含B齿条钢电渣重熔渣系设计

摘要

齿条钢作为海上钻井平台用钢,其规格与质量对海洋平台的适用范围、寿命有着重要影响。为抑制齿条钢在电渣重熔(ESR)过程钢中B元素的氧化烧损,保证重熔过程的顺行与低成本,结合齿条钢的熔点与CaF_(2)-CaO-Al_(2)O_(3)相图,设计出熔化温度符合齿条钢冶炼要求的基础渣系,利用FactSage 8.2软件和相关经验公式,研究了MgO和B_(2)O_(3)对基础渣系的熔点、黏度、电导率等物理性能的影响。基于炉渣结构的共存理论建立质量作用浓度计算模型,考察了渣系中MgO和B_(2)O_(3)的含量和渣中溶解氧与平衡B元素含量的关系,从而得到适宜重熔含B齿条钢的电渣重熔渣系,并通过高温试验对渣系的黏度进行了测定。结果表明,适宜重熔齿条钢渣系的熔点范围为1 309~1 409℃,MgO会降低熔渣的电导率、提高黏度,但MgO对渣系的氧势以及B_(2)O_(3)的活度几乎没影响;随着渣系中B_(2)O_(3)含量的增加,各渣系的转折点温度越来越低,渣系中高熔点物相的析出量减少;性能最良好的重熔含B齿条钢用渣为57.08%CaF_(2)-20.83%CaO-22.09%Al_(2)O_(3)-4%MgO-5%B_(2)O_(3)。