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1、B30铜合金电渣重熔工艺实践胡建成 高宏生 李玉明（中原特钢股份有限公司，河南454685）摘要：采用熔点比铜合金熔点低100200的渣系重熔B30铜合金，熔化速率（kg/h）控制在11.3结晶器直径（mm），有利于改善电渣锭的表面质量，提高铜合金纯净度和电渣锭致密度，改善锻造性能。关键词：B30铜合金 熔化速率 表面质量Practice of Electroslag Remelting Technology for B30 Copper AlloyHu Jiancheng, Gao Hongsheng, Li Yuming Abstract: Slag with melting point
2、100200 lower than that of copper alloy is employed to remelt B30 copper alloy. The melting rate (kg/h) is controlled within the value of 1-1.3 multiplying by the diameter of mould. It tends to improve the surface quality of ingots and forging characteristics and, increase purity of copper alloy and
3、the density of the ingots. Key words：B30 copper alloy, melting rate, surface quality1 前言B30又称白铜，化学成分（中限%）为68.5Cu，29.5Ni，0.7Mn，0.7Fe，0.01S，因其具有较高的强度、良好的耐海水腐蚀性能以及海洋浮游生物不易附着的特性而被选用于制作船舶的水下法兰，B30法兰以前采用连铸坯锻造，连铸坯锻造性能较差，锻造时易开裂，为改善锻造性能，提高成材率，将B30连铸坯电渣重熔成电渣锭。2 渣系B30的熔点在1250左右，电渣重熔要求渣系熔点应比合金熔点低100200，普通渣系的熔点在
4、1300左右，不能用于重熔B30，应选用熔点比B30熔点低的渣系来重熔；资料介绍可采用含MgF2、NaF等低熔点的渣系电渣重熔铜合金12，查CaF2-MgF2二元系的相图3，该二元系的低共熔温度为945，低共熔成份为51MgF2；49CaF2。由于它的热稳定性差，效果不很满意，故一般配比中MgF2不超过2030。生产实践中主要采用三种渣系重熔B30，这3种渣系的熔点较B30的熔点低100200,渣系成分和熔点见表1。而MgF2中一般含有10的结晶水，在电渣重熔前应严格控制渣料的烘烤温度和时间以去除水分。表1 试验渣系成分和熔点table 1 contents and melting point
5、 of experimental slag渣系编号渣系成分/熔点/CaF2MgF2170301070275251110380201150注：渣系成分系配料成分。3 输入功率重熔时控制熔化率（kg/h）=0.80.9结晶器直径（mm），提模后发现3种渣系重熔的电渣锭表面均不理想，有较多麻坑，锻造前需扒皮处理。可见仅采用低熔点的渣系还不能改善表面质量，而足够的渣池输入功率是保证钢锭表面质量的前提。生产260mm电渣锭，采用3渣系进行电渣重熔，平均熔化率控制在220230kg/h，提模后发现电渣锭表面均不光滑，有较多麻坑，将熔化率提到250 kg/h以上时，电渣锭表面有所改善，特别是电渣锭中上部表面
6、比较光滑（见表2）。重熔65078炉和65083炉时，在补缩前，电渣锭炼至900mm高时，用8mm无锈钢筋测金属熔池，熔池较浅，小于1/2直径，结果见表3。由于B30铜合金的比重为8900kg/m3,比钢重13，导热性为0.089cal/cms,比合金结构钢大30、比高速钢大一倍。因此，电渣重熔时控制熔化率应较普通重熔钢快一些，电渣锭表面质量才好；实践得出：重熔B30，充填比在0.30左右时，控制熔化率（kg/h）=11.3结晶器直径（mm）时，电渣锭表面质量均控制能较为理想。表2 不同渣系试验工艺参数table 2 technologic parameters of different ex
