真空感應爐

鐵鉻鋁合金中含有大量的Cr與Al，通過高溫處理會形成致密的氧化膜，從而延長合金材料的使用壽命，同時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，因為鑄錠表面質(zhì)量和其內(nèi)部有無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方面：

·澆注溫度。

·澆注時間。

·爐襯使用次數(shù)。

·中間包是否使用過濾器。

二、實驗探究各個因素的影響？

為了探究上訴四種因素對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)計了A~D共4種實驗方案，詳見下表。

A方案

此方案應用于第1~4爐次，按照冶煉工藝取爐后樣后測溫，調(diào)整鋼液溫度，當鋼液溫度分別為1580℃，1600℃，1620℃，1640℃時帶電出鋼，控制澆注時間為0.56min，中間包內(nèi)使用過濾器。

B方案

此方案應用于第1~4爐次，按照冶煉工藝取爐后樣后測溫，調(diào)整鋼液溫度，當鋼液溫度為 1640℃時帶電出鋼，控制澆注時間分別為0.16min，0.36min，0.56min，0.76min，中間包內(nèi)使用過濾器。

C方案

此方案應用于第5，10，15，20爐次，按照冶煉工藝取爐后樣后測溫，調(diào)整鋼液溫度，當鋼液溫度為1640℃時帶電出鋼，控制澆注時間為0.56min，中間包內(nèi)不使用過濾器。

D方案

此方案應用于第15、16爐次，按照冶煉工藝取爐后樣后測溫，調(diào)整鋼液溫度，當鋼液溫度為1640℃時帶電出鋼，控制澆注時間為0.56min，分別進行使用過濾器與不使用過濾器兩次實驗來探究對表面質(zhì)量的影響。

三、實驗結(jié)果與分析

1澆注溫度對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的溫度，溫度過高會造成縮孔、熱裂、反應性氣孔等缺陷，且會對易燒損的元素造成影響。溫度過低會降低鋼液的流動性，不易補縮，且會造成成分偏析等現(xiàn)象。在以上四種溫度下澆注，鑄錠內(nèi)部未見縮孔缺陷，但當溫度為1640℃時，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. 澆注時間對鐵鉻鋁合金鑄錠表面質(zhì)量以及內(nèi)部縮孔的影響

澆注時間與澆注速度有關(guān)，澆注時間長意味著澆注速度慢；反之，意味著澆注速度快，澆注速度對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)金屬進入鋼錠模時如果速度或流量過小，鋼錠表面會產(chǎn)生深溝缺陷；相反，如果速度過快不利于氣體的排出且不利于浮渣的上浮。當澆注時間為 0.56min時，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，因此確定澆注時間為0.56min。

3 冶煉爐次對鐵鉻鋁合金鑄錠表面質(zhì)量以及內(nèi)部縮孔的影響

感應爐爐渣通常積聚在爐壁上部感應線圈工作位置，感應爐工作時，感應電流會對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逐漸變大，其受到的浮力也會逐漸增大。當浮力大于攪拌力作用時，變大的渣粒就會上浮進入熔液表面渣層，并逐漸靠近爐壁，當爐襯溫度低于渣的凝固溫度時，渣就會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越多，對鑄錠的質(zhì)量造成影響。通過實驗發(fā)現(xiàn)爐襯使用次數(shù)越少，鑄錠表面質(zhì)量越好。

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

中間包過濾器是用耐火材料制成的多孔過濾網(wǎng)。當鋼液流過時，夾雜被孔壁吸附過濾。實驗表明當中間包使用過濾器時，扒皮厚度較薄，且鑄錠未出現(xiàn)縮孔缺陷。

四、改善與建議

對于冶煉鐵鉻鋁合金，澆注溫度適當提高，澆注時間適當減小，中間包使用過濾器，并且減少爐襯使用次數(shù)都可以改善鑄錠質(zhì)量。通過實驗得出當澆注溫度為1640℃、澆注時間為 0.56 min、中間包使用過濾器、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)部無縮孔缺陷。