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

Li Longfei; Niu Chengzhou; Wang Ning; Wang Chunhui; Lin Tengchang; Zhou Xiaozhou

doi:10.20057/j.1003-8620.2025-00122

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

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

Smelting and Solidification | 更新时间：2025-09-02

- Design of Slag System for FB2 Heat-resistant Steel Electroslag Remelting and Its Effect on Element Loss
- Special Steel Vol. 46, Issue 4, Pages: 92-99(2025)
- 作者机构：
  
  1.钢铁研究总院有限公司冶金工艺研究所北京 100081
  2.北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.2025-00122
  CLC： TF743
- Received：25 April 2025，
  
  Revised：2025-06-18，
  
  Accepted：19 June 2025，
  
  Published：30 July 2025
- 稿件说明：
移动端阅览
李龙飞,牛澄洲,王宁等.FB2耐热钢电渣重熔渣系设计及对元素烧损的影响[J].特殊钢,2025,46(04):92-99.

Li Longfei,Niu Chengzhou,Wang Ning,et al.Design of Slag System for FB2 Heat-resistant Steel Electroslag Remelting and Its Effect on Element Loss[J].Special Steel,2025,46(04):92-99.
李龙飞,牛澄洲,王宁等.FB2耐热钢电渣重熔渣系设计及对元素烧损的影响[J].特殊钢,2025,46(04):92-99. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00122.

Li Longfei,Niu Chengzhou,Wang Ning,et al.Design of Slag System for FB2 Heat-resistant Steel Electroslag Remelting and Its Effect on Element Loss[J].Special Steel,2025,46(04):92-99. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00122.

摘要

以低共晶点原则，通过FactSage软件计算设计了FB2耐热钢专用电渣重熔新型基础渣系。利用渣金平衡和10 kg级电渣重熔试验对比研究了含B

的传统渣系69.65% CaF

-29.85% Al

-0.5%B

（1

渣）和新型渣系50.4%CaF

-26.5%CaO-19.6%Al

-3%MgO-0.5%B

（2

渣）对钢中易氧化元素含量变化的影响。结果表明，相比于传统渣系，新型设计渣系的熔化温度、不同温度下的黏度和电阻率更低。在渣中Al

组元活度较高，且SiO

和B

组元活度处于较

低水平时，基于热力学计算渣金之间会发生Si、B元素与低氧势的Al

反应，两种渣系与FB2钢反应平衡时

［B］分别为0.001 9%、0.004 3%。两种渣系在渣金平衡和电渣重熔冶炼过程中均引起钢中Si、B元素烧损，且增Al现象发生，2

渣系元素波动小，渣金平衡时间达到60 min后，元素含量变化幅度显著降低。相比而言，重熔后电渣锭中元素含量变化幅度更小。

Abstract

Based on the principle of low eutectic point， a new basic slag system for electric slag remelting of FB2 heat-resistant steel was designed and calculated by FactSage software. The effects of traditional slag system 69.65% CaF

-29.85% Al

-0.5% B

（1

） and new slag system 50.4% CaF

-26.5% CaO 19.6% Al

3% MgO 0.5% B

（2

） on the content changes of easily oxidizable elements in steel were compared and investigated using slag-metal equilibrium and 10 kg electroslag remelting experiments.The results show that ， compared with the traditional slag system， the melting temperature， viscosity and resistivity at different temperatures of the new design slag system are lower.When the activity of Al

component in the slag is high and the activity of SiO

and B

components is at a low level， Si and B probably will react with low oxygen potential Al

between the slag and the metal based on thermodynamic calculations. The content of

［B］ in the reaction equilibrium between the two slag systems and FB2 steel is 0.001 9% ，0.004 3%， respectively. In both slag series， Si and B elements will be burned and Al is increased in steel during slag-metal equilibrium and electroslag remelting smelting. In 2

slag series， the element fluctuation is small， and the variation range of element content decrease significantly after 60 min of slag-metal equilibrium time. In contrast， the change in element content in the electric slag ingot after remelting is smaller.

关键词

Keywords

references

李　其，陈正宗，蒋新亮，等 . 9%~12%Cr高中压转子材料发展历程与工程化关键技术［J］. 钢铁， 2021 ， 56 （ 2 ）： 40 - 49 .

赵吉庆，杨　钢，赵　林，等 . 高性能9%~12%Cr转子钢发展现状及锻件国产化概况［J］. 汽轮机技术， 2021 ， 63 （ 1 ）： 71 - 76 .

彭雷朕，王　承，许文文，等 . 超超临界汽轮机转子FB2钢电渣重熔熔渣析晶行为研究［J］. 大型铸锻件， 2023 （ 3 ）： 1 - 5+11 .

罗玉立，李连龙，何亚军 . 620 ℃超超临界汽轮机转子用新材料冶炼工艺研究［J］. 大型铸锻件， 2016 （ 2 ）： 3 - 5 .

何西扣，刘正东，王天剑，等 . 中国超超临界汽轮机转子耐热材料及锻件研制进展［J］. 中国冶金， 2023 ， 33 （ 12 ）： 1 - 11 .

陈希春，王　飞，史成斌，等 . 电渣重熔工艺对GH4169脱硫的影响［J］. 钢铁研究学报， 2012 ， 24 （ 12 ）： 11 - 16 .

