大型轴锻件有哪些用钢的冶炼方法？
2021-07-09 15:47:14
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1.碱性平炉法
炉底和堤坡用碱性耐火材料如镁砖，铝镁砖、镁砂和白云石等砌成的平炉称为碱性平炉。这种以碱性炉渣来炼钢的平炉，其特点如下：
（1）因为采用碱性渣，可以大量除去琉、磷，因而炼钢原料不象酸性平炉法那样严格控制。这是这种方法的最大优点。
（2）炉渣碱度的提髙，虽然有利于除去硫、磷，但是，氢在钢中的溶解度和扩散能力却随之增大，因而钢中的氢含量较酸性平炉为高，一般碱性平炉钢液中含氢量为 6〜8PPM ⑴ *。
（3）碱性平炉钢中的非金属夹杂物主要是氧化物和硫化物。硫化物夹杂会给钢造成热脆性，本身有一定塑性，经压力加工后，沿金属的主要变形方向呈条状分布。使轴锻件的横向或切向性能降低，提高轴锻件的各向异性。
2.酸性平妒法
炉底和堤坡用酸性耐火材料如硅砖，石英砂等砌筑成的平炉称酸性平炉，在冶炼中采用酸性渣操作。其特点如下：
（1）因为是采用酸性炉渣，冶炼过程中不能除去炉料中的硫，磷。因此,必须选用硫、磷含量在成品钢要求含量以下的原材料，当然，这将使钢的成本提高。
（2）酸性炉液中SiO,是过饱和的，自由Fe0的浓度很低。在熔炼末期，熔池温度升髙时，熔池中的铁能使渣中硅产生还原，使钢液很好地自动脱氧。因此，精炼末期可以不加或少加硅铁、锰铁和铝等脱氧剂脱氧，生成的脱氧产物也就很少，而这种脱氧产物是钢中非金属夹杂物的主要来源，所以酸性平炉钢中非金属夹杂物较少，纯净度髙。
（3）氢在酸性炉渣中的溶解度和渗透能力较小，炉渣对钢液起着保护作用，因此，钢液中的含氢量较其他方法冶炼的钢液为低，一般为4〜6PPM⑴。所以酸性平炉钢的白点敏感性较小。
（4）残存于钢液中的非金属夹杂物不仅数量较少且主要是不易变形的硅酸盐类夹杂物，在钢中多呈球状分布，所以，酸性平炉钢同碱性平炉钢比较，塑性指标较好，各向性能比较均匀。
酸性平炉冶炼法按照对熔炼后期硅的还原程度不同，可分为两种操作方法：
（1）硅还原法。此法的特点是使硅充分还原，使钢液中的硅含量达到0.2%以上。因此, 钢液可以充分自动脱氧，不需要再加脱氧剂。这样炼出来的钢，夹杂物极少，而且出钢温度容易控制，因而成品钢的质一般较高。但是，熔炼时间较长，炉底容易损坏。
（2）限制硅还原法。精炼时用分批加入矿石法，限制炉渣中硅的还原，使出钢前钢液中的硅含量限制在0.17%以下。其目的是加速碳的氧化，缩短熔炼时间。同时，沸腾状况比硅还原法更为强烈充分，更有利于脱气。但是，出钢前，需要加入一定量的脱氧剂使钢液补充脱氧。此外，出钢温度不易控制，这些都不利于钢液质量的提高。
在我国大型轴锻件生产中，硅还原法和限制硅还原法都经常采用，主要根据炉体情况和所炼钢种来决定。一般来说，为了保证钢液质量，尽量采用硅还原法。
我国第一重机厂自1965年以来，采用硅锰还原法，冶炼了200多炉钢，其中包括各种容量的汽轮发电机转子用钢，获得了较好的效果（0）。
实际上，在我国酸性平炉法主要是在碱性平炉——酸性平炉双联法中应用。这种方法是先将炉料在碱性平炉中冶炼，除去硫、磷，然后将含有规定碳分的半成品钢液转入敢性平炉中进行精炼，这样钢液的纯净度较离，质量更好。当然成本也随之有所增加。
3.减性电炉法
碱性电炉的冶炼原理和碱性平炉相同，不同的是采用高温电弧加热，冶炼过程不象平炉那样，受炉气的限制。碱性电炉法分为氧化法（国外通称为双渣法）和不氧化法（返回法）。氧化法与不氧化法不同之点是在熔化期后，还原期前有一个加铁矿石使熔池激烈氧化沸腾的氧化期。
碱性电炉法的特点是：
（1）在冶炼过程后期，可以在炉内人为地造成还原性气氛，这种气氛有利于还原期中脱氧、去硫和合金化等操作的顺利进行；
（2）在还原期可以造白渣或电石渣进行扩散脱氧。扩散脱氧不产生残留于钢液中的脱氧产物，从而提高了钢液的纯净度；
（3）可以最大限度除去硫和磷。从冶金原理可知，去硫的条件是：炉渣碱度高，熔池温度高，渣中FeO少和渣量足够大。而碱性电炉还原期的白渣和电石渣碱度为3.0〜5.5, FeO含量可低到1%,而碱性平炉渣的碱度为2.0〜2.3, Fe0含最为〜10%。所以一般械性平炉脱硫地多为50%(不造新渣)，而碱性电炉的脱硫能力则大得多。同时，如果采用氧化法的双渣操作，则可以在除磷条件非常好的氧化期将钢液中的磷充分除掉，并将氧化渣扒净， 使还原期不致回磷。所以械性电炉可以将硫、磷含量降低到0.015%以下，有些降低到0.01% （4）。
（4）钢液的含氢量由于碱性炉渣的缘故，仍然高于酸性平炉，一般为5〜7PPMM（1）。
大型钢锭一般由两台以上炉子配炉浇注，因为采用一台炉子熔炼浇注时，一方面，不必要地增大单炉容量，另外一方面，一包浇注，浇注时间长，耐火材料不易抵抗长时间浇注的㓎蚀冲刷，同时温降也增大。
多炉合浇时，则各炉的出钢温度和时间可便于调节。从这点来看，酸性平炉能够待炉好几个小时，出钢温度容易控制，而碱性平炉则能获得较髙的出钢温度，碱性电炉则兼有这些优点。
