2):181-183.[10]BhambriKT,KattamisZ,MorralJE.MetTrans[J].1975(6):526—532.[11]李正邦,张家雯,林功文,等.电渣重熔译文集[M].北京:冶金工业出版社,1990.159—16O.[12]PatonBE,MedovarBI.KozlitinDA,eta1.Mathemati—calSimulationandPredicationofElectroslagRefiningof LargeForgingIngots[M].London:ISI,1973.16—17. [13]ModovarBI,DemchenkoVF,BogachenkoAG,eta1. TemperatureFieldsofLargeEsRSlabIngots[J].Proceed—ingoffifthInternationalconferenceonV accummelting andElectroslagRemehingProcess,1976,2,153.[14]ShevdFI.Sta1.1974,8.703—705.[15]曹洪敏.电渣重熔炉电耗的分析和计算[J].工业加热, 1994,3:2O一23。
【国家自然科学基金】_连续定向凝固_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
推荐指数 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词 温度场 显微组织 数值计算 定向凝固 初始过渡区 凝固界面 冷坩埚 ti-43al-3si合金
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7
科研热词 定向凝固 微观组织 冷坩埚 ti44al6nb合金 连续切片三维重构 小平面和非小平面枝晶 laves相cu_2mg
推荐指数 3 2 2 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 推荐指数 连续柱状晶组织 2 脱铝腐蚀 2 耐腐蚀性能 2 cu-12 2 连续切片技术 1 定向凝固 1 初生al_2cu相 1 共晶组织 1 三维组织重构 1 dealuminizationcorrosion 1 cu-12％a1合金 1 corrosion resistance 1 continuous columnar-grained microstructure 1 al合金 1 al alloy 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
科研热词 定向凝固 钛合金ti60 钛合金 连续铸造 连续定向凝固 近矩形冷坩埚 管材 稀土复合物 短流程制备 激光熔化沉积 温度场 柱状晶 显微组织 微观组织模拟 冷坩埚 元胞自动机 tial合金 dz125高温合金 cuaini合金
科研热词 推荐指数 定向凝固 4 高温合金 1 钛合金 1 连续定向凝固 1 连续切片 1 规则多孔结构 1 管材 1 界面 1 电磁成形 1 电磁场 1 激光熔覆 1 激光熔化沉积 1 水冷铜坩埚 1 气泡形核 1 柱状晶 1 微观组织 1 微观偏析 1 微弧火花沉积 1 定向外延生长 1 多相合金 1 固-气共晶生长 1 凝固组织 1 冷坩埚 1 三维重构 1 tial基合金 1 gh163/rene95镍基双合金 1 bfe10-1-1合金 1
1Cr18Ni9Ti不锈钢1.2t锭电渣重熔过程[Ti]烧损控制的实践