7、perimental slag母材直径/mm结晶器直径/mm试验炉数渣制度电制度熔化速度/kgh-1电耗/kwht-1冶炼 过程渣皮厚/mm表面质量烘烤情况渣系渣量/kg二次电压/V炉口电压/V电流/A8018017良好15454036001501400不太稳定1个别不好1402601未烘烤2155246423670002201450不稳定58不好14026020良好3155046403675002601270稳定1良好1953002良好1255148413880002801600不稳定23不好表3 金属熔池深度table 3 the depth of liquid metal pool炉号结
8、晶器直径/mm测熔池时电渣锭熔炼的高度/mm瞬时熔化率/kgh-1熔池深度/mm表面质量65078260900270100良好65083260900310110良好4 脱氧和脱硫因B30合金中要求尽量减少碳、硫、氧、磷，重熔时可采用铝、稀土等元素脱氧。重熔时在结晶器壁上挂铝条脱氧，加铝量1kg/t，电渣重熔前后合金中氧含量的变化见表4。表4 电渣重熔前后氧含量的变化table 4 oxygen content before and after remelting连铸坯/10-6重熔时不脱氧/10-6重熔时用铝1kgt-1脱氧/10-660701301407080采用3渣系重熔，在母材O为607
9、0/10-6时，在用铝脱氧的情况下，脱硫率在50左右。有几炉B30铸坯硫含量偏高，而成品硫含量要求小于0.010，为使成品硫合格，需提高脱硫率，我们在渣中加入石灰，试验了如下3种配比的渣系，见表5。试验结果见表6。表5 加入石灰的渣系配比table 5 the compostion of slag with CaO渣系编号渣系成分/CaF2MgF2CaO477203574206671209表6 加石灰渣系的脱硫效果table 6 the desulfuration effect of slag systems containing CaO结晶器直径/mm电极坯直径/mm渣系渣量/kg母材氧含量
10、/10-6铝脱氧剂/kgt-1母材硫含量/%电渣后硫含量/%脱硫率/表面质量260140315607010.0210.01052.4良好140804320024010.0530.03828.3良好140805320024010.0460.02643.5一般140806320024010.0400.02050偏差 从表6可以看出：电渣重熔可降低B30中的硫含量。B30母材的氧含量低，脱硫率高；因此，在冶炼B30时可用铜-镁合金加强对自耗电极的脱氧，同时可避免带入别的元素使它在合金中含量出格。随着渣中石灰含量的增加，脱硫率逐渐提高，电渣锭的表面质量在逐渐变差，渣系熔点在逐渐升高。5 重熔前后组织电
11、渣重熔前后组织变化见表7表7 电渣重熔前后组织变化table 7 metallographic sturctures before and after remelting序号产品结晶组织氧含量夹杂物锻造性能1连铸表层为柱状晶，中心有1/2为等轴晶氧含量低夹杂物有集中现象锻造性能差，易开裂。2电渣全部为柱状晶，枝晶结构细密较连铸坯高夹杂物细小分散易于锻造6 结论（1）B30铜合金电渣重熔后组织致密，降低了合金中的硫含量，虽氧含量稍有上升，但夹杂物细小分散，改善了B30铜合金的锻造性能。（2）电渣B30可采用含MgF2、NaF等熔点比B30熔点低100200的渣系，重熔前烘烤去除渣料中的水分，重熔
12、时可加铝、稀土等脱氧。（3）电渣B30，充填比在0.30左右时，控制熔化率（kg/h）=11.3结晶器直径（mm）时，有利于提高表面质量，同时应采用精度高而且稳定的电极调节器，保持电制度稳定。（4）自耗电极脱氧良好有利于脱硫，在渣系中配入石灰可提高脱硫率，脱硫率随石灰加入量提高而提高，同时渣系熔点也升高。参考资料：1 李正邦,等. 电渣熔铸，北京：国防工业出版社，19812 姜周华. 电渣冶金的物理化学及传输现象，沈阳:东北大学出版社，20003 李正邦,著. 电渣冶金原理及应用，北京：冶金工业出版社，1996胡建成，男，39岁，工程师，1991年毕业于太原工业大学钢铁冶金专业，从事电弧炉、电渣重熔工艺研究。联系电话：0391-6999827。1
