电渣重熔原理

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1、2电渣重熔原理2．1渣池电渣重熔工艺的核心部分是熔池。金属从熔池上方进入渣池，然后被加热、熔化、精炼和过热，并且承受振动、搅拌和电化学作用。因此，形成渣池并使其保持在合适的条件下，显然是很重要的。渣有如下几方面的作用。（1）发热元件的作用重熔过程中热量通过焦耳效应产生，也就是通常的电阻发热定律。因此，应该确保渣阻与供给功率的电压、电流之间的正确平衡。所用的大多数渣的电阻率在熔炼温度下为0.2.0.ssl-cm，熔炼温度通常比金属熔化温度高200--3001C。显然，在该温度下，渣既要呈液态，又要稳定，所

2、以重熔电流、电压、渣池深度和渣电阻率之间的关系很复杂。好的电渣重熔操作必须把它们调到最佳值。(2)熔渣对于非金属材料来说是熔剂当金属电极进入到渣池中时，电极端部达到其熔化温度，就会形成金属熔化膜。当熔化金属与熔渣接触时，熔化的金属在汇聚成熔滴的同时，暴露的非金属夹杂将溶解在渣里。因此，渣的成分必须能溶解杂质而又不影响其性质，为此，在重熔时必须采取连续调整渣成分的步骤。(3)渣是电渣重熔工艺的精炼剂重熔过程中的化学反应主要部位是电极端部渣／金界面，这里金属膜条件对于快速反应是最理想的。(4)涟起保护金属免

3、受污染的作用渣对于反应成分来说，起着传递介质的作用。由于金属在渣下熔化和凝固，被熔化的金属绝不会与大气接触而被直接氧化，而这种氧化在常规工艺中是不可避免的。另一方面，由于熔渣可以传递反应物质，如氧和水蒸气，所以使用惰性气体做保护气氛非常必要。(5)位形成结晶器衬由于结晶器壁温度维持在渣熔点以下，那么熔渣和结晶器壁之间必定有凝固渣壳。这层渣壳起着结晶器衬的作用，金属锭在衬里形成并凝固，至少在稳定操作条件下，渣壳起着上述作用。在环形结晶器（短模）情况下，锭表面渣皮很少。可能存在差异。为了实现上述作用，渣必须

4、具有某些相当明确的性质。一般情况下，它的熔化温度应在被熔化金属的熔化温度以下。操作温度显然高于金属熔点，一般约高200--300℃。渣的电阻率是其成分的函数，只要不是明确地影响化学要求，可在一定界限内调整。渣的成分应该既保证所希望的化学反应能快速发生，又保证反应物留在渣里；对于硫，其反应产物应能排到大气中去。另外，渣应能抑制不希望反应的发生，因为这些反应会造成微量元素的损失，这一点也非常重要。渣的黏度（其值一般在毫帕秒范围内）影响熔滴在渣中的停留时间、气体排出速度、渣池搅拌程度、传质动力学以及渣壳厚度等

5、。渣与金属的密度差也同样影响熔滴停留时间和熔滴大小。渣与金属间的表面张力应该比较小，这样可增加传质速度且易产生小熔滴。但这样不利于渣与金属的分离且增加夹渣危险。表面张力也影响杂质溶解机理。2.2渣成分和渣组成电渣重熔渣的成分通常以氟化钙（Ca凡）、氧化钙(CaO),氧化镁(Mgo)、三氧化二铝(A1203)、二氧化硅（Siq）为主，其他元素可少量存在，如二氧化钛MOZ）或氟化镁(MgF2)。本书采用将Ca凡先列出来，在它的质量分数之后加上“F’’。余下的组成（即氧化物）按照CaO,Mgo,A1203,S

6、iq且碱度降低的顺序列出，并且只列出质量分数。通用公式是aF/b/c/d/e，即a＝w(CaF2)b＝w(CaO)c＝w(Mgo)d＝w（Al2O3）e＝w(SiO2)如60F/10/10/10/10渣含60％的CaF2，余下的每种成分均为10%。又如50F/20/0/30渣含50%CaF2,20%CaO,30%A1203,无Mgo。当完全按照这种方法叙述成分时，如果w(Siq)二0，就不必将之表示出来了。表2.1就是用这种方法列出的常用渣。[18]2.2.1CaF2-CaO-A12仇渣系电渣重熔使用的

7、许多渣都限定于CaF2-CaO-A1203渣系。这个渣系组成图已被广泛研究。图2.1是最常用的。它的主要特点是共晶点上A1203和CaO的比例大致相同。从图2.1可看出，这个范围内的渣液相温度在1350一1500`-，这适合于范围广泛的合金，包括钢和超级合金，这些钢和合金是电渣重熔工艺的主要产品。该三元渣系的另一个特点是，在高氟化钙低氧化钙区域存在两个液相区。虽然这个区域不能延伸到Ca凡-A12伍二元渣系．但认为实际结果是可能的。因为存在大量的氟化钙水解产品—氧化钙，而成为这个区域的成分。70F/0/0

8、/30是一种流行渣，该渣应尽可能不使用氧化钙，其目的是阻止吸氢。但是，似乎没有因两个液相区的存在而产生任何实际间题。为避免两个液相区存在，采用高三氧化二铝含量渣，在重熔原理上可能有可取之处。CaO-AI2岛二元渣系中有一个适合渣和熔炼特性的有限区，使用该区域渣其成功程度不一。在需要高脱硫情况下，已经成功地使用CaF2-CaO二元渣系。由于这个渣系电阻率低，以致大多数情况下需加入A12q，由于规定A12q中不得含有金属铝，所以加入A120：并