兩種渣系對Incoloy 825合金鈦含量的影響

周正華，趙艷梅，馬 輝，張聰亮

(常州中鋼精密鍛材有限公司，江蘇 常州213149)

Incoloy 825合金(以下簡稱825合金)是一種含Ni－Fe－Cr－Mo－Cu的奧氏體合金。高的Cr，Ni，Mo，Cu的含量使該合金在中等氧化性環境及中等還原性環境中均有很好的耐蝕性能。這使得該合金廣泛應用在化學工程、廢物處理、油氣開發、酸生產及酸洗工藝等工程等領域。

同時該合金還通過添加適當的金屬鈦來穩定化其奧氏體組織，增強825合金的耐晶間腐蝕能力。所以825合金生產過程中，鈦的精確控制對該合金的耐蝕性能有著重要的影響。

本文利用惰性氣體保護電渣爐(IGESR)，在兩種不同渣系條件下研究825合金中鈦的變化規律，通過恰當工藝控制，進而達到精確控制825合金的鈦含量的目的。

1 鈦燒損機理分析

1.1 惰性氣體保護電渣熔煉(IGESR)鈦變化機理分析

IGESR熔煉過程中，雖然結晶器內有氬氣保護，但氬氣罩并非完全密閉性，所以反應(1)適度存在。

重熔過程中，當金屬熔滴穿過渣池時，又有反應(3)、(4)［1］的發生:

因鋁與氧的親和力大于鈦，Al2O3的穩定性大于TiO2，所以反應(3)一般會向右進行;因鈦的化學活性大于硅，所以反應(4)一般也會向右進行;但是反應物與生成物的濃度也會影響化學反應速度與方向。

2 開發實踐

利用EAF+VOD熔煉出φ400mm～φ430mm的825電極錠，825化學成分要求見表1。然后再利用IGESR重熔電極錠，預熔渣成分見表2。通過固渣起弧，熔煉出Φ(520～550)mm的電渣錠。使用斯派克直讀光譜儀及熱電等離子發射光譜儀 檢測電極錠與電渣錠中的鋁、鈦、硅等化學成分。

表1 825主要化學成分要求 Wt%

表2 預熔渣成分 Wt%

3 開發結果

表1有EAF+VOD熔煉4爐825合金的平均鋁、鈦、硅平均成分及IGESR重熔得到的電渣錠鋁、鈦、硅化學成分。由表3可知，渣系1重熔后的電渣錠底部出現輕微燒鈦增鋁的現象，鋁增加0.02%，鈦減少0.15%，硅變化不大;渣系2重熔后的電渣錠底部出現燒鈦、燒鋁、增硅的現象，鈦減少0.4%，鋁減少0.03%，硅增加0.16%;渣系2與渣系1相比，電渣錠頭尾鈦、硅成分偏差較大。

表3 825 IGESR錠Al、Ti、Si成分 Wt%

4 分析討論

(1)渣系1中含有一定量的TiO ，又因825合金中鈦含量較高，這有利于反應(3)向右進行，進而使得底部出現輕微燒鈦增鋁的現象，電渣鑄錠頭尾鈦的偏差達到0.15%，但電渣鑄錠頭尾鈦含量較為均勻。

(2)渣系2中含有SiO2，這導致底部出現較嚴重的燒鈦增硅的現象，電渣鑄錠頭尾鈦的偏差達到0.3%;與電極錠相比，電渣鑄錠尾部鈦的總燒損率達到0.4%，這表明反應(4)較為活躍。

5 結語

(1)根據鈦、鋁、硅的變化規律，將825合金中鈦含量設計為接近標準值上限，鋁、硅含量設計在標準值中下限，IGESR后可確保825最終成分合格。

(2)渣系1含有TiO2，熔煉825合金時使用渣系1會比使用渣系2獲得頭尾鈦成分更加均勻的電渣鑄錠。

［1］姜周華.電渣冶金的物理化學及傳輸現象［M］.東北大學出版社，2000，149:154－155.