真空感應冶煉一般采用模鑄工藝，鋼錠質(zhì)量的好壞對其性能有非常大的影響。本文針對鋼錠常見缺陷進行成因分析，通過不同的實驗方案，采取選用合適的保溫冒口、添加保溫劑、降低中間包中鋼液面的高度、提高澆注前期的澆注速度、提高澆注過程中攪拌功率等辦法來提高鋼錠質(zhì)量。結(jié)果表明，硅酸鋁纖維型保溫冒口與保溫劑配合使用，鋼錠上部縮孔全部在冒口區(qū)域，且呈開放集中型；盡可能快地使中間包內(nèi)鋼液面高度達到中間包的1/4 高度，鋼錠表面的冷豆缺陷及渣皮缺陷會大大減少；在澆注過程中提高攪拌功率可降低鋼錠的化學成分偏析。

　　由于在真空條件下冶煉可以避免大氣熔煉和澆注過程中產(chǎn)生的合金元素易氧化、燒損等問題，從而可實現(xiàn)精確地控制化學成分，其還具有低的氣體含量、低的金屬夾雜物、低的有害雜質(zhì)含量等特點，使之成為精確控制化學成分、制備高純凈材料的重要手段。對于合金含量不高的鋼鐵材料，在澆注成鋼錠后，無須進行電渣重熔或真空自耗等二次重熔，即可直接鍛軋成材。一般地，真空技術網(wǎng)(http://www.mp99x.cn/)認為在鋼鐵材料研發(fā)過程中，鋼錠質(zhì)量的好壞通常會對最終試驗分析結(jié)果產(chǎn)生重大影響。鋼錠內(nèi)部缺陷主要有偏析、疏松和縮孔等，外部缺陷主要有冷豆和渣皮等，這些缺陷的形成與冶煉、澆注和凝固過程密切相關。本文以80kg 真空感應爐制備50CrV 鋼錠為研究對象，對鋼錠常見缺陷(表面缺陷、上部縮孔、化學成份偏析)進行成因分析，通過合理使用保溫冒口及冒口覆蓋劑、改變澆注工藝等方式，可以較大幅度地降低鋼錠缺陷。

　　1、實驗設備及基本冶煉工藝

　　1.1、實驗設備

　　實驗設備為80kg 真空感應爐，設備基本參數(shù)見表1。熔煉坩堝材質(zhì)主要成分為氧化鋁，鋼錠基本尺寸為下底邊長×上底邊長×高=130×165×450mm 的方錐型。

　　1.2、基本冶煉工藝

　　實驗鋼種為50CrV，主要化學成分見表2。采用冷裝料法裝料，將經(jīng)過表面除銹烘干等處理的工業(yè)純鐵、全部的金屬鉻和碳加入爐內(nèi)，在真空下熔化后加入硅鐵合金和釩鐵合金，在一定真空度下精煉10 min，精煉結(jié)束后，充入1.5×10⁴Pa氬氣，加入金屬錳，待合金全部熔化后取樣分析化學成分，測溫并保溫5 min 后帶電出鋼。

表1 真空感應爐設備參數(shù)

表2 50CrV 鋼的主要化學成分(wt.%)

　　3、結(jié)語

　　(1)保溫冒口的使用，改變了鋼錠的凝固順序，使上部最后凝固，起到了補縮效果，提高了產(chǎn)品成材率。根據(jù)試驗結(jié)果可知，硅酸鋁纖維型保溫冒口有著比漂珠型及普通砂型保溫冒口更優(yōu)異的保溫效果。三種保溫冒口中，只有硅酸鋁纖維型保溫冒口達到了使用要求。

　　(2)冒口覆蓋劑的使用大大降低了鋼錠頂部的冷卻速度，使鋼錠頂部鋼液更好地參與補縮，進一步提高了產(chǎn)品成材率。

　　(3)在盡可能地降低澆注水口到錠模底盤高度差的基礎上，降低中間包內(nèi)鋼液面的高度，可減少鋼錠表面冷豆缺陷發(fā)生的可能。

　　(4)提高澆注前期的澆注速度，使中間包內(nèi)鋼液面更快地達到中間包1/4 高度，可減少鋼錠表面的渣皮缺陷。

　　(5) 由于本實驗鋼錠重量只有80kg 且鋼錠尺寸較小，因此化學成份偏析缺陷不嚴重。但是，由試驗結(jié)果可知，在澆注過程中提高鋼液的攪拌功率并適當降低澆注溫度可以降低鋼錠化學成分偏析缺陷產(chǎn)生的程度。此辦法可用在更易產(chǎn)生化學成分偏析的大鋼錠上。