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27simn合金管

　　電渣重熔（ESR）是特種鋼冶煉的重要環節，在27simn合金管冶煉過程中也占有越來越重要的地位。通過電渣重熔工藝可以使生產的金屬更純凈、成分和組織更均勻、結構更致密。然而，在實際操作過程中，高氮27simn合金管電渣重熔后鋼錠卻存在不同程度的氮損失現象。針對存在的問題，太鋼技術人員在中試車間進行了高氮鋼的電渣重熔試驗，對電渣重熔前后鋼錠進行氮含量的分析，以便在實際生產中采取進一步的優化措施。

　　在中試500kg圓形結晶器上進行氮氣保護電渣重熔試驗。電極坯、渣料和引弧屑均取自現場，其中電極坯尺寸規格為Φ220mm×160mm，結晶器直徑Φ290mm，變壓器容量400kVA。采用25kg三元渣系，渣系組成為40%CaF2、30%CaO和30%Al2O3，引弧屑材質為普通27simn合金管。將電極坯切下兩片2～3cm鋼片用作引弧底板和引弧環，將加工好的引弧屑放入引弧環內。使用拆袋時對渣料在烘烤爐內進行200℃恒溫4～5h烘烤處理。

　　將電極坯焊接至假電極上，固定在結晶器上方，罩上氣體保護罩。充10L/min氮氣10min左右，接通電流，然后加入渣料。對試驗結束后電渣錠進行取樣檢測分析，其中在電渣錠中心軸線對稱的側表面分別取底部、中部和頂部鋼樣。對電渣后的鋼錠表面及內部氮含量進行了研究，結果表明：

　　（1）高氮鋼電渣重熔過程同一水平高度方向上關于電渣錠圓心的同心圓上熱量的分布對氮含量偏差影響不大。

　　（2）結晶器內的空氣、含氮低的普通27simn合金管屑和電渣起弧溫度過高是造成高氮奧氏體27simn合金管電渣底部氮損失較大的原因。分析認為這主要是因為一方面氮氣保護的進氣口和排氣口位于結晶器上端口，由于氮氣的相對密度為28，而空氣的相對密度為29，很難將結晶器內部與電極坯之間的空氣排凈，因此在電渣重熔的開始，金屬熔池中的氮一部分擴散至氣相而造成損失。隨著電渣重熔過程的進行，氣相中氮含量升高，這方面的影響逐漸減弱。另外，電渣試驗引弧時溫度較高，而隨著27simn合金管溫度的升高，氮在鋼液中的溶解度降低，故會有部分氮脫離鋼液進入氣相。液相渣池形成后，溫度、熔速緩慢降低，使得鋼液中氮的溶解度逐漸升高，因此電渣錠底部氮含量損失******。隨著電渣錠高度的增加，氮含量逐漸升高，但頂部氮含量低于中部氮含量，這是由于電渣過程中溫度和渣的成分發生變化所致。

　　（3）冷卻水系統的結構特點對電渣重熔過程的冷卻強度影響較大，冷卻水系統結構的不合理是造成27simn合金管電渣重熔過程氮損失的原因之一。

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