真空感应炉与多次电子束炉精炼工艺优化

1980年，由长城钢厂与中科院沈阳金属研究所合作研制成功。利用1.3t真空感应炉和200kW电子束精炼炉双联组合，生产出Cr26Mo1、Cr30Mo2等高纯高铬铁素体不锈钢。钢中（C+N）总量（质量分数）达到0.0130%水平。

利用比较纯净的纯铁、铬铁等原材料，在真空感应炉内冶炼出C≤0.010%（质量分数，下同）、N≤0.012%和化学成分符合要求的Cr26Mo1、Cr30Mo2钢。在真空下浇注成供电子束精炼用的料棒。

电子束熔炼炉的示意图见图2-9。

通过电子束的高温（约1700℃）和炉内高真空度（0.10～0.010Pa）的精炼，料棒经逐滴熔化过程进行脱氮、脱氧和降碳，最后得精炼钢锭。若需要二次电子束精炼，仍在相同条件下进行精炼。

表2-8列出真空感应炉+电子束精炼Cr26Mo1钢工艺，在不同阶段，钢中C、N、O含量的变化情况。

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图2-9 电子束熔炼炉示意图

1—自耗电极进口闸 2—料棒 3—高压电流 4—电子枪更换闸 5—水冷铜结晶器 6—拉锭器 7—钢锭 8—钢锭冷却室 9—扩散泵 10—闸式阀 11—环状阴极 12—熔炼室

表2-8 真空感应炉+电子束精炼Cr26Mo1钢工艺（质量分数，%）

真空感应炉加多次电子束精炼工艺具有较强的降碳、脱氮和脱氧能力，能够生产出（C+N）≤0.0130%（质量分数）的高纯高铬铁素体不锈钢。但是，其生产工艺装备比较繁杂、生产周期长、成本较高、不易推广、限制了其使用范围。