![1Cr18Ni9Ti不锈钢1.2t锭电渣重熔过程[Ti]烧损控制的实践](https://img.taocdn.com/s3/m/b51a8d7031b765ce05081411.png)
何 润等：ＣｌＮ９ ｉ １ｒ ｉ 不锈钢 １２ 锭电渣重熔过程［ ｉ ８ Ｔ ． ｔ Ｔｌ 烧损控制的实践
３ ９・
ｌ ｒＳ ｉＴ 后 的 渣 饼 中再 取 一 Ｃ ｌ Ｎ９ ｉ
个样 ， 要求 分析 渣 中 Ｍｎ Ｃ Ｏ、 Ｏ、 ａ
Ｔｉ Ｏ２、Ｆ ２ 、Ａ１Ｏ３ ｉ 、Ｃａ ２ ｅ Ｏ３ ２ 、Ｓ Ｏ２ Ｆ
［ ］ 损。 烧 关键词 １ ｒ８ ｉＴ 不锈钢 Ｃ ｌＮ９ ｉ １２ｔ 电渣重熔 ． 锭 ［ 烧损 ｎ］ 工艺实践
Ｐ ａｔ ｅｏ ｏ ｔｏ ｆｒ［ ｉ ｒｃ ｃ ｆ ｎｒｌｏ Ｔ ］Ｍｅ ｉｇＬ ｓ ｄ ｒ ｇＳａ ｌ ｓＳｅｌ ｉ Ｃ ｌｎ ｏｓ ｕｉ ｔｉ ｅ ｔｅ ｔ ｎ ｎｓ
０． ０％ ～０ ４ ３ ． ５％ 。
试 验方案 ： （ ） 一 母材 规格 ２ ０ｍ ｌ× ５ ５ ｉ ２ ０ｍｍ， ｌ 填充 比 （ 电极
横 截 面面 结 晶器 横 截 面 面 积 ） ．０ 试 验 渣 为 提 ０４ ，
纯渣 ＋ＴＯ ， 量 ６ ｇ （ ｉ ２ 为 ２ ，Ｃ ｌ Ｎ９ ｉ ｉ２渣 ０ ｋ ， ＴＯ ） ％ １ ｒ８ ｉＴ
试 验母 材 的主要化 学成 分如表 １ 示 。 所
（ ） 材规格 ２ ０ｍｍ ｘ ５ 二 母 ５ ２ ０ｍｍ， 填充 比 ０ ４ ， ． ０
试 验渣 系提纯 渣 ＋ ｉ 试 验母 材 的 ［ 、１］ ＴＯ ， ｃ］ ［ｒ 及渣 ｊ
中 ＴＯ 化 学成 分如 表 ２所 示 。 ｉ
部 ［ ｉ的烧 损较上部 严重 ； Ｔ］ 随母材 ［ ｉ 的提高 ， Ｔ］ 电渣锭 中平均烧损 ［ ｉ 降低 ； Ｔ］ 随渣中 ＴＯ ｉ 含量．ＴＯ ） （ ｉ： 提高 ， 电渣 锭 下部［ ｉ的平均烧损 值增加 ， ｒ］ ｆ 而电渣锭 上部 ｐ值没 有明显 变化 ， ＴＯ ） 宜超过 ２ ； 高填充 比有 利于抑 制 （ ｉ 不 ％ 提
电渣重熔工艺
生产前检查
检查所炼钢种与锭型是否一致。 自耗电极与假电极之间是否接对、接牢，焊口是否出现裂缝等。 底垫清理后应与水冷底座接触严密不能抖动。 结晶器是否稳固，无任何松动现象。 确认渣料配制无误，且处于烘烤待用中。
13
6.2、起弧造渣 将引弧电极卡好后，垂直入炉，调整中心，使端头距引弧剂（40～50%TiO2、
50～60%的CaF2）50-100mm处。待一切就绪后，配电员将操作台上高压电钮合上， 调整好电流﹑电压，给上自动，待指示仪表盘上电流开始波动后即可加渣。 注意： 加渣时一定要四周均匀加入，一次加入量不要过多，避免冷渣过多造成溶渣凝固，透 气性不好，导致喷渣﹑钻渣。
14
6.3、正常熔炼
待溶渣升温时间达到后，立即将电极离开渣面，切断高压，抬起电极，移动台车换
入自耗电极。根据熔炼要求迅速调整熔炼电流，在10分钟内逐渐转为正常熔炼电 流。如果用自耗电极引弧造渣，待渣溶清后逐渐提高电流进行正常精炼。
熔炼期间应经常观察炉况，调整电极至中心位置，防止电极与结晶器打弧和其它意
外事故的发生。
熔炼期间发生下列情况立即停止输入电流
①结晶器内吊入异物或自耗电极炸裂后掉块。 ②电极插入金属熔池或电极与结晶器打弧。
6、电渣重熔工艺
6.1重熔前准备
设备检查
检查电极升降系统﹑支臂旋转系统﹑夹紧系统是否灵敏，底水箱移动
是否正常。 电气系统的各种开关﹑仪表﹑指示灯和交直流马达正反转是否正常。 检查水循环系统﹑水冷卡头﹑结晶器﹑水冷底座﹑底水箱等进出水管 是否接对接牢，有无渗漏折迭现象，水压不低于0.4MPa，水流畅通无 阻。 各种指示开关归零。
