更新时间：2024-09-21 15:42
目前，大多数炼镁厂所使用的主要消耗性设备是炼镁还原罐，其材质大多为ZG35Cr24Ni7SiN，由于这种材质的还原罐含有大量贵重的、、铬等元素，炉料价格昂贵，因此生产成本居高不下，为了降低生产成本，往往将废还原罐回收重熔，而简单的回收重熔会造成质量极不稳定，由于炼镁还原罐处于外部为1200℃左右的高温氧化火焰，内腔处于真空（10Pa）状态下，故进行周期性生产（每炉生产周期为8—12h）很容易造成严重的氧化腐蚀以及热强性下降，即高温状态下的强度下降，高温组织不稳定等，因此，作者就如何提高镁还原罐的使用寿命，炉料和旧罐回收重复熔炼的成分要求以及工艺作了一些研究探讨。
1.炉料的最佳化学成分设计
在深入掌握了还原罐的使用条件和其失效机理的基础上，结合国内外技术资料和我国资源的实际情况进行了比较全面地考虑，对基体金属和添加元素的设计，根据对耐热合金的要求，以Fe，Cr，Ni为基体金属，Mn，Mo，Si，C，N，Re等位可控制添加元素，其各种元素的添加量可根据常见合金元素对钢晶粒度的影响来确定，其影响程度如表1所示。
表1 合金元素对粒度的影响
在确定了基体金属和添加元素之后，还必须确定个组元的最佳含量，这是最重要的部分，实验采用L（3×3×2）型混合正交表的方法，钢水的熔炼在500公斤中频感应电炉中进行，每只还原罐的平均重量为500mg，共进行了12炉次的熔炼试验。通过对历次试样结果的分析，得出了最佳化学成分组成，如图表2所示
表2 化学成分组成（%）
在选用炉料的组成时，要满足一下几条基本原则：
1）.要满足炉料成分的需求；
2）.在满足成分要求的前提下尽量降低成本；
3）.所铸造出的还原罐要能够回收重复使用；
4）.应该考虑到市场的资源状况，对炉料的配方做适当的调整。因此炉料主要由废罐、废钢、废铁、铬铁、氮化铬、镍板、生铁、锰铁、钼铁、硅铁等组成。由于铬、锰、镍等耐热钢熔炼时所用的炉料较多，故常采用2~~3种回炉料，根据其化学成分的要求，由计算机对配料进行优化设计，计算出每种配料所需的重量。
2 熔炼的工艺方法
离心铸造的工艺参数主要包括合金的浇铸温度、铸型的温度、转速、浇铸速度、砂衬的材料种类与厚度、铸件的冷却速度、出型温度等，这些都会直接影响到铸件的质量，对还原罐的使用寿命起着至关重要的作用，通过多次试验，得出了比较理想的离心浇铸工艺方法。
2.1 工艺过程
2.1.1 准备工作
1. 预热型筒，在回转窑内将型筒预热，温度为150℃左右；
2. 清理型筒，将型筒放在离心机上，用压缩空气吹净桶内杂物，检查型筒状况良好方能使用；
3. 准备堵盘，将堵盘型砂混合均匀，平整密实的捣实在堵盘沟槽内，烘干后用锥销装紧与型筒的两端；
4. 检查浇包和过流槽。
2.1.2冶炼
1.炉料，根据化学成分的要求计算出各种配料的重量，准确秤取，误差为：m\u003e40kg，±0.5kg；m≤40kg，±0.1kg。
2.将秤好的废钢、废罐、铬铁、镍板、钼铁等装入中频炉，仔细检查有关设备，确认能正常生产时方可送电，开始电功率较小，待电流冲击停止后，逐渐增大功率到合适的数值。
3.取炉前钢样，待钢水熔炼均匀，炉温大约是1600℃时，取样送化验室化验，炉前化验C，Cr，Ni；与此同时，加入硅铁、锰铁进行脱氧，然后加入氮化铬，根据化验结果调整成分，冶炼大约14分钟，温度达到1670±20℃，取炉后试样。
4.出钢，断开电源，准备出钢，在盛钢包内加一定数量的稀土（粒度≤15mm），钢水流入盛钢包内需镇静3~5分钟。
2．1.3 离心机准备
出炉断电时，开始启动离心机，2分钟后型筒转速达到900~950转，将装有（16~19kg）的石英砂的送砂管推进型筒，均匀旋转开始抛砂。
2.1.4 浇铸：1.将过流槽放置在型筒的浇铸位置，准备好挡渣绳结；2.浇铸开始缓慢给流，随后全部浇铸，大约30s内全部浇完。
2.1.5 出罐：型筒浇铸完毕后，继续旋转6分钟，然后离心机断电，待停稳后，打掉锥销，卸掉堵盘，用拔罐装置将镁还原罐缓缓拔出。并平稳的放置在干燥通风处冷却。
2.2 试验分析
作者对某厂直径339和直径350的炼镁还原罐产品进行了化学成分的分析，对其所铸炼镁还原罐的各种性能进行了检测并于美国hk40耐热合金进行比较，得出了如图表三所示的结果。
性能对比
通过生产发现，要想使还原罐产品得到最低的成本和最长的使用寿命，就必须有最佳的化学成分设计，严格控制合金的熔炼质量，合理的确定离心铸造工艺，正确规范炼镁操作工艺规程，通过新的化学成分及工艺使用一年来的考察，证明其对降低生产成本，提高还原罐的质量，延长还原罐的使用寿命有明显的效果，目前，还原罐的连续使用寿命最长可达3~~4个月，平均在两个月以上，由于该产品在熔炼过程中受到的影响因素较多，工艺较为复杂，因此生产时要随时检查各个工序，严格控制化学成分，以免发生意外。