电渣冶金的最新进展

1、电渣冶金的最新进展电渣冶金的最新进展-1-12前 言u1958年乌克兰德聂泊尔特钢建0.5t P909 ESF 4台u1959年美国Firth Sterling公司3.6t直流ESF 3台 u1958年12月9日我国在电渣焊的基础上开发电渣 重熔技术. u1960年8月25日重庆特钢公司建成电渣车间1t ESF 3台.3电电渣渣冶冶金金电渣重熔 ESR 电渣熔铸ESC电渣浇铸 ESP电渣转铸 ESMPC电渣离心浇铸 CESC电渣热封顶 ESHT快速电渣 ESRR电渣焊 ESW电渣复合 E.S.Cladding电渣喷射成形 E.S.Osprey电渣直接合金化 Direct ESM4优越性:1、性

2、能优异:金属纯净、组织致密、成分均匀、表面光洁。如电渣GCr15寿命是电炉钢的3.35倍。2、生产灵活性：圆、扁、空心。3、工艺稳定：再现性高。4、经济合理：提高成材率效益=重熔成本。5、过程可控：化学成分、夹杂物、晶粒可控。5问题及解决：问题及解决：1、电耗较高：电耗14001600kwh/t采用k0.6，美国 849kwh/t，中国 936kwh/t2、氟的污染：逸出HF 、 SiF4 、 AlF3 、 SF6 、 CF4采用无氟渣或低氟渣（CaF2 15%）3、批量：1炉一个锭，管理不便稳定工艺以电炉一炉为批。一.电渣冶金历程1、缓慢发展 25年(19401965年)1965年Firth

3、Sterling公司破产，技术公之于 众。1963年，前苏联电渣技术系统已成熟，电渣重熔一书1963年，中国金属学会大会“电渣冶炼在中国的发展”总结 2.飞跃发展 10年（19651975年）1965年美国，西欧对ESR和VAR之争做出结论：协和式客机采用电渣钢。著名设备制造商Consare，Loybold转向电渣炉，锭重和产量呈抛物线增长，见下表。钢种300多个，打破专业、行业界限：ESC, ESWB3.稳定发展 15年（19751990年）1985年电渣钢产量100万吨(其中前苏联40万吨，东欧5万吨），西方工业电渣炉240台美国National Forge等92吨ESF，5台投产控制模型

4、，计算机闭环控制：VM 、 RS 、 U4.酝酿新的突破（1990今）1991年前苏联、东欧解体，电渣钢产量锐减；西方Allvac公司、INCO公司建一批18 23t ESF ESR超级合金超过VAR量1992年日本100t ESF投产 美国生产超级合金比例增大 碳钢及低合金钢 22% 工具钢模具钢 27% 不锈钢及耐热钢 20% 镍基及钴基合金 31% 20世纪末21世纪初：快速电渣 ESRR，电渣复合 ES Cladding二.电渣冶金的现状实产电渣钢及合金 130万t/a最大电渣炉：我国上海重型机器厂 240t 德国萨尔钢厂 165t (220t)最大板坯电渣炉： 70t最大电渣焊断面：

5、 10m2稳定生产钢号超过 400个19662001年，世界性电渣冶金会议（及包括ESM）14次之多。从事电渣研究的单位： 乌克兰电焊研究所 加拿大哥伦比亚大学 德国MaxPlank研究所 美国联邦矿业局Albany冶金中心联合国工业开发署UNIDO定为开发技术三.电渣冶金未来1.电渣重熔大型锻件用钢处于垄断地位，如300MW以上汽轮机及发电机转子2.优质高速钢、模具钢、双相钢管电渣占优势3.在超级合金电渣钢量于80年代末已超过真空4.有色金属方兴未艾5.枪炮弹簧、仪表弹簧钢、航空及仪表轴承依然采用电渣炉生产6.电渣熔铸异形铸件、管件占独特地位四.电渣冶金新技术1. 电渣热封顶ESHTF195

6、9年我国开发出铸件电渣热封顶技术 F1975年德国P.Machner首次公布ESHT技术作用：发热冒口，填充顶部因收缩而产生 的缩孔，消除缩孔、偏析、疏松成本比较：电渣重熔大锭 电渣中心填充 电渣热封顶 MHKW ESHT 8 3 2图1 电渣热封顶原理示意图2.真空电渣重熔VAC-ESR图2 真空电渣重熔设备表1 真空电渣重熔前后渣成分表2 INCO718合金真空电渣重熔前后化学成分3. 高压电渣重熔PESR图3 高压电渣炉示意图氮由Si3N2加入，熔炼室氮气压力为4.2MPa。发电机上护环奥氏体钢（Cr12%，Mn18%）含氮量1.05%，经20%冷加工0.21500MPa。图4 快速电渣

7、重熔ESRR4.快速电渣重熔T型结晶器多流电渣重熔，减少铸锭尺寸，省去开坯工艺，ESRR熔速提高310倍。(1) 工艺原则标准电渣重熔ESR，VM/d1.0；对高碳合金工具钢及超级合金VM/d0.650.75。ESRR VM/d0310，(2) ESRR设备及工艺(图8） 1）嵌入导电元件： 自耗电极渣池流入导电元件返回变压器； 2）Co60控制钢液面精度2mm。表3 ESRR工艺参数(145mm铸锭）0快速电渣重熔ESRR效果1） S=C 式中： S凝固层厚度mm； t凝固时间min； C凝固系数mm/min1/2快速电渣重熔ESRR，凝固系数C=3646mm/min1/2；标准电渣重熔ESR，凝固系数C=3035mm/min1/2；连铸凝固系数 C=2538mm/min1/2。2）ESRR铸锭不清理直接热加工 渣金结晶器界面张力过大时，弯月面成凸形，出现流渣，铸锭表面有痕。t 图5 液态金属电渣冶金技术（a）电渣镀层；（b）熔铸空心锭；（c）熔铸实心锭5. 电渣熔铸复合技术4. 结论1. 21世纪电渣重熔仍是生产超级合金的主要手段之一。2. 在未来电渣重熔制备优质大型毛坯生产中处于垄断地位。3. 电渣重熔优质工模具钢，