Analysis and Process Optimization on Hydrogen Content by Electroslag Remelting of Steel 316H for Nuclear Power

Li Dejun; Ge Chunyu; Zhao Liang; Li Haiqiang; Ma Qiang; Liu Lei

doi:10.20057/j.1003-8620.2024-00176

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Analysis and Process Optimization on Hydrogen Content by Electroslag Remelting of Steel 316H for Nuclear Power

Product Research and Development | 更新时间：2025-05-09

- Analysis and Process Optimization on Hydrogen Content by Electroslag Remelting of Steel 316H for Nuclear Power
- Special Steel Vol. 46, Issue 1, Pages: 33-38(2025)
- 作者机构：
  
  1.海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室，鞍山 114009
  2.鞍钢集团钢铁研究院，鞍山 114009
  3.鞍钢铸钢有限公司，鞍山 114021
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.2024-00176
  CLC： TF142
- Received：15 July 2024，
  
  Published：30 January 2025
- 稿件说明：
移动端阅览
李德军,葛春钰,赵亮等.核电用钢316H电渣重熔氢含量分析与工艺优化[J].特殊钢,2025,46(01):33-38.

Li Dejun,Ge Chunyu,Zhao Liang,et al.Analysis and Process Optimization on Hydrogen Content by Electroslag Remelting of Steel 316H for Nuclear Power[J].Special Steel,2025,46(01):33-38.
李德军,葛春钰,赵亮等.核电用钢316H电渣重熔氢含量分析与工艺优化[J].特殊钢,2025,46(01):33-38. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2024-00176.

Li Dejun,Ge Chunyu,Zhao Liang,et al.Analysis and Process Optimization on Hydrogen Content by Electroslag Remelting of Steel 316H for Nuclear Power[J].Special Steel,2025,46(01):33-38. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2024-00176.

摘要

为找出电渣重熔过程中电渣锭氢含量变化规律，并在此基础上，对各工序进行优化以实现电渣锭氢含量合格率提高，以核电用钢316H为研究对象，依托15 t电渣炉对熔炼速度、充填比、渣料成分、渣料加入量、电极初始氢、水蒸气分压相关工艺参数进行分析研究，结果表明，电渣重熔过程中各阶段增氢不同，电渣锭中的氢含量与空气中水蒸气分压的平方根成正比关系；渣料组元中CaO能够促进增氢，MgO能够防止增氢；加大熔炼速度降低渣量，增加充填比，提高电极表面洁净度有利于防止电渣锭增氢；电极初始

［H］＜2×10

-6

时，电

渣重熔过程吸氢较严重，当电极初始

［H］处于2×10

-6

～4×10

-6

时，电渣重熔过程吸氢变弱，当电极初始

［H］＞4×10

-6

时，电渣重熔过程则会出现脱氢。经过工艺优化后，H合格率平均达到97.5%，较工艺优化前的94.7%提高2.8%。

Abstract

In order to find out hydrogen content change law in ESR ingot during electroslag remelting， and on the basis of each process optimize to improve the electric slag ingot hydrogen content qualified rate ， nuclear power steel 316H is taken as the research object to study processing parameters such as melting speed， filling ratio， slag ingredients， amount of slag added， initial hydrogen of electrode and partial pressure of water vapor by using a 15 ton electroslag furnace in this paper.The results show that hydrogen addition is different in each stage of electroslag remelting，the hydrogen content in ESR ingot is proportional to the square root of water vapor pressure in the air. The CaO can promote hydrogen increase and MgO can prevent hydrogen increase in the slag ingredients. Increasing the melting rate， reducing the amount of slag， increasing the filling ratio and improving the cleanliness of the electrode surface are beneficial to prevent hydrogen of electroslag ingot increase. When the initial hydrogen of the electrode is less than 2×10

-6

， the hydrogen absorption of the remelting process of the electroslag is more serious. When the initial hydrogen of the electrode is in the range of 2×10

-6

-4×10

-6

， the hydrogen absorption of the electroslag remelting process becomes weaker. When the initial hydrogen of the electrode is greater than 4×10

-6

， the electroslag remelting process will appear dehydrogenation.After the process optimization， the average qualified rate of hydrogen reaches 97.5%， which is 2.8% higher than 94.7% before the optimization.

