真空感应炉

铁铬铝合金中含有大量的Cr与Al，通过高温处理会形成致密的氧化膜，从而延长合金材料的使用寿命，同时Al含量高还可以提高电阻率，使电能转化为热能的效率更高，节省热电材料。

铁铬铝合金铸锭主要用于直接锻造成零件，因为铸锭表面质量和其内部有无缩孔缺陷直接影响产品的性能和成材率，所以如何控制铁铬铝合金铸锭的表面质量和内部缩孔缺陷已成为关键所在。

一、铸锭表面质量与内部缩孔缺陷受哪些因素影响？

对铸锭表面质量与内部缩孔缺陷的影响因素，可以归纳为以下四个方面：

·浇注温度。

·浇注时间。

·炉衬使用次数。

·中间包是否使用过滤器。

二、实验探究各个因素的影响？

为了探究上诉四种因素对铁铬铝合金铸锭表面扒皮厚度及内部缩孔缺陷的影响程度并确定铁铬铝合金更佳冶炼工艺，设计了A~D共4种实验方案，详见下表。

A方案

此方案应用于第1~4炉次，按照冶炼工艺取炉后样后测温，调整钢液温度，当钢液温度分别为1580℃，1600℃，1620℃，1640℃时带电出钢，控制浇注时间为0.56min，中间包内使用过滤器。

B方案

此方案应用于第1~4炉次，按照冶炼工艺取炉后样后测温，调整钢液温度，当钢液温度为 1640℃时带电出钢，控制浇注时间分别为0.16min，0.36min，0.56min，0.76min，中间包内使用过滤器。

C方案

此方案应用于第5，10，15，20炉次，按照冶炼工艺取炉后样后测温，调整钢液温度，当钢液温度为1640℃时带电出钢，控制浇注时间为0.56min，中间包内不使用过滤器。

D方案

此方案应用于第15、16炉次，按照冶炼工艺取炉后样后测温，调整钢液温度，当钢液温度为1640℃时带电出钢，控制浇注时间为0.56min，分别进行使用过滤器与不使用过滤器两次实验来探究对表面质量的影响。

三、实验结果与分析

1浇注温度对铁铬铝合金铸锭表面质量以及内部缩孔的影响

浇注温度对铸锭质量有重要影响，浇注温度是将熔融合金液浇入锭模时的温度，温度过高会造成缩孔、热裂、反应性气孔等缺陷，且会对易烧损的元素造成影响。温度过低会降低钢液的流动性，不易补缩，且会造成成分偏析等现象。在以上四种温度下浇注，铸锭内部未见缩孔缺陷，但当温度为1640℃时，铸锭表面扒皮厚度最薄，表面质量更好，最终确定浇注温度为1640℃。

2. 浇注时间对铁铬铝合金铸锭表面质量以及内部缩孔的影响

浇注时间与浇注速度有关，浇注时间长意味着浇注速度慢；反之，意味着浇注速度快，浇注速度对铁铬铝合金铸锭表面质量、内部缩孔缺陷有重要影响。液态金属进入钢锭模时如果速度或流量过小，钢锭表面会产生深沟缺陷；相反，如果速度过快不利于气体的排出且不利于浮渣的上浮。当浇注时间为 0.56min时，表面质量较好，扒皮厚度为2mm，且铸锭内部未出现缩孔缺陷，因此确定浇注时间为0.56min。

3 冶炼炉次对铁铬铝合金铸锭表面质量以及内部缩孔的影响

感应炉炉渣通常积聚在炉壁上部感应线圈工作位置，感应炉工作时，感应电流会对金属熔液形成较大的搅拌力，渣颗粒在这样搅拌力作用下会逐渐变大，其受到的浮力也会逐渐增大。当浮力大于搅拌力作用时，变大的渣粒就会上浮进入熔液表面渣层，并逐渐靠近炉壁，当炉衬温度低于渣的凝固温度时，渣就会附着在炉衬上冷凝成固态。随着炉次的增加钢液表面浮渣越来越多，对铸锭的质量造成影响。通过实验发现炉衬使用次数越少，铸锭表面质量越好。

4 中间包是否使用过滤器对铁铬铝合金铸锭表面质量以及内部缩孔的影响

中间包过滤器是用耐火材料制成的多孔过滤网。当钢液流过时，夹杂被孔壁吸附过滤。实验表明当中间包使用过滤器时，扒皮厚度较薄，且铸锭未出现缩孔缺陷。

四、改善与建议

对于冶炼铁铬铝合金，浇注温度适当提高，浇注时间适当减小，中间包使用过滤器，并且减少炉衬使用次数都可以改善铸锭质量。通过实验得出当浇注温度为1640℃、浇注时间为 0.56 min、中间包使用过滤器、炉衬使用次数越少的条件下钢锭表面质量较好且内部无缩孔缺陷。