专刊序言

对于特钢行业而言,特种冶金泛指转炉、电弧炉、平炉、非真空感应炉等普通冶炼方法以外的冶金技术,主要包括真空感应熔炼、电渣重熔、真空电弧重熔、等离子重熔以及电子束熔炼等特种熔炼手段,用于生产高洁净度、高均匀性、精确化学成分的高端特殊钢和特种合金。其产品广泛应用于航空航天、能源动力、交通运输、石油化工、节能环保、海洋工程、生物医疗、精密仪器和电子信息等高端装备制造领域。

LF炉冶炼超低硫钢的工艺条件

提出了采用热力学计算分析确定LF炉冶炼超低硫钢工艺条件的方法·分析表明 ,可通过提高炉渣碱度、强化渣钢脱氧、控制渣钢原始硫质量分数和渣质量 ,来实现超低硫钢的冶炼·15 0tLF炉生产实践表明 ,在原始钢水硫平均为 0 0 14 6%条件下 ,通过控制规定的工艺条件 ,经LF处理后的钢水硫质量分数平均可达 0 0 0 44 % ·再经VD处理后 ,可实现成品硫质量分数为0 0 0 2 7%的超低硫钢生产·在上述条件基础上 ,将原始硫质量分数控制在 0 0 0 5 8%以下或保证渣金硫的分配比在 2 5 0以上或采用双渣操作 ,LF炉可精炼 0 0 0 2

电渣重熔高氮钢技术的进展

高氮钢,尤其是高氮不锈钢,由于其优异的性能和诱人的应用前景受到国内外钢铁材料界的广泛关注。在理论计算分析氮在钢中溶解行为的基础上,指出了高氮钢制备的主要技术难点;概述了目前高氮钢的主要制备方法,重点讨论了常压和高压电渣重熔高氮钢的特点和存在的问题;分析了用电弧渣重熔(ASR)法生产高氮钢的技术优势,认为用ASR法生产高氮钢是目前比较可行的方案。

不锈钢冶炼及凝固过程氮的控制

总结了氮在不锈钢中有害和有利正反两方面的作用。通过热力学计算和实测数据分析了温度和氮分压对不锈钢熔体中氮溶解度的影响,理论分析了不锈钢熔体吸氮和脱氮的动力学,指出了真空和高压分别是生产超低氮和高氮钢的主要方法。结合以往的研究成果和生产实践提出了生产超低氮铁素体不锈钢和高氮不锈钢的具体工艺技术措施。

新一代电渣冶金技术的开发

在简要回顾了电渣冶金历史发展的基础上,重点介绍了近5年来东北大学电冶金实验室在新一代电渣冶金技术方面所取得的研究进展,主要包括电渣连铸、特厚板坯电渣重熔、大型电渣重熔钢锭凝固偏析控制、可控气氛电渣重熔技术、电渣液态浇注技术、以及低渗透性低氟高阻的预熔渣等.

Si-Ca,Si-Ba及Ca-Ba二元合金熔体组元活度的计算

根据Miedema二元合金生成热模型,结合相关热力学数据,对硅钙钡系中的每个二元合金在1623K下的活度进行计算·结果表明,采用该模型对Si Ca合金活度的计算结果与实测结果吻合较好,Si Ca合金与Si Ba合金计算结果相对于理想熔体有较大负偏差,说明Ca及Ba原子与Si原子都有很强的相互作用,Ba Ca合金熔体在整个成分范围内较为接近理想熔体,Ca原子与Ba原子相互作用不大·

高流动性防潮石灰粉剂的研制及应用

采用特殊的石灰锻烧方法、高速粉碎技术以及特殊的物理纯化处理技术 ,研制出防潮性和流动性能好活性度高的新型石灰粉剂。其防潮性可达到冷水浸泡 6 0 min不吸潮溶解 ,储存期可达一年。氧化钙含量在92 %以上 ,活性指数可达 32 0 m L以上。比表面积 8～ 10 m2 /g。该粉剂在铁水预处理工业试验的结果表明 ,由于粉剂流动性好 ,可使石灰粉有效地穿透气液界面而进入铁水内部 ,大幅度提高了 Ca O的利用率。与镁粉同时喷吹 ,铁水硫含量可以从原始的 0 .0 47%降低到 0 .0 0 3%以下。处理后的平均硫含量为 0 .0 0 16 % ,平均脱硫率达 96 .5 %。

电渣重熔用预熔渣的开发和应用

预熔渣是电渣重熔生产高质量和高端合金材料的必要造渣原料实验研究了新渣料和预熔渣在湿度90%大气下存放的增重率;新渣料中石灰含量对渣料吸潮性能的影响;新渣料和预熔渣对重熔过程钢中氢含量的影响。应用结果表明,用电熔法制成预熔渣进行电渣重熔,吨钢电耗降低100～200 kWh,钢锭成材率提高3%以上,电渣锭无损探伤合格率大幅提高,显著降低钢中氢含量和改善钢锭表面质量。