关键词

Keywords

references

黄兴涛，童英豪 . 干燥空气保护法在电渣重熔炉上应用与实践［J］. 特钢技术， 2018 ， 24 （ 2 ）： 44 - 47 .

邬中华，郭　波，王松伟，等 . 保护气氛电渣重熔对DZ2高速车轴钢成分及夹杂物的影响［J］. 特殊钢， 2023 ， 44 （ 1 ）： 19 - 24 .

常立忠，项淼苗，徐　涛，等 . 15-7PH不锈钢电渣重熔过程夹杂物的行为［J］. 过程工程学报， 2023 ， 23 （ 2 ）： 244 - 253 .

徐秀清，王　玮，陈之腾，等 . 加氢换热器用321不锈钢、镍基合金825氢脆敏感性研究［J］. 材料导报， 2022 ， 36 （ 14 ）： 166 - 171 .

王学敏，邓叙燕，冯　莹 . <math id="M3"><mi>ϕ</mi></math> https://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=72357416&type= 2.53999996 https://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=72357433&type= 1.86266661 168.3 mm×7.92 mm X70QS抗硫无缝钢管的生产实践［J］. 特殊钢， 2018 ， 39 （ 4 ）： 43 - 47 .

侯敬超，赵国昌，吴艳阳，等 . 高品质980 mm×1 960 mm电渣扁锭轧制164 mm×1 700/1 806 mm 12Cr2Mo1VR钢板研发［J］. 特殊钢， 2022 ， 43 （ 3 ）： 47 - 51 .

刘晨洋，任　英，任　强，等 . 电流密度对DH980高强钢氢扩散及氢脆行为的影响［J］. 钢铁研究学报， 2023 ， 35 （ 11 ）： 1394 - 1401 .

常立忠，李正邦 . 电渣重熔过程中氢行为的分析及控制［J］. 钢铁研究， 2007 ， 35 （ 3 ）： 24 - 26 .

向大林，朱孝渭，王可武． 200吨电渣炉的低氢控制及氢的行为［J］. 钢铁， 1991 ， 26 （ 7 ）： 22 - 23 .

耿　鑫，姜周华，刘福斌，等 . 电渣重熔过程中夹杂物的控制［J］. 钢铁， 2009 ， 44 （ 12 ）： 42 - 45 .

李正邦 . 电渣熔铸［M］. 北京：国防工业出版社， 1981 ： 66 .

姜周华 . 电渣冶金学［M］. 北京：科学出版社， 2015 ： 135 .

闫　俊，向顺华 . 充填比对电渣熔合工艺制造复合特厚板坯的影响［J］. 宝钢技术， 2014 （ 3 ）： 23 - 29 .

贺　铸，刘艳贺，刘　双，等 . 电极充填比对电渣重熔过程影响的数值模拟［J］. 特殊钢， 2014 ， 35 （ 4 ）： 16 - 19 .

王晓花，厉　英 . 电渣重熔过程渣池流场数值模拟［J］. 材料与冶金学报， 2014 ， 13 （ 2 ）： 133 - 137 .

董艳伍，陈浩禹，李　想，等 . 电渣重熔过程中熔滴滴落的影响因素［J］. 东北大学学报（自然科学版）， 2016 ， 37 （ 11 ）： 1564 - 1568 .

李正邦 . 电渣冶金的理论与实践［M］. 北京：冶金工业出版社， 2010 ： 169 .

Views

下载量

CSCD

CNKI被引量

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Migration Law of Mg Element during Electroslag Remelting of Superalloys

Design of Slag System for FB2 Heat-resistant Steel Electroslag Remelting and Its Effect on Element Loss

Influence of Melting Parameters on the Electroslag Remelting Process of GH4151 Alloy

Prediction Model of Phosphorus Content at the End Point of Electroslag Remelting Based on MI and XGBoost Algorithms

Effect of Melting Rate on Solidification Process of High Filled Ratio 06Cr18Ni11Ti Electroslag Remelting Ingot

Related Author

Gao Xiaoyong

Ren Weiwang

Zhang Lifeng

Niu Chengzhou

Wang Ning

Wang Chunhui

Lin Tengchang

Zhou Xiaozhou

Related Institution

School of Mechanical and Materials Engineering， North China University of Technology

School of Mechanical Engineering， Yanshan University， Qinhuangdao City

Department of Metallurgical Technology Research， Central Iron and Steel Research Institute

School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing

School of Materials， University of Science and Technology Beijing

⁰