理论教育 控制铝和钛含量的真空感应炉冶炼合金

控制铝和钛含量的真空感应炉冶炼合金

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:在1600℃高真空下,铝元素会发生挥发,而钛的蒸气压仅021Pa不会挥发,因为冶炼真空度低于021Pa,只有05Pa。通常冶炼高温合金时,铝、钛均以纯金属形式直接加入钢液。AlN对合金的危害小于TiN。真空感应炉冶炼高温合金时铝、钛元素的回收率1)钛元素的回收率。从以上叙述可知,铝、钛元素真空感应炉冶炼高温合金时,回收率的影响因素较多,应根据冶炼条件,通过生产实践确定合理的铝、钛回收率。

控制铝和钛含量的真空感应炉冶炼合金

(一)移动

1.功能

平移指定的对象,改变图形的位置。

2.命令的调用

(1)在命令行中输入:MOVE(M)。

(2)在下拉菜单中单击:“修改”→“移动”。

1)对氧、氮的亲和力。对氧的亲和力铝大于钛,对氮的亲和力则钛大于铝。因此,当铝、钛同时存在于钢液时,可能会有少量铝与[O]形成Al2O3,少量钛同[N]形成TiN而存在于合金中。

2)铝、钛在高温真空中的挥发性。在1600℃高真空下,铝元素会发生挥发,而钛的蒸气压仅0᥊21Pa不会挥发,因为冶炼真空度低于0᥊21Pa,只有0᥊5Pa。因此,加铝前炉内应充氩,其压强应超过266Pa,以抑制铝的挥发。只加钛时不充氩。

3)铝、钛元素的密度低。通常冶炼高温合金时,铝、钛均以纯金属形式直接加入钢液。由于其密度低,加入后很快熔化而浮于钢液表面。为使其尽快溶入合金并分布均匀,就必须在加入后,采用大功率或启动电磁搅拌器对钢液进行搅拌。

总之,通过对铝、钛元素特性的了解,有利于提高对加铝、钛操作要点的理解,有利于提高铝、钛的回收率和加入效果。

2.精炼合金加铝、钛的操作要点

(1)加铝、钛之前钢液应具备的条件 加铝、钛合金化之前,钢液应具备以下条件,否则会降低铝、钛在合金中的强化效果。

1)精炼期结束,钢液中氧、氮、氢、夹杂物含量(质量分数)达到最佳值。如[H]≤1×10-6、[O]≤10×10-6、[N]≤15×10-6。(www.daowen.com)

2)冶炼真空度应达到0᥊5~1᥊0Pa时,充入氩气(Ar>99᥊9%)压强大于500Pa。若后期加镍镁合金终脱氧时,可以充至3kPa。

3)钢液温度从最高精炼温度,下调至稍高于结膜温度后保温,准备加铝和钛。

(2)合金化加铝、钛操作 合金化加入铝、钛操作要点如下:

1)降至合金熔体结膜温度后加铝、钛。铝、钛加入后,同钢液中的[O]、[N]化合的过程为放热反应,会使温度升高;另外,要防止冷料带入气体产生喷溅,因此应采取降温加铝、钛。

2)铝、钛加入顺序和加入批量。通常是先加铝后加钛。因为铝易熔不容易均匀化,先加比较有利,不会影响到钛的回收率。另外,加铝后部分铝与氮化合生成AlN,可以减少加钛形成TiN的数量。AlN对合金的危害小于TiN。为了减少钢液喷溅,应分批加入为妥。

3)加入铝、钛后应充分搅拌钢液,加速熔化和均匀化。小型炉采用大功率搅拌1~2min;大型炉采用低频电磁搅拌器搅拌,使铝、钛均匀化。

铝、钛加入完毕后,继续合金化操作加入B、Zr、La、Ce等微量活泼元素。

(3)真空感应炉冶炼高温合金时铝、钛元素的回收率

1)钛元素的回收率。钛的回收率比较稳定,加钛时可以不充氩。钛的回收率与其加入量和冶炼工艺有关。当含钛量(质量分数)小于1᥊0%时,回收率为90%~92%;含钛量(质量分数)大于1᥊0%时,回收率为93%~98%;采用部分返回料工艺冶炼时,回收率为100%(有铝存在时)。

2)铝元素的回收率。铝元素的回收率比钛低,与是否充氩和充氩压强有关。当含铝量(质量分数)小于1᥊0%时,回收率为80%~90%;含铝量(质量分数)大于1᥊0%~2᥊5%时,回收率为92%~96%;含铝量(质量分数)大于2᥊5%时,回收率为95%~98%;部分返回料冶炼时,回收率为92%~96%。

从以上叙述可知,铝、钛元素真空感应炉冶炼高温合金时,回收率的影响因素较多,应根据冶炼条件,通过生产实践确定合理的铝、钛回收率。

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