两种渣系对Incoloy 825合金钛含量的影响

周正华，赵艳梅，马 辉，张聪亮

(常州中钢精密锻材有限公司，江苏 常州213149)

Incoloy 825合金(以下简称825合金)是一种含Ni－Fe－Cr－Mo－Cu的奥氏体合金。高的Cr，Ni，Mo，Cu的含量使该合金在中等氧化性环境及中等还原性环境中均有很好的耐蚀性能。这使得该合金广泛应用在化学工程、废物处理、油气开发、酸生产及酸洗工艺等工程等领域。

同时该合金还通过添加适当的金属钛来稳定化其奥氏体组织，增强825合金的耐晶间腐蚀能力。所以825合金生产过程中，钛的精确控制对该合金的耐蚀性能有着重要的影响。

本文利用惰性气体保护电渣炉(IGESR)，在两种不同渣系条件下研究825合金中钛的变化规律，通过恰当工艺控制，进而达到精确控制825合金的钛含量的目的。

1 钛烧损机理分析

1.1 惰性气体保护电渣熔炼(IGESR)钛变化机理分析

IGESR熔炼过程中，虽然结晶器内有氩气保护，但氩气罩并非完全密闭性，所以反应(1)适度存在。

重熔过程中，当金属熔滴穿过渣池时，又有反应(3)、(4)［1］的发生:

因铝与氧的亲和力大于钛，Al2O3的稳定性大于TiO2，所以反应(3)一般会向右进行;因钛的化学活性大于硅，所以反应(4)一般也会向右进行;但是反应物与生成物的浓度也会影响化学反应速度与方向。

2 开发实践

利用EAF+VOD熔炼出φ400mm～φ430mm的825电极锭，825化学成分要求见表1。然后再利用IGESR重熔电极锭，预熔渣成分见表2。通过固渣起弧，熔炼出Φ(520～550)mm的电渣锭。使用斯派克直读光谱仪及热电等离子发射光谱仪 检测电极锭与电渣锭中的铝、钛、硅等化学成分。

表1 825主要化学成分要求 Wt%

表2 预熔渣成分 Wt%

3 开发结果

表1有EAF+VOD熔炼4炉825合金的平均铝、钛、硅平均成分及IGESR重熔得到的电渣锭铝、钛、硅化学成分。由表3可知，渣系1重熔后的电渣锭底部出现轻微烧钛增铝的现象，铝增加0.02%，钛减少0.15%，硅变化不大;渣系2重熔后的电渣锭底部出现烧钛、烧铝、增硅的现象，钛减少0.4%，铝减少0.03%，硅增加0.16%;渣系2与渣系1相比，电渣锭头尾钛、硅成分偏差较大。

表3 825 IGESR锭Al、Ti、Si成分 Wt%

4 分析讨论

(1)渣系1中含有一定量的TiO ，又因825合金中钛含量较高，这有利于反应(3)向右进行，进而使得底部出现轻微烧钛增铝的现象，电渣铸锭头尾钛的偏差达到0.15%，但电渣铸锭头尾钛含量较为均匀。

(2)渣系2中含有SiO2，这导致底部出现较严重的烧钛增硅的现象，电渣铸锭头尾钛的偏差达到0.3%;与电极锭相比，电渣铸锭尾部钛的总烧损率达到0.4%，这表明反应(4)较为活跃。

5 结语

(1)根据钛、铝、硅的变化规律，将825合金中钛含量设计为接近标准值上限，铝、硅含量设计在标准值中下限，IGESR后可确保825最终成分合格。

(2)渣系1含有TiO2，熔炼825合金时使用渣系1会比使用渣系2获得头尾钛成分更加均匀的电渣铸锭。

［1］姜周华.电渣冶金的物理化学及传输现象［M］.东北大学出版社，2000，149:154－155.