和高温下的塑性和冲击韧性增强，钢材使用的寿命延长等。
16
镍基合金冶炼工艺流程
镍基合金冶炼工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!镍基合金冶炼工艺流程一、原料准备阶段。
在进行镍基合金冶炼之前，需要做好充分的准备工作。
电渣熔铸
谢谢观看
设备
电渣熔铸的基本设备包括电渣炉、结晶器，电源变压器；辅助设备包括熔化及浇注渣装置，装配及焊接自耗 电极设备等与电渣重熔完全相同。惟有其结晶器的结构与电渣重熔的结晶器差别很大，通常在电渣熔铸中也称之 为铸模。它具有两种功能：一是不断地消耗自耗电极金属而聚集液态金属；二是将金属液凝固铸造成型。它的形 状、尺寸及复杂程度根据具体零件的形状、尺寸及选定的电渣熔铸工艺方案来决定，归纳起来可分为4类：
原理
电渣熔铸过程与电渣重熔基本相同。如图1所示，来自短的电流通过自耗电极进入渣池，产生电阻热将渣加热 至高温，自耗电极的顶部被渣池逐渐加热熔化形成金属熔滴，金属熔滴从电极端头脱落，穿过渣池进入金属熔池， 由于水冷结晶器的冷却作用，液态金属在铜制异型水冷结晶器内逐渐形成异型铸件。
图1电渣熔铸原理图
电渣熔铸
冶金工艺
01 原理
目录
02 冶金特点
03 设备
04 产品
05 产品的铸态性能
电渣熔铸(electroslag casting)是一种使金属精炼和铸造成型一次完成，生产优质合金铸件的电渣冶金工 艺。它是利用电流通过液渣所产生的电阻热，不断地将金属电极熔化，熔化的金属汇聚成滴，穿过渣层滴入金属 熔池，同时在异型水冷模内凝固成铸件的技术。
图2带熔合坯的电渣熔铸示意图
（3）金属转注结晶器的电渣熔铸。自耗电极熔化的钢液聚集在活动熔化室中，熔化室中的液态金属部分或全 部地转移浇注到结晶器（铸模）型腔，通常称为金属转注电渣熔铸法或简称电渣转注。自耗电极与铸件不在同一 轴线上，熔铸过程中熔化装置相对于固定的铸模移动，直到铸模中充满电渣金属为止。用此方法可以获得复杂的 异型铸件，不受自耗电与铸件之间截面比等条件的限制，而且可能制造双金属或多层金属铸件。
Inconel718高温合金的电渣重熔过程熔滴滴落行为
Inconel718高温合金的电渣重熔过程熔滴滴落行为孙梦茹;陈云建;慕讨荣;李重圆;李万明;李德军【摘要】电渣重熔制取高温合金过程中熔滴行为对产品质量有重要影响.本文采用VOF方法来追踪钢液和熔渣的两相界面,磁流体力学模块加载电流、电压,再耦合电磁场和流场控制方程建立了电渣重熔高温合金过程的数学模型,计算得到不同电压、界面张力、渣池深度和填充比下的熔滴大小和熔滴对温度场和流场的影响.结果表明:在本模型参数范围内,熔滴直径与界面张力、填充比、电压成正相关;渣池深度越大,熔滴直径越小.电渣重熔过程中,渣池流场的变化主要在熔滴附近,几乎呈对称分布,随着金属液滴的逐渐向下运动,熔滴对熔池下方的扰动也逐渐增加.【期刊名称】《辽宁科技大学学报》【年(卷),期】2018(041)006【总页数】8页(P419-426)【关键词】电渣重熔;高温合金;熔滴行为;数值模拟;填充比【作者】孙梦茹;陈云建;慕讨荣;李重圆;李万明;李德军【作者单位】辽宁科技大学材料与冶金学院,辽宁鞍山 114051;辽宁科技大学材料与冶金学院,辽宁鞍山 114051;辽宁科技大学材料与冶金学院,辽宁鞍山114051;辽宁科技大学材料与冶金学院,辽宁鞍山 114051;辽宁科技大学材料与冶金学院,辽宁鞍山 114051;海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室,辽宁鞍山 114009【正文语种】中文【中图分类】TF142Inconel718高温度合金，具有良好的加工和焊接性能，在航空航天等尖端领域中得到广泛应用。
