近年来,国内外的特钢企业绝大多数都配备了电渣冶金设备,用于军工用钢、工模具钢、冷轧辊用钢、汽轮机转子、高温合金和有色金属等合金的重熔精炼。中原铁钢股份有限公司面对市场需求,确定了以替代进口为切入点,全力投资开发大型工模具钢的市场战略,加强具有高附加值的终端产品和制成品的研发生产。
电渣冶金技术满足苛刻质量要求
特殊钢的冶炼质量是产品质量的基础,对一些有特殊要求的产品,采取电渣重熔是提高冶金质量的有效手段。以炮钢为例,近代火炮的膛压比传统火炮的膛压高出近两倍,由于紧凑化的要求,选取的壁厚系数也较低,炮钢所受的应 力强度相当高。同时,火炮内膛多大有膛线,经过自紧工艺,发射时温度变化剧烈,加载与卸载速率高,会在身管上形成复杂的应力场。在这样的状态下要想获得理想的使用寿命,就要求在保证炮钢高强度的同时兼具高韧性。
中原特钢采用真空精炼钢制作高性能的高压釜,锻件能达到四级强度。采用电渣重熔工艺,通过选用适宜的渣系和脱氧制度,控制钢中残铝和硫等微量元素含量,设定合适的重熔充填比,控制熔速和熔池形状,所生产的电渣钢可以制造五级以上强度的锻件。在相同质量要求条件下采用电渣钢,可以减薄高压釜的壁厚,减少用料;在相同设计壁厚条件下,采用电渣钢可以提高高压釜的工作压力,从而提高其工作效率。中原特钢还采用电渣钢制造其他有特殊性能要求的钢种。
关键部件熔炼不可或缺
连轧管机限动芯棒是采用连轧管机轧制大口径无缝向日葵视频下载app污版ios必不可少的关键部件,若芯棒选用美国AISI标准的热作工模具钢H13,钢的合金含量高达8%,冶炼难度大,锻造温度范围窄,工件超长,易开裂,难成形,热处理后要求强度高、韧性好、全长硬度均匀,而且弯曲度要求严格,是一种集高难度冶炼、锻造、热处理、机械加工等制造技术于一体的高科技产品。目前,国际上只有包括我国在内的法国、意大利、德国等少数几个国家能够生产,中原特钢是亚洲最大的芯棒制造厂。
芯棒的使用温度1150摄氏度,表面温升达700摄氏度,且用后急速冷却;工作过程中承受较大且复杂的拉伸、压缩接触应力和高速循环的高温冷热疲劳应力,工作环境恶劣。要保证轧管2000支以上的使用寿命,要求钢种具有高强度的同时必须兼具高韧性,而这种特性取决于钢的纯净度和锻造、热处理效果的提高。该产品对钢的化学成分、力学性能、非金属夹杂物、晶粒度、显微组织、超声波探伤、尺寸精度、光洁度等都提出了极为严格的要求。电渣重熔是提高钢的纯净度、改善凝固组织、减小成分偏析的有效手段。中原特钢在其他条件相同的情况下,比较了真空精炼钢和电渣钢的性能水平,发现电渣重熔钢的夹杂物细小、分散,钢中碳化物带状偏析小,冷热疲劳性能优于真空精炼钢,在相同强度的条件下,电渣钢的冲击功比真空精炼钢高20%。在天津向日葵视频下载app污版ios公司,中原特钢生产的电渣钢芯棒轧管与国外芯棒同时装机轧管,寿命达到了2000支以上,两者使用寿命相当。
技术优势拓展应用空间
电渣重熔的优势之一是重熔大锭。目前家电和汽车工业急需厚度在800毫米以上的大型、精密、复杂、长寿命的模具钢。此类模具钢的制造难度较大,其核心技术是超纯净、超均匀、超细化钢的生产制造技术,同时要达到大尺寸要求,相应的钢锭重量需要达到35吨~50吨。
冷轧辊要求具有足够的表面硬度、淬透性深度以保证耐磨性,还要求材质成分及组织高度均匀、金属致密,以确保轧辊表面硬度均匀,保证轧制产品的表面光洁度,采用电渣重熔钢制造冷轧辊是世界轧辊生产企业的共识。
电渣重熔还可用于重熔有色金属,中原特钢通过调整渣系、设定合理的熔速,电渣重熔了铜及铜合金。重熔后,铜锭枝晶结构细密,消除了普通铸铜粗大的枝晶组织和大颗粒夹杂物,提高了铜及铜合金的加工塑性。电渣重熔还可“以小干大”,真空电弧重熔炉结晶器的内筒体一面承受高温电弧灼烧,另一面通水冷却,工作环境恶劣,需采用铜锭锻制,以消除焊缝的质量隐患。直径1米的内筒体需要9吨重的铜锭,而国内最大的铜锭只有5吨。中原特钢将两个铜锭重熔成一个9吨重的铜锭,既满足了用户对铜锭的要求,又提高了结晶器内筒体的质量,减轻了结晶器内筒体在高温、高真空环境下因疲劳而漏水的倾向。
但是,电渣冶金技术也存在着一定的局限性,如熔炼和凝固速度偏低、重熔电耗高、自耗电极氧化、熔渣吸气以及活泼金属的氧化等。如何发挥电渣冶金技术的优越性,改善和消除其局限性,一直是电渣冶金技术发展的重要课题。在广大电渣冶金工作者的努力下,电渣冶金技术又有了新的突破,相继开发了导电结晶器、快速电渣重熔、洁净金属喷射成形及可控气氛电渣冶金等技术。