大型軸鍛件有哪些用鋼的冶煉方法？

2021-07-09 15:47:14 瀏覽次數(shù)：

1.堿性平爐法
爐底和堤坡用堿性耐火材料如鎂磚，鋁鎂磚、鎂砂和白云石等砌成的平爐稱為堿性平爐。這種以堿性爐渣來煉鋼的平爐，其特點(diǎn)如下：
（1）因?yàn)椴捎脡A性渣，可以大量除去琉、磷，因而煉鋼原料不象酸性平爐法那樣嚴(yán)格控制。這是這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)。
（2）爐渣堿度的提髙，雖然有利于除去硫、磷，但是，氫在鋼中的溶解度和擴(kuò)散能力卻隨之增大，因而鋼中的氫含量較酸性平爐為高，一般堿性平爐鋼液中含氫量為 6?8PPM ^⑴ *。
（3）堿性平爐鋼中的非金屬夾雜物主要是氧化物和硫化物。硫化物夾雜會給鋼造成熱脆性，本身有一定塑性，經(jīng)壓力加工后，沿金屬的主要變形方向呈條狀分布。使軸鍛件的橫向或切向性能降低，提高軸鍛件的各向異性。
2.酸性平妒法
爐底和堤坡用酸性耐火材料如硅磚，石英砂等砌筑成的平爐稱酸性平爐，在冶煉中采用酸性渣操作。其特點(diǎn)如下：
（1）因?yàn)槭遣捎盟嵝誀t渣，冶煉過程中不能除去爐料中的硫，磷。因此,必須選用硫、磷含量在成品鋼要求含量以下的原材料，當(dāng)然，這將使鋼的成本提高。
（2）酸性爐液中SiO,是過飽和的，自由Fe0的濃度很低。在熔煉末期，熔池溫度升髙時(shí)，熔池中的鐵能使渣中硅產(chǎn)生還原，使鋼液很好地自動(dòng)脫氧。因此，精煉末期可以不加或少加硅鐵、錳鐵和鋁等脫氧劑脫氧，生成的脫氧產(chǎn)物也就很少，而這種脫氧產(chǎn)物是鋼中非金屬夾雜物的主要來源，所以酸性平爐鋼中非金屬夾雜物較少，純凈度髙。
（3）氫在酸性爐渣中的溶解度和滲透能力較小，爐渣對鋼液起著保護(hù)作用，因此，鋼液中的含氫量較其他方法冶煉的鋼液為低，一般為4?6PPM^⑴_。所以酸性平爐鋼的白點(diǎn)敏感性較小。
（4）殘存于鋼液中的非金屬夾雜物不僅數(shù)量較少且主要是不易變形的硅酸鹽類夾雜物，在鋼中多呈球狀分布，所以，酸性平爐鋼同堿性平爐鋼比較，塑性指標(biāo)較好，各向性能比較均勻。

酸性平爐冶煉法按照對熔煉后期硅的還原程度不同，可分為兩種操作方法：
（1）硅還原法。此法的特點(diǎn)是使硅充分還原，使鋼液中的硅含量達(dá)到0.2%以上。因此, 鋼液可以充分自動(dòng)脫氧，不需要再加脫氧劑。這樣煉出來的鋼，夾雜物極少，而且出鋼溫度容易控制，因而成品鋼的質(zhì)一般較高。但是，熔煉時(shí)間較長，爐底容易損壞。
（2）限制硅還原法。精煉時(shí)用分批加入礦石法，限制爐渣中硅的還原，使出鋼前鋼液中的硅含量限制在0.17%以下。其目的是加速碳的氧化，縮短熔煉時(shí)間。同時(shí)，沸騰狀況比硅還原法更為強(qiáng)烈充分，更有利于脫氣。但是，出鋼前，需要加入一定量的脫氧劑使鋼液補(bǔ)充脫氧。此外，出鋼溫度不易控制，這些都不利于鋼液質(zhì)量的提高。
在我國大型軸鍛件生產(chǎn)中，硅還原法和限制硅還原法都經(jīng)常采用，主要根據(jù)爐體情況和所煉鋼種來決定。一般來說，為了保證鋼液質(zhì)量，盡量采用硅還原法。
我國第一重機(jī)廠自1965年以來，采用硅錳還原法，冶煉了200多爐鋼，其中包括各種容量的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子用鋼，獲得了較好的效果^（⁰^）。
實(shí)際上，在我國酸性平爐法主要是在堿性平爐——酸性平爐雙聯(lián)法中應(yīng)用。這種方法是先將爐料在堿性平爐中冶煉，除去硫、磷，然后將含有規(guī)定碳分的半成品鋼液轉(zhuǎn)入敢性平爐中進(jìn)行精煉，這樣鋼液的純凈度較離，質(zhì)量更好。當(dāng)然成本也隨之有所增加。

3.減性電爐法
堿性電爐的冶煉原理和堿性平爐相同，不同的是采用高溫電弧加熱，冶煉過程不象平爐那樣，受爐氣的限制。堿性電爐法分為氧化法（國外通稱為雙渣法）和不氧化法（返回法）。氧化法與不氧化法不同之點(diǎn)是在熔化期后，還原期前有一個(gè)加鐵礦石使熔池激烈氧化沸騰的氧化期。
堿性電爐法的特點(diǎn)是：
（1）在冶煉過程后期，可以在爐內(nèi)人為地造成還原性氣氛，這種氣氛有利于還原期中脫氧、去硫和合金化等操作的順利進(jìn)行；
（2）在還原期可以造白渣或電石渣進(jìn)行擴(kuò)散脫氧。擴(kuò)散脫氧不產(chǎn)生殘留于鋼液中的脫氧產(chǎn)物，從而提高了鋼液的純凈度；
（3）可以最大限度除去硫和磷。從冶金原理可知，去硫的條件是：爐渣堿度高，熔池溫度高，渣中FeO少和渣量足夠大。而堿性電爐還原期的白渣和電石渣堿度為3.0?5.5, FeO含量可低到1%,而堿性平爐渣的堿度為2.0?2.3, Fe0含最為?10%。所以一般械性平爐脫硫地多為50%(不造新渣)，而堿性電爐的脫硫能力則大得多。同時(shí)，如果采用氧化法的雙渣操作，則可以在除磷條件非常好的氧化期將鋼液中的磷充分除掉，并將氧化渣扒凈，使還原期不致回磷。所以械性電爐可以將硫、磷含量降低到0.015%以下，有些降低到0.01% ^（⁴^）。
（4）鋼液的含氫量由于堿性爐渣的緣故，仍然高于酸性平爐，一般為5?7PPMM^（1）。
大型鋼錠一般由兩臺以上爐子配爐澆注，因?yàn)椴捎靡慌_爐子熔煉澆注時(shí)，一方面，不必要地增大單爐容量，另外一方面，一包澆注，澆注時(shí)間長，耐火材料不易抵抗長時(shí)間澆注的?蝕沖刷，同時(shí)溫降也增大。
多爐合澆時(shí)，則各爐的出鋼溫度和時(shí)間可便于調(diào)節(jié)。從這點(diǎn)來看，酸性平爐能夠待爐好幾個(gè)小時(shí)，出鋼溫度容易控制，而堿性平爐則能獲得較髙的出鋼溫度，堿性電爐則兼有這些優(yōu)點(diǎn)。

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