电渣重熔法主要是通过炉渣对非金属夹杂物进行吸附和溶解将金属提纯净化［1］。
电渣重熔共分为3个阶段：自熔电极端部金属液滴的形成、金属液滴在渣池中下落、金属熔池中杂质的上浮。
这3个阶段中，最为重要的是熔滴形成以及滴落阶段，此阶段直接影响夹杂物去除的程度［2-3］。
由于技术限制，无法透过结晶器对电渣重熔的熔滴行为进行观察，因此，采用数值模拟方法研究电渣重熔的净化机制具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（ 铁 研 究 总 院 高 温 材 料 研 究 所 ， 京 １０ ８ ） 钢 北 ０ ０ １
摘 要 Ｒ ｎ８ Ｄ ｅ ６８ Ｔ镍基 合金 （ ：． ２～０ ０ Ｃ、５ ５～１ ． Ｃ 、． ４ ２ ｏ ≤０ ２ Ｔ 、２ ５～１． Ｃ 、． ％ ００ ．５ １． ６ ５ ｒ３ ８～ ． Ｍ 、 ．０ ａ １． ３５ ｏ ０ ６～ １０ ｂ ００ ５～ ． ５ Ｚ 、． ３ ９ ｉ ． ２ ４ １ ． ０ ． Ｎ 、． ２ ００ ０ ｒ３ ５～ ． Ｔ 、 ０～ ． Ａ 、 ０ ６～００ ５ ３８～ ． Ｗ 、．０ ２ ０ ． １Ｂ、． ４ ２ ０ ０ ５～００ ０ ｅ 母 合金棒 由 ２ ０ｋ ． １Ｃ ） ０ ｇ
Ｃｏ ｔｎ ｏ ｓ Ｄｉｅ ｔｏ ｌ ｏ ｉ ｉ ｅ ｎ ８ ＤＴ ｃ ｅ ｌｙ Ｉ ｇ ｔ ｎ ｉ ｕ ｕ － ｒ ｃｉｎａｌ Ｓ ｌ ｆ ｄ Ｒｅ ６ ８ ｙ ｄｉ Ｎｉｋ ｌＡｌ ｎ ｏ ｏ
Ｃｈ ｎ Ｘｉｈ ｅ ｃ ｕｎ．Ｆ ｉ ｕ Ｒｕ ．Ｆｅ ｎ ｌ Ｈａ ｎｇ Ｄｉａ ｄ Ｒｅｌ ｏ
第３ ２卷第 ５期 ２１ 年 １ ０１ ０月
特 殊 钢
ＳＰ ＥＣＩ ＡＬ ＴＥＥＬ Ｓ
Ｖ０ ． ２．Ｎｏ． １３ ５
０ｃｏ ｅ ２ １ ・３１ ・ ｔｂ ｒ ０ １
・
工 艺技术 ・
电渣 重熔 连 续 定 向凝 固 Ｒ ｎ８ Ｄ ｅ ６８ Ｔ镍 基 合 金锭 工艺 参 数 组织显微 结构要求 ， 通过控 制铸锭 凝 固的二次枝 品 间距 和金 属熔池形 状及深 度来确
定重熔 时熔化 的速度 ， 再通过热平衡计算得 到相 关的熔炼参数 ， ５ ０ｋ 由 ０ ｇ气氛保 护抽锭式 电渣重熔 炉按连 续定 向
凝 固工 艺 熔 炼 出 中１Ｏｉ ２ ０ｍｍ Ｒ ｎ８ Ｄ ６ ｌ ｘ ２ ｅ６８ Ｔ合 金 锭 。结 果 表 明 ， 算 重 熔 总 时 间 与实 际 时 间 的误 差 仅 为 ４ ５ ， Ｙ ｍ 计 ．％ 熔 池 浅 平 ， 固组 织 均 匀 细 小 ， 得 了全 ＜１０＞方 向 的柱 状 晶 组织 ， 次 枝 晶 间距 为 ６ ８ ｍ。 凝 获 ０ 二 ０～ ０
１ ５～１ ． ２． ３ ５Ｃｏ，０． ～ １ ０Ｎｂ．０． ５ ～０． ０Ｚｒ ６ ． ０２ ０５ ，３． ～ ３ ９Ｔｉ ５ ． ，２． ～ ２ ４Ａｌ ０ ． ，０． ０６ ～０． ５Ｂ ，３ ０ ０１ ．８ ～ ４． ２Ｗ ，０． ０５ ～ ０
