电渣重熔过程中渣成分变化及钢中氧含量预测

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电渣重熔具有工艺稳定、过程可控制以及冶金质量优良等优点，成为现代冶金的一个重要熔炼方法，特别是在航天航空材料制造等特殊行业方面应用广泛。电渣重熔过程中，渣系的组成是整个控制过程的核心部分，对电渣重熔钢锭的质量起着决定性作用。电渣重熔过程中炉渣成分随时间的变化必然影响到电渣的黏度，电导率等物理化学性质和冶金性能，进而对重熔过程产生影响。

      武汉科技大学与东北大学的学者利用XRF和XRD技术分析了电渣重熔过程中不同时间所取渣样的化学成分和物相结构。XRF分析得到电渣重熔过程中渣中Al2O3、CaF2、CaO、SiO2、FeO等成分含量随熔炼时间的动态变化。XRD分析表明：凝固的渣中存在11CaO·7Al2O3·CaF2、12CaO·7Al2O3、CaSiO3等高熔点物质，导致炉渣性质发生变化。根据熔渣化学成分，参考CaF2-CaO-Al2O3渣系的等电导率图和等黏度图，得到了电渣的比电阻和黏度随冶炼时间的变化情况。采用炉渣结构共存理论建立了温度为1923K和1973K时与渣中Al2O3平衡的钢液中-平衡关系图。计算结果显示，针对实验研究的钢种，当钢中酸溶铝含量ωs在0.0001%~1%范围内时，钢液中溶解氧含量随着ωs的增加先减小后增大，当钢中ωs达到0.25%时，钢液中ω最小。在实验条件下，因渣成分变化导致的钢中ω的波动范围是0.25%×10-6~0.48×10-6。