精炼渣对曲轴钢电渣过程夹杂物的影响

hmdz1998

在电渣重熔过程中，熔渣不仅是发热剂、保护剂还是精炼剂，能够有效地使金属脱硫、脱磷、去除非金属夹杂物和其他有害元素，通常由不同比例的氟化物和氧化物混合而成。目前常用的精炼渣是由质量分数为70%CaF2＋30%Al2O3组成，近年来随着冶炼要求的不断变化，开始在精炼渣中加入不同配比的CaO、MgO、SiO2等一种或多种氧化物组元。不同的精炼渣，组成不同，物化性能也不同，从而产生某种特定的冶炼效果，所以关于精炼渣中不同组元对钢中氧和硫的影响很早就引起了冶金工作者的关注。

研究人员研究了二元渣系ANF-6（70%CaF2＋30%Al2O3）、三元渣系ANF-8（60%CaF2＋20%Al2O3＋20%CaO）以及四元渣系(60%CaF2＋20%Al2O3＋10%CaO＋10%MgO）和五元渣系（40%CaF2＋20%Al2O3＋10%CaO＋10%MgO＋20%SiO2）对42CrMoA曲轴钢电渣过程夹杂物变化的影响，分析了钢中非金属夹杂物的形成热力学条件。研究结果表明：
    （1）在精炼渣中，CaO能够大幅增加其脱硫率，但由于渣系熔化温度和黏度较低容易吸附大气中的氧对合金元素造成明显烧损。MgO能够通过形成高温烧结层阻碍气化脱硫和大气氧向钢液的传递，有益于减少烧损。SiO2能够明显抑制脱硫，但会造成钢液氧含量偏高，烧损增加。
    （2）电渣过程能够明显细化夹杂物尺寸，采用不同组元精炼渣能够达到对夹杂物控制的目的。二元系中夹杂物主要为氧化铝和硫化锰夹杂，二元和四元渣系由于CaO和MgO的加入形成了镁铝钙尖晶石，五元渣系由于SiO2的存在，形成了硅铝酸锰与硫化锰混和夹杂物，还出现少量石英。
    （3）通过热力学计算可知，电渣重熔过程只满足了Al2O3夹杂生成的热力学条件，其他元素与氧、硫之间不会形成夹杂物，相反母材中未被精炼渣吸附的夹杂会发生分解污染钢液，而其他夹杂物主要是在钢液凝固过程中由于元素偏析造成局部浓度过高，满足夹杂物生成条件而形成的。
    （4）实验用二元、三元、四元和五元渣系脱氧率分别为64%、50%、76%和28%；通过控制精炼渣的成分来控制夹杂物的数量、形态以及组成是可行的。

弘超模具钢

在精炼渣中，CaO能够大幅增加其脱硫率，但由于渣系熔化温度和黏度较低容易吸附大气中的氧对合金元素造成明显烧损。