０ ０１ Ｃ ． ０ ｅ）ｉ ｍｅ ｔｄ ｂ ０ ｇ ｖ ｃ ｕ ｉ ｄ ｃｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｅａ ｄ ｔ ｅ中 １ ０ ｍｍ ×２ ０ ｍｍ ｎ ８ Ｄ ｌ ｙ ｉ ｇ ｔ Ｓｍｅｔ ｄ ｂ Ｓ ｌ ｙ ａ２ ０ ｋ ａ ｕ ｍ ｎ ｕ ｔ ｕ ｎ ｃ ｎ ｅ ｏ ｈ ６ ２ Ｒｅ ６ ８ Ｔ ａｌ ｎ ｏ ｌ ｙ ｏ ｉ ｅ ａ５ ０ ｋ ｈ ｅｄ ｎ ｔ ｓ ｈ ｒ ｒ ｗ ｎ — ｕ ｎ ｏ ｅｅ ｔ ｓａ ｅ ｌ ｎ ｕ ｎ ｃ ｉ ｏ ｔ ｕ ｕ ｌ ｉ ｃｉｎ ｌｓ ｌ ｉ ｃ ｔ ｎ ０ ｇ ｓ ｉ ｌ ｉｇ ａ ｍｏ ｐ ｅ ｅ ｄ ａ ｉ ｇ ｏ ｔｉ ｇ ｔ ｌｃ ｒ ｌｇ ｒ ｍｅ ｔ ｇ ｆ ｒ ａ ｅ ｗ ｔ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｄ ｒ ｔ ａ ｏ ｉ ｆ ａｉ ｏ ｉ ｈ ｎ ｙ ｅ ｏ ｄｉ ｏ ｐ ｏ ｅ ｓ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｏ ｏｉ ｉ ｅ ｔｕ ｔ ｒ ｏ ｄ ｔ ｒ ｎ ｈ ｌ ｎ ｐ ｅ ｕ ｉ ｇ ｒｍｅｔ ｇ ｂ ｏ ｔｏｌ ｇ ｓ ｅ ｒ ｃ ｓ ｃ ｏｄ ｎ ｏ ｒ ｑ ｉ ｅ ｎ ｆｓ ｌ ｆ ｄ ｓｒ ｃｕ ｅ ｔ ｅｅ ｍｉ ｅ ｔ ｅ ｍｅｔ ｇ ｓ ｅ ｄ ｄ ｒｎ ｅ ｌ ｎ ｙ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｅ — ｄｉ ｉ ｉ ｉ ｏ ｄ ｒ ｅ ｄ ｉ ｒ ａ ｓ ａ ｅ ｉ ｎ ｏ ｓ ｌ ｉ ｃ ｔ ｎ，ｍｅａ ａｈ ｓ ａ ｅ ａ ｄ ｄ ｐ ｈ ａ ｄ ｔ ｅ ｅａｉ ｅ ｒ ｍｅ ｉ ｇ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓｂ ｎ ａ ｙ ｄ ｎ ｒｔ ａｅ ｐ ｃ ｎ ｉ ｇ ｔ ｏ ｉ ｆ ａｉ ｅ ｄｉ ｏ ｔｌｂ ｔ ｈ ｐ ｎ ｅ ｔ ｎ ｏ ｇ ｔ ｒｌ ｔ ｅ ｈ ｎ ａａ ｔ ｒ ｙ ｖ ｔ ｅ ｍａ ｑ ｉ ｂ ｉ ｍ ａｃ ｌｔ ｎ ｈ ｒ ｌｅ ｕ ｌ ｒ ｉ ｕ ｃ ｌ ｕ ａｉ ．Ｒｅ ｕ ｓ ｓ ｏ ｈ ｔ ｈ ｅａｉ ｅ ｅｒ ｒｂ ｔ ｅ ａｃ ｌｔｄ ｔｔ ｌ ｅ ｌ ｎ ｍｅａ ｄ ｒ ａ ｅ ｈ ｏ ｓ ｈ ｈ ｗ ｔ ａ ｅ ｒ ｌｔ ｒｏ ｅｗｅ ｎ ｃ ｌｕ ａｅ ｏａ ｍｅ ｔ ｇｔ ｎ ｅ ｌ ｍｅ — ｔ ｖ ｒ ｉ ｉ ｒ
关键词 电渣重熔连续定 向凝 固
Ｒｎ８Ｄ ｅ６８ Ｔ镍基合金
凝 固组织控制 工艺参 数
Ｃａ ｃ ｌ ｔｏ ｎ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｉａ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓ ｏ ｅ ｔ ｏ ｌ ｇ Ｒｅ ｅｔｎ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｃ ｌＰａ ａ ｔ ｒ ｆＥｌ ｃ ｒ ｓａ ｍ ｌｉ ｇ
（ ｇ ｍｐ ｒｔｒ ｔｒ ｌＲｅｅｒｈ Ｉｓｉ ｔ ，Ｃ ｎｅ ｒｎ ａ ｄ Ｓｅ ｌＲｅｅ ｒｈＩｓｉ ｔ ，Ｂ ｉｎ ０ ０ １ ＨｉｈＴｅ ｅａｕｅ Ｍａｅｉ ｓ ａｃ ｎｔ ｕｅ ｅ ｔｒＩｏ ｎ ｔｅ ｓａｃ ｎ ｔｕｅ ｅｊ ｇ １ ０ ８ ） ａ ｔ ｔ ｉ Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｅｅ ｔｏ ｅｏ ｎ ８ ＤＴ ｎｃ ｅ ｌ ｙ （ ：０ ０ ｓｒ ｃ ｈ ｌｃｒｄ ｆＲｅ ６ ８ ｉｋ ｌａｌ ｏ ％ ． ２～Ｏ ０ Ｃ，１ ． —１ ． Ｃ ，３ ８—４ ２ ≤０ ２ Ｔ ．５ ５５ ６５ ｒ ． ． Ｍｏ ． ０ ａ，