目前中頻爐生產鑄件的工藝大多采用重熔法,無精煉功能,無法緩解重熔過程中帶入的各種夾雜物,鋼水質量得不到保障,造成鑄件成品率低、等級低。
用于中頻爐熔煉的吹氬透氣磚,可以低成本、高效率地降低中頻爐熔煉過程中各種夾雜物的含量,提高鑄件等級,使鑄件生產企業(yè)獲得良好的經濟效益。吹氬精煉可以使鋼水達到脫氣、脫碳和緩解氧化物夾雜等目的。更有意義的是,向含鉻鋼液中吹氬,在脫碳的同時鋼液的含鉻量不會變化。
透氣磚在中頻爐中的安裝非常簡單,不需要對中頻爐的結構進行大規(guī)模改造,只需在爐底的石棉板或預制塊上鑿直徑為40毫米~60毫米的圓孔以引導透氣磚的吹氬管道,再配上瓶裝工業(yè)氬氣作為氬氣源即可。帶有透氣磚的中頻爐的筑爐工藝與普通中頻爐的筑爐工藝相同。
中頻爐氣體擴散器(透氣磚)的應用顯著提高了中頻感應爐精煉精度,氣體擴散器的使用,使普通中頻感應爐由“化鋼”轉變?yōu)闊掍摚谠S多情況下鋼液質量能夠達到了AOD爐、LF精煉爐、VD真空脫氣爐等的精煉設備的質量水平。
將所需的氣體(如高純度氬氣)通過氣體擴散器送到鋼液中,通過一定的流量及時間吹送,可以起到減少夾雜物(如Sio2、Al2O3、MgO等)及【O】【N】【H】含量的作用,有特殊要求如脫碳時,可以吹入氬/氧混合氣體,在一定范圍內降低碳含量,遇合氮鋼時,吹入氮氣可增氨。
工作原理:感應爐內吹入氬氣精煉過程是在鋼液熔清后.進行預脫氧完成后,取樣分析后,將高純度氬氣通過安裝在爐子底部的氣體擴散器導入鋼液,當氬氣通過 氣體擴散器后,因分散度較高,形成了具有較大上升速度的微小氣泡流,無數的氣泡通過鋼液將會產生精煉作用。鋼液內部每個氬氣泡就是一個小的”真空室“,在 氬氣泡里不合H、O、N等氣體.也就是說氬氣泡里面這些氣體的分壓力等于零。當分壓力變很高的氬氣泡,穿過鋼液時,呈溶解狀態(tài)存在的【H】【O】【N】和 非溶解狀態(tài)存在的C0等均會自動地進入氬氣泡內,并隨著氣泡上升而溢出.從而達到脫氣的目的。
精煉后鋼的質量、純凈度大大提高,精煉前后的夾雜物對比明顯降低,氣體含量大大減少.現舉例對比如下
1.夾雜物:鋼中非金屬夾雜物顯微評定方法GB10561-2005
項目 | A | B | C | D |
硫化物 | 氧化鋁 | 硅酸鹽 | 環(huán)球氧化物 | |
精煉前平均 | 1.8級 | 1.7級 | 1.5級 | 2.1級 |
精煉后平均 | 0.55級 | 0.64級 | 0.5級 | 0.67級 |
平均降低% | 69 | 62 | 67 | 68 |
實測結果完全滿足標準的技術要求。
2.氫含量小于1.0ppm,滿足模具鋼要求≤2.5ppm,其他鋼種≤3.0ppm。
3.氧含量小于0.0050%。
4.對鋼錠加工后,進行超聲波檢測均達到(GB/T13315-1991)二級標準。
5.對304等不銹鋼精煉與不精煉的機械性能對比:(GB/T328-2002)
1)抗拉強度精煉前549.53Mpa 精煉后606.82Mpa 提高57.29Mpa
2)屈服強度精煉前270Mpa 精煉后339.52Mpa 提高69.52Mpa
3)力 精煉前38.46KN 精煉后49.10KN 提高10.64KN
幾點說明:
a)因每爐鋼吹氬氣時間為5~10mm,在加完臺金后進行吹氬,吹完后出鋼不影響冶煉時間,不會增加耗電量。
b)因吹氬氣去除【N】【H】【O】不起化學反應,不僅不會縮短爐襯壽命,反而因爐內熔液溫度的均勻化,延長了爐襯的壽命。
c)氬氣為情性氣體,使用非常。
總之,以氣體擴散器使用為標志的中頻感應爐精煉技術,是一種投資少、見效快、成本低、質量高的生產工藝,是一種節(jié)能環(huán)保型的生產工藝,是一種短流程的生產工藝。以此技術為基礎,配合保護澆鑄等工藝,可生產出高品質的鑄件及鋼材制品。