目前中频炉生产铸件的工艺大多采用重熔法,无精炼功能,无法缓解重熔过程中带入的各种夹杂物,钢水质量得不到保障,造成铸件成品率低、等级低。
用于中频炉熔炼的吹氩透气砖,可以低成本、高效率地降低中频炉熔炼过程中各种夹杂物的含量,提高铸件等级,使铸件生产企业获得良好的经济效益。吹氩精炼可以使钢水达到脱气、脱碳和缓解氧化物夹杂等目的。更有意义的是,向含铬钢液中吹氩,在脱碳的同时钢液的含铬量不会变化。
透气砖在中频炉中的安装非常简单,不需要对中频炉的结构进行大规模改造,只需在炉底的石棉板或预制块上凿直径为40毫米~60毫米的圆孔以引导透气砖的吹氩管道,再配上瓶装工业氩气作为氩气源即可。带有透气砖的中频炉的筑炉工艺与普通中频炉的筑炉工艺相同。
中频炉气体扩散器(透气砖)的应用显著提高了中频感应炉精炼精度,气体扩散器的使用,使普通中频感应炉由“化钢”转变为炼钢,在许多情况下钢液质量能够达到了AOD炉、LF精炼炉、VD真空脱气炉等的精炼设备的质量水平。
将所需的气体(如高纯度氩气)通过气体扩散器送到钢液中,通过一定的流量及时间吹送,可以起到减少夹杂物(如Sio2、Al2O3、MgO等)及【O】【N】【H】含量的作用,有特殊要求如脱碳时,可以吹入氩/氧混合气体,在一定范围内降低碳含量,遇合氮钢时,吹入氮气可增氨。
工作原理:感应炉内吹入氩气精炼过程是在钢液熔清后.进行预脱氧完成后,取样分析后,将高纯度氩气通过安装在炉子底部的气体扩散器导入钢液,当氩气通过 气体扩散器后,因分散度较高,形成了具有较大上升速度的微小气泡流,无数的气泡通过钢液将会产生精炼作用。钢液内部每个氩气泡就是一个小的”真空室“,在 氩气泡里不合H、O、N等气体.也就是说氩气泡里面这些气体的分压力等于零。当分压力变很高的氩气泡,穿过钢液时,呈溶解状态存在的【H】【O】【N】和 非溶解状态存在的C0等均会自动地进入氩气泡内,并随着气泡上升而溢出.从而达到脱气的目的。
精炼后钢的质量、纯净度大大提高,精炼前后的夹杂物对比明显降低,气体含量大大减少.现举例对比如下
1.夹杂物:钢中非金属夹杂物显微评定方法GB10561-2005
项目 | A | B | C | D |
硫化物 | 氧化铝 | 硅酸盐 | 环球氧化物 | |
精炼前平均 | 1.8级 | 1.7级 | 1.5级 | 2.1级 |
精炼后平均 | 0.55级 | 0.64级 | 0.5级 | 0.67级 |
平均降低% | 69 | 62 | 67 | 68 |
实测结果完全满足标准的技术要求。
2.氢含量小于1.0ppm,满足模具钢要求≤2.5ppm,其他钢种≤3.0ppm。
3.氧含量小于0.0050%。
4.对钢锭加工后,进行超声波检测均达到(GB/T13315-1991)二级标准。
5.对304等不锈钢精炼与不精炼的机械性能对比:(GB/T328-2002)
1)抗拉强度精炼前549.53Mpa 精炼后606.82Mpa 提高57.29Mpa
2)屈服强度精炼前270Mpa 精炼后339.52Mpa 提高69.52Mpa
3)力 精炼前38.46KN 精炼后49.10KN 提高10.64KN
几点说明:
a)因每炉钢吹氩气时间为5~10mm,在加完台金后进行吹氩,吹完后出钢不影响冶炼时间,不会增加耗电量。
b)因吹氩气去除【N】【H】【O】不起化学反应,不仅不会缩短炉衬寿命,反而因炉内熔液温度的均匀化,延长了炉衬的寿命。
c)氩气为情性气体,使用非常。
总之,以气体扩散器使用为标志的中频感应炉精炼技术,是一种投资少、见效快、成本低、质量高的生产工艺,是一种节能环保型的生产工艺,是一种短流程的生产工艺。以此技术为基础,配合保护浇铸等工艺,可生产出高品质的铸件及钢材制品。