电弧炉兑铁水冶炼工艺的试验研究

在１８０ｋＶＡ实验型直流电弧炉上进行了兑入０～５０％铁水冶炼工艺的试验研究。结果表明，每加入１０％的铁水可使冶炼时间缩短约７％，电耗降低６％。吨钢氧气消耗量应随铁水比例的增加而增加，当铁水比例为３％时适宜值为２５ｍ３／ｔ。在高碳范围内熔池脱碳反应速度与供氧强度和氧气利用率成正比，而提高吹氧压力可以提高氧气利用率。在本试验条件下高碳范围内脱碳速度大于０．１％／ｍｉｎ，明显高于传统电炉。另外，兑铁水方法不同冶炼指标也有差异，根据厂家的实际情况合理选择兑铁水方法也十分重要。

LF炉运行电抗模型及供电优化

分析了LF炉实际运行行为,根据宝钢150 t LF炉的现场试验结果;建立了描述LF炉运行电抗以及二次侧运行相电压的关系式;并在综合考虑LF炉热平衡的基础上提出了合理的供电制度。

直流电弧炉长弧泡沫渣技术

本文指出了直流电弧炉采用长弧泡沫渣技术的必要性及该技术的发展现状。总结了炉渣物理性质、化学成分、温度和气源等对炉渣泡沫化的影响。并介绍了电炉泡沫渣的操作工艺及实际应用效果，对宝钢三期１５０ｔＤＣ－ＵＨＰ电弧炉的泡沫渣工艺提出了看法。

电渣冶金技术的最新发展趋势

简要回顾了电渣重熔工业生产50年的发展历史,重点对近年来电渣冶金新技术进行了介绍和评价,包括快速电渣重熔,双极串联电渣连铸技术,特厚板坯电渣重熔,大型电渣重熔钢锭凝固偏析控制,可控气氛电渣炉和电渣液态浇铸技术。在新的发展阶段,电渣冶金技术向高效、节能、环保和满足更高质量方向发展。

电渣重熔大型冷轧辊用钢的工艺研究

电渣重熔(ESR)钢所生产的冷轧辊能显著改善冷轧辊质量,提高轧辊使用性能。通过对电渣重熔工艺的系统研究,在国产10 t大型电渣重熔炉上开发了以递减功率模型为核心的钢锭结晶质量控制、渣皮厚度控制和防止增氢等先进工艺技术。采用该技术的重熔电耗为1 400(kW.h)/t,所生产的产品质量稳定,各项性能指标达到比国家标准更为严格的企业内控标准,得到用户好评。

Na-βAl_2O_3基电化学探头测定铁液中的硫含量

通过制备Na-βAl_2O_3固体电解质,组装了下列电化学定硫电池Mo|Cr,Cr_2O_3|β-Al_2O_3|Na-βAl_2O_3|(Na_2S)|Fe-C(饱和)-[S]|C。其中以含低Na_2S活度的复合材料作辅助电极。实验测量表明,该电池具有良好的化学稳定性,特别是能克服硫化物固体电解质易氧化的缺点。而且可以连续使用长达30 min以上。得出了在1 500℃下电动势与硫含量的实验关系。

齿轮钢液相线温度预报技术

基于最新Fe i二元相图基础上 ,运用割线法 ,系统地计算了铁基合金中的 2 0种常见合金元素i其含量在 0～ 2 1 %范围内的不同浓度时对纯铁熔点的降低值 ,据此给出了新的钢液相线温度计算模型 ,提高了计算准确度·并编制成计算机程序 ,可应用于在线计算 ,实现现场快速、准确预报之目的·

电弧炉兑铁水冶炼工艺的实验室试验

在180kVA实验型直流电弧炉上进行了兑入0～50％铁水冶炼工艺的试验研究。结果表明，每加入10％的铁水可使冶炼时间缩短约6．7％，电耗降低5．5％、碳含量大于0．4％，脱碳速度可超过0．1％C／min。

定硫电化学传感器可行性的理论分析和实验探索

本文回顾了定硫电化学传感器的开发研究现状。对硫化物固体电解质的导电性质及在铁液中的化学稳定性作了文献回顾和理论计算。指出了采用硫化物固体电解质直接定硫传感器存在的主要问题。提出了几种用非硫化物固体电解质加辅助电极的间接定硫传感器，并进行了探索性实验，取得了较好的结果。

钢水炉外电渣加热的实验研究

用连续测温技术测定了有底吹氩气搅拌的实验钢包电渣加热时不同加热功率条件下的钢水升温曲线。考察了加热前后钢水成分和炉衬侵蚀情况。与等离子电弧加热比较，电渣加热具有热效率高，成本低和操作简单等优点，适用于工业钢包和中间包的钢水加热。

电渣重熔过程渣面以上辐射传热的理论计算

根据辐射传热的基本理论用网络分析法建立了计算电渣重熔系统渣面以上辐射传热的四界面模型。同时,通过计算考察了填充比、渣面位置、渣成分及渣面温度诸因素对系统辐射传热的影响。

辅助电极型成分传感器工作原理及适用条件

总结了辅助电极型成分传感器几种不同的构成类型并分析了其工作原理。提出了设计此类传感器的基本原则。从热力学和动力学角度对其适用条件进行了讨论，并举例分析硅、锰两种传感器的工作条件。最后对此类传感器的发展前景提出了设想。