B30铜合金电渣重熔工艺实践

伯希钢

1前言

B30又称白铜，化学成分（中限%）为68.5Cu，29.5Ni，0.7Mn，0.7Fe，≤0.01S，因其具有较高的强度、良好的耐海水腐蚀性能以及海洋浮游生物不易附着的特性而被选用于制作船舶的水下法兰，B30法兰以前采用连铸坯锻造，连铸坯锻造性能较差，锻造时易开裂，为改善锻造性能，提高成材率，将B30连铸坯电渣重熔成电渣锭。
2渣系
B30的熔点在1250℃左右，电渣重熔要求渣系熔点应比合金熔点低100~200℃，普通渣系的熔点在1300℃左右，不能用于重熔B30，应选用熔点比B30熔点低的渣系来重熔；资料介绍可采用含MgF2、NaF等低熔点的渣系电渣重熔铜合金，查CaF2-MgF2二元系的相图
，该二元系的低共熔温度为945℃，低共熔成份为51％MgF2；49％CaF2。由于它的热稳定性差，效果不很满意，故一般配比中MgF2不超过20~30％。生产实践中主要采用三种渣系重熔B30，这3种渣系的熔点较B30的熔点低100~200℃。而MgF2中一般含有10％的结晶水，在电渣重熔前应严格控制渣料的烘烤温度和时间以去除水分。
重熔时控制熔化率（kg/h）=0.8~0.9×结晶器直径（mm），提模后发现3种渣系重熔的电渣锭表面均不理想，有较多麻坑，锻造前需扒皮处理。可见仅采用低熔点的渣系还不能改善表面质量，而足够的渣池输入功率是保证钢锭表面质量的前提。
生产Φ260mm电渣锭，采用3＃渣系进行电渣重熔，平均熔化率控制在220~230kg/h，提模后发现电渣锭表面均不光滑，有较多麻坑，将熔化率提到250 kg/h以上时，电渣锭表面有所改善，特别是电渣锭中上部表面比较光滑。重熔65078炉和65083炉时，在补缩前，电渣锭炼至900mm高时，用Φ8mm无锈钢筋测金属熔池，熔池较浅，小于1/2直径。由于B30铜合金的比重为8900kg/m3,比钢重13％，导热性为0.089cal/cm•s•℃,比合金结构钢大30％、比高速钢大一倍。因此，电渣重熔时控制熔化率应较普通重熔钢快一些，电渣锭表面质量才好；实践得出：重熔B30，充填比在0.30左右时，控制熔化率（kg/h）=1~1.3×结晶器直径（mm）时，电渣锭表面质量均控制能较为理想。
4脱氧和脱硫
因B30合金中要求尽量减少碳、硫、氧、磷，重熔时可采用铝、稀土等元素脱氧。重熔时在结晶器壁上挂铝条脱氧，加铝量1kg/t。
采用3＃渣系重熔，在母材[O]为60~70/10-6时，在用铝脱氧的情况下，脱硫率在50％左右。有几炉B30铸坯硫含量偏高，而成品硫含量要求小于0.010％，为使成品硫合格，需提高脱硫率，我们在渣中加入石灰，可以看出：电渣重熔可降低B30中的硫含量。B30母材的氧含量低，脱硫率高；因此，在冶炼B30时可用铜-镁合金加强对自耗电极的脱氧，同时可避免带入别的元素使它在合金中含量出格。随着渣中石灰含量的增加，脱硫率逐渐提高，电渣锭的表面质量在逐渐变差，渣系熔点在逐渐升高。
结论
（1）B30铜合金电渣重熔后组织致密，降低了合金中的硫含量，虽氧含量稍有上升，但夹杂物细小分散，改善了B30铜合金的锻造性能。
（2）电渣B30可采用含MgF2、NaF等熔点比B30熔点低100~200℃的渣系，重熔前烘烤去除渣料中的水分，重熔时可加铝、稀土等脱氧。
（3）电渣B30，充填比在0.30左右时，控制熔化率（kg/h）=1~1.3×结晶器直径（mm）时，有利于提高表面质量，同时应采用精度高而且稳定的电极调节器，保持电制度稳定。
（4）自耗电极脱氧良好有利于脱硫，在渣系中配入石灰可提高脱硫率，脱硫率随石灰加入量提高而提高，同时渣系熔点也升高。