崔利民，王忠鑫，罗保帅，等 . GH2132合金2 t电渣锭重熔工艺改进［J］. 特殊钢， 2022 ， 43 （ 3 ）： 43 - 46 .

杨波锋，刘建华，韩志彪，等 . 电渣重熔对FeCrAl不锈钢中夹杂物的影响［J］. 钢铁研究学报， 2015 ， 27 （ 10 ）： 19 - 25 .

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 .

付建辉，刘庭耀，张　健，等 . GH3128合金“VIM+ESR” 和“NVIM+ESR” 冶炼过程中的脱气行为及夹杂物研究［J］. 特殊钢， 2020 ， 41 （ 6 ）： 15 - 19 .

安　涛，王　芳，刘中秋，等 . 电渣重熔06Cr 18 Ni 11 Ti奥氏体不锈钢铝钛烧损热力学分析［J］. 钢铁研究学报， 2024 ， 36 （ 11 ）： 1399 - 1408 .

巨建涛，王华勇，朱智洪，等 . TiO 2 对低氟渣系电渣重熔Incoloy825合金中Al、Ti元素影响的热力学研究［J］. 钢铁钒钛， 2022 ， 43 （ 3 ）： 152 - 160 .

李乐松，朱勤天，王民庆，等 . GH4169D合金电渣重熔过程中铝钛元素烧损规律及精准调控技术［J］. 中国冶金， 2024 ， 34 （ 11 ）： 83 - 92 .

Liu F B ， Gao J Z ， Cao H B ， et al . Effect of slag composition on elements oxidation behavior of GH984G superalloy for electroslag remelting withdrawal process ［J］. Journal of Iron and Steel Research International ， 2022 ， 29 （ 5 ）： 761 - 771 .

王育飞，李瑞杰，徐梓真，等 . 1RK91不锈钢电渣重熔过程中Ti含量控制研究［J］. 上海金属， 2024 ， 46 （ 1 ）： 58 - 61+69 .

张永娇，孔令种，臧喜民，等 . 含B齿条钢电渣重熔渣系设计［J］. 中国冶金， 2023 ， 33 （ 8 ）： 92 - 103 .

陶学儒，耿　鑫，姜周华，等 . B质量分数对620 ℃时效中FB2钢组织和力学性能的影响［J］. 中南大学学报（自然科学版）， 2023 ， 54 （ 7 ）： 2642 - 2650 .

彭雷朕 . 电渣重熔超超临界汽轮机转子用COST-FB2钢冶金学基础研究［D］. 沈阳：东北大学， 2021 .

Kim D S ， Lee G J ， Lee M B ， et al . Manufacturing of 9CrMoCoB steel of large ingot with homogeneity by ESR process ［J］. IOP Conference Series： Materials Science and Engineering ， 2016 ， 143 ： 012002 .

王小川 . Co3W3钢电渣重熔B的控制分析［J］. 特钢技术， 2017 ， 23 （ 4 ）： 20 - 24 .

李正邦 . 电渣冶金的理论与实践［M］. 北京：冶金工业出版社， 2010 ： 121 - 123 .

李龙飞，林腾昌，张　强，等 . 电渣重熔渣系对C-HRA-3耐热合金夹杂物的影响［J］. 特殊钢， 2023 ， 44 （ 5 ）： 76 - 82 .

张　平，马文会，张士举，等 . TiO 2 -Ti 2 O 3 -FeO三元渣系黏流特性热力学模拟［J］. 中国有色金属学报， 2018 ， 28 （ 9 ）： 1876 - 1882 .

梁连科，杨怀 . 电渣重熔用渣的物理化学及其应用译文集［M］. 沈阳：东北大学出版社， 1989 ： 84 - 88 .

董艳伍，姜周华，李花兵，等 . 电渣冶金用含氟渣系电导率计算方法［J］. 材料与冶金学报， 2012 ， 11 （ 4 ）： 274 - 277 .

梁英教车荫昌 . 无机物热力学数据手册［M］. 沈阳：东北大学出版社， 1993 ： 48 - 64 .

赵鸿燕，刘承志，杜晓建 . 电渣重熔低Al钢过程中渣系对Al含量的影响［J］. 铸造技术， 2021 ， 42 （ 10 ）： 835 - 838 .

张家芸 . 冶金物理化学［M］. 北京：冶金工业出版社， 2011 .

Views

下载量

CSCD

CNKI被引量

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Effect of Electroslag Remelting Slag System on Inclusions in C-HRA-3 Heat-Resistant Alloy

Migration Law of Mg Element during Electroslag Remelting of Superalloys

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

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

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

Related Author

Li Longfei

Lin Tengchang

Zhang Qiang

He Xikou

Chen Zhengzong

Zhou Xiaozhou

Gao Xiaoyong

Ren Weiwang

Related Institution

Department of Metallurgical Technology Research， Central Iron and Steel Research Institute Co.， Ltd.

Institute for Special Steels，Central Iron and Steel Research Institute Co.， Ltd.

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

School of Mechanical Engineering， Yanshan University， Qinhuangdao City

School of Materials， University of Science and Technology Beijing

⁰