MHKW工藝即自熔模電渣重熔工藝。自熔模電渣重熔(core remeIting)以沖成中空的鋼錠作結晶器進行電渣重熔的電渣冶金過程。該工藝用經過重熔的鋼液填充錠子中心可以改善鋼錠心部的質量，也可獲得雙金屬鋼錠。
基本介紹
- 中文名：MHKW工藝
- 外文名：MHKW process
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 別名：自熔模電渣重熔工藝
- 目的：獲得雙金屬鋼錠
簡介,簡史,工藝過程,特點,鋼錠組織的變化,
簡介
MHKW工藝即自熔模電渣重熔工藝。自熔模電渣重熔(core remeIting)以沖成中空的鋼錠作結晶器進行電渣重熔的電渣冶金過程。該工藝用經過重熔的鋼液填充錠子中心可以改善鋼錠心部的質量，也可獲得雙金屬鋼錠。普通方法澆鑄的鋼錠在凝固過程中，由於選分結晶，金屬中的各種合金元素逐漸地向鋼錠中未凝固的金屬液中富集，同時由於鋼錠中未凝固金屬液的流動，在鋼錠中心區域會出現各種偏析帶；而金屬的凝固收縮又使鋼錠中心會出現疏鬆、縮孔。這種偏析、疏鬆、縮孔等缺陷在鋼錠凝固中不可能完全避免，並且鋼錠的噸位越大，鋼錠的尺寸越大這些缺陷越嚴重。鋼錠中存在的這些缺陷使得用這些鋼錠生產的產品質量受到影響，嚴重時會造成產品報廢。所以在生產鋼錠時要採取措施儘量減輕中心區域所出現的偏析、疏鬆、縮孔等缺陷。對於大型鋼錠，自熔模電渣重熔是改進其中心區質量的有效方法之一。據報導，已生產出直徑3556mm的340t自熔模電渣重熔錠。
簡史
自熔模電渣重熔源於連線大型鋼坯的電渣焊技術。1965年密多瓦·赫彭斯托爾公司(Midvale—Heppen Stall Company)利用電渣焊設備在鍛造的管坯中進行電渣重熔填充管心使之成為實心鋼錠，1971年這一工藝首先在美國獲得專利。1972年克勒克納公司(Klocknel·WerkeA.G.)在此基礎上對該工藝又進行了系統的實驗研究，使其趨於完善。取這兩個公司名稱的字頭，自熔模電渣重熔工藝又稱為MHKW工藝。
工藝過程
將用普通工藝澆鑄的鋼錠加熱到一定溫度，沿鋼錠的軸向沖孔，沖孔後的鋼錠毛坯放置在電渣爐上，以用作充填材料的金屬作電極進行電渣重熔，直至將整個鋼錠心部填充完畢。重熔過程包括弧化渣、重熔和補縮三個階段。
特點
自熔模電渣重熔的工藝特點：
(1)可以改善鋼錠中心的質量。經過軸向沖孔將普通鋼錠特別是大型鋼錠中心存在的偏析、疏鬆、縮孔等缺陷大部分去除，再採用電渣重熔的方法填充，由於電渣重熔過程所具有的良好凝固條件使鋼錠獲得了成分均勻、結構緻密的中心組織。
(2)可對金屬提純精煉。由於電渣重熔過程具有良好的鋼渣反應條件，在自熔模電渣重熔過程中，通過選擇不同的渣系，去除鋼中有害元素及鋼中非金屬夾雜物予以提純；另一方面由於良好的鋼一渣反應條件，在自熔模電渣重熔過程中也會造成鋼中合金元素的氧化燒損。
(3)可利用小型設備生產大型鋼錠。對於生產同樣直徑的鋼錠，自熔模電渣重熔與常規電渣重熔相比所需的電功率要小得多，這樣採用較小的設備容量就可生產較大的鋼錠。同一台電渣爐進行自熔模電渣重熔所生產的鋼錠直徑可以比常規電渣重熔生產的鋼錠直徑大2倍以上，質量大4～5倍。
(4)可生產雙金屬鋼錠。在重熔過程中採用與鋼錠金屬不同的金屬電極，可生產出鋼錠外部是一種金屬，鋼錠心部是另外一種金屬的雙金屬複合鋼錠，這樣可以根據不同的需要獲得心部和表面具有不同性能的產品。
鋼錠組織的變化
鋼錠經過沖孔，缺陷最多的中心部分被去掉，經過電渣重熔使鋼錠中心具有了電渣鋼錠的凝固組織——緻密的結晶組織和發達的柱狀晶結構。該柱狀晶與沖孔鋼錠毛坯原有的柱狀晶能夠很好地熔合，成為一體。實驗數據表明電渣重熔後鋼錠橫截面上的熔合區可達整個橫截面積的53%，而鋼錠的自身沖孔面積僅占整個橫截面積的13%。在電渣重熔過程中鋼錠毛坯熔化的金屬和電極熔化的金屬間的相互熔合使鋼錠中心區域橫向及縱向的成分偏析均減小。同時鋼錠毛坯的再熔化，又使其原有的非金屬夾雜物被熔渣吸收排除，提純了鋼水，使鋼錠中的非金屬夾雜物減少。同時，在重熔過程中沖孔鋼錠毛坯內部熔化區和外表面溫差很大，在鋼錠毛坯內會產生很大的熱應力，這樣對某些熱應力較敏感的鋼種在重熔過程中熔合邊界區域會出現微裂紋。
鋼錠化學成分的變化自熔模電渣重熔過程中會造成易氧化元素如Si、Mn等的燒損，使這些元素的含量發生變化。例如當採用50%CaF2、20%CaO、30%Al2O3渣重熔時鋼中si的含量會由0.2%降至0.05%～0.04%，Mn的含量由0.29%～0.22%降至0.14%。當採用鹼性渣重熔時脫硫率很高，鋼中的S含量由重熔前0.027%～0.011%降為0.01%～0.006%，脫硫率可達50%以上。
鋼中氫的控制自熔模電渣重熔過程中要特別注意鋼中氫含量的控制，氫對鋼錠特別是大鋼錠會產生很大的危害。自熔模電渣重熔是在大氣下進行，沒有脫氣條件，同時重熔時金屬溫度較高，氫的溶解度增大，很容易吸氫造成鋼錠中氫含量增加，所以防止重熔過程中金屬吸氫是防止鋼錠中氫含量增加的關鍵。在重熔過程中氫的來源是水氣(H2O)，它主要存在於渣料中，故渣料在使用前充分烘烤，去除凝結水及結晶水是減少重熔時金屬吸氫的重要措施，必要時也可以在重熔時採用乾燥空氣保護。
