電渣熔鑄渣系的選擇
電渣熔鑄過程中,渣系的選擇非常重要,因為它對冶金質量、熔煉技術經濟指標以及環境保護都有重大影響。選擇渣系時,需要綜合考慮熔點、電導、黏度、堿度、表面張力、比熱、蒸汽壓、透氣度等各項物理化學性質。
目前最廣泛使用的渣系是CaF2-TiO2渣,其代表成分是CaF270%+Al2O330%。這種渣綜合工藝性能較好,適應不同工藝條件,具有一定的脫硫及去夾雜能力,適用于重熔滾珠軸承鋼、合金結構鋼、高速工具鋼、模具鋼及不銹耐熱鋼等。但這種渣存在著一些缺點,如渣成分不在低熔共晶點上,熔點偏高;渣的電導率高,重熔電耗高;渣中CaF2含量高,熔煉中易污染環境;鋼中夾雜物以脆性鋁酸鹽及剛玉為主,影響鋼的塑性和韌性等。
為了避免CaF2-Al2O3渣系的上述缺點,近年來開發了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。這些渣系的成分基本選擇在三元共晶線上,渣的熔點較低,渣皮凝固時偏析現象較輕微,渣成分穩定,鑄錠表面光潔,成型良好。而且這些渣系具有較低的電導率,提高了電效率,因渣中CaF2減少,造成的污染也有所減輕,渣中含少量MgO或SiO2,防止了鋼液吸氣,使鑄錠表面光潔。這些渣系的缺點是含有CaO,易于吸水,因此必須十分注意保持渣料的干燥,以防止鋼水吸氫增氧。
另外也開發了無氟渣系,這種渣系基本上采用CaO-Al2O3渣系,有時加入少量的MgO。這種渣系具有較低的電導率,在1600℃時,其電導率僅為CaF2-CaO-Al2O3渣的1/5,熔化速率可提高20%~40%,其生產率高,電耗低,而且無氟渣去氧、脫硫效果良好。但是無氟渣也存在著一些操作上的問題,如無氟渣熔點高,導電率低,引燃困難,需要液渣引燃;無氟渣的成分在CaO-Al2O3共晶點附近,該共晶點液相線陡升,液渣成分稍有波動,渣熔點變化即很顯著,影響鑄錠成型,要求電渣輸入功率要穩定,工藝操作不如氟化物渣系易于控制;無氟渣的電導率低,重熔時需要較高的工作電壓,影響爐前操作的安全,需采用大充填比重熔;另外無氟渣CaO含量高易吸水增氫等。
總的來說,選擇合適的電渣熔鑄渣系需要綜合考慮技術、經濟和環保因素。
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