真空感應(yīng)爐

鐵鉻鋁合金中含有大量的Cr與Al，通過(guò)高溫處理會(huì)形成致密的氧化膜，從而延長(zhǎng)合金材料的使用壽命，同時(shí)Al含量高還可以提高電阻率，使電能轉(zhuǎn)化為熱能的效率更高，節(jié)省熱電材料。

鐵鉻鋁合金鑄錠主要用于直接鍛造成零件，因?yàn)?span style="font-weight: 700; border: 0px; margin: 0px; padding: 0px;">鑄錠表面質(zhì)量和其內(nèi)部有無(wú)縮孔缺陷直接影響產(chǎn)品的性能和成材率，所以如何控制鐵鉻鋁合金鑄錠的表面質(zhì)量和內(nèi)部縮孔缺陷已成為關(guān)鍵所在。

一、鑄錠表面質(zhì)量與內(nèi)部縮孔缺陷受哪些因素影響？

對(duì)鑄錠表面質(zhì)量與內(nèi)部縮孔缺陷的影響因素，可以歸納為以下四個(gè)方面：

·澆注溫度。

·澆注時(shí)間。

·爐襯使用次數(shù)。

·中間包是否使用過(guò)濾器。

二、實(shí)驗(yàn)探究各個(gè)因素的影響？

為了探究上訴四種因素對(duì)鐵鉻鋁合金鑄錠表面扒皮厚度及內(nèi)部縮孔缺陷的影響程度并確定鐵鉻鋁合金更佳冶煉工藝，設(shè)計(jì)了A~D共4種實(shí)驗(yàn)方案，詳見(jiàn)下表。

A方案

此方案應(yīng)用于第1~4爐次，按照冶煉工藝取爐后樣后測(cè)溫，調(diào)整鋼液溫度，當(dāng)鋼液溫度分別為1580℃，1600℃，1620℃，1640℃時(shí)帶電出鋼，控制澆注時(shí)間為0.56min，中間包內(nèi)使用過(guò)濾器。

B方案

此方案應(yīng)用于第1~4爐次，按照冶煉工藝取爐后樣后測(cè)溫，調(diào)整鋼液溫度，當(dāng)鋼液溫度為 1640℃時(shí)帶電出鋼，控制澆注時(shí)間分別為0.16min，0.36min，0.56min，0.76min，中間包內(nèi)使用過(guò)濾器。

C方案

此方案應(yīng)用于第5，10，15，20爐次，按照冶煉工藝取爐后樣后測(cè)溫，調(diào)整鋼液溫度，當(dāng)鋼液溫度為1640℃時(shí)帶電出鋼，控制澆注時(shí)間為0.56min，中間包內(nèi)不使用過(guò)濾器。

D方案

此方案應(yīng)用于第15、16爐次，按照冶煉工藝取爐后樣后測(cè)溫，調(diào)整鋼液溫度，當(dāng)鋼液溫度為1640℃時(shí)帶電出鋼，控制澆注時(shí)間為0.56min，分別進(jìn)行使用過(guò)濾器與不使用過(guò)濾器兩次實(shí)驗(yàn)來(lái)探究對(duì)表面質(zhì)量的影響。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

1澆注溫度對(duì)鐵鉻鋁合金鑄錠表面質(zhì)量以及內(nèi)部縮孔的影響

澆注溫度對(duì)鑄錠質(zhì)量有重要影響，澆注溫度是將熔融合金液澆入錠模時(shí)的溫度，溫度過(guò)高會(huì)造成縮孔、熱裂、反應(yīng)性氣孔等缺陷，且會(huì)對(duì)易燒損的元素造成影響。溫度過(guò)低會(huì)降低鋼液的流動(dòng)性，不易補(bǔ)縮，且會(huì)造成成分偏析等現(xiàn)象。在以上四種溫度下澆注，鑄錠內(nèi)部未見(jiàn)縮孔缺陷，但當(dāng)溫度為1640℃時(shí)，鑄錠表面扒皮厚度最薄，表面質(zhì)量更好，最終確定澆注溫度為1640℃。

2. 澆注時(shí)間對(duì)鐵鉻鋁合金鑄錠表面質(zhì)量以及內(nèi)部縮孔的影響

澆注時(shí)間與澆注速度有關(guān)，澆注時(shí)間長(zhǎng)意味著澆注速度慢；反之，意味著澆注速度快，澆注速度對(duì)鐵鉻鋁合金鑄錠表面質(zhì)量、內(nèi)部縮孔缺陷有重要影響。液態(tài)金屬進(jìn)入鋼錠模時(shí)如果速度或流量過(guò)小，鋼錠表面會(huì)產(chǎn)生深溝缺陷；相反，如果速度過(guò)快不利于氣體的排出且不利于浮渣的上浮。當(dāng)澆注時(shí)間為 0.56min時(shí)，表面質(zhì)量較好，扒皮厚度為2mm，且鑄錠內(nèi)部未出現(xiàn)縮孔缺陷，因此確定澆注時(shí)間為0.56min。

3 冶煉爐次對(duì)鐵鉻鋁合金鑄錠表面質(zhì)量以及內(nèi)部縮孔的影響

感應(yīng)爐爐渣通常積聚在爐壁上部感應(yīng)線(xiàn)圈工作位置，感應(yīng)爐工作時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)對(duì)金屬熔液形成較大的攪拌力，渣顆粒在這樣攪拌力作用下會(huì)逐漸變大，其受到的浮力也會(huì)逐漸增大。當(dāng)浮力大于攪拌力作用時(shí)，變大的渣粒就會(huì)上浮進(jìn)入熔液表面渣層，并逐漸靠近爐壁，當(dāng)爐襯溫度低于渣的凝固溫度時(shí)，渣就會(huì)附著在爐襯上冷凝成固態(tài)。隨著爐次的增加鋼液表面浮渣越來(lái)越多，對(duì)鑄錠的質(zhì)量造成影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)爐襯使用次數(shù)越少，鑄錠表面質(zhì)量越好。

4 中間包是否使用過(guò)濾器對(duì)鐵鉻鋁合金鑄錠表面質(zhì)量以及內(nèi)部縮孔的影響

中間包過(guò)濾器是用耐火材料制成的多孔過(guò)濾網(wǎng)。當(dāng)鋼液流過(guò)時(shí)，夾雜被孔壁吸附過(guò)濾。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)中間包使用過(guò)濾器時(shí)，扒皮厚度較薄，且鑄錠未出現(xiàn)縮孔缺陷。

四、改善與建議

對(duì)于冶煉鐵鉻鋁合金，澆注溫度適當(dāng)提高，澆注時(shí)間適當(dāng)減小，中間包使用過(guò)濾器，并且減少爐襯使用次數(shù)都可以改善鑄錠質(zhì)量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出當(dāng)澆注溫度為1640℃、澆注時(shí)間為 0.56 min、中間包使用過(guò)濾器、爐襯使用次數(shù)越少的條件下鋼錠表面質(zhì)量較好且內(nèi)部無(wú)縮孔缺陷。