COST-FB2 钢作为欧洲 COST(Cooperation in Science&Technology)项目支持下开发的一种新型的火力发电机组汽轮机高中压转子用含0.01%B钢,由于其优异的高温持久性能和抗蠕变性能而用于能够显著提高发电厂发电效率且蒸汽温度高达620℃的超超临界火电机组。为了改善其元素分布和凝固组织的均匀性,欧洲和日本的部分企业已开始采用电渣重熔的冶炼方法进行生产这种新型转子。电渣重熔作为一种特种冶炼方法,其冶炼过程中夹杂物的去除、易氧化合金元素(B)烧损和铸锭凝固组织的控制等均与渣系的物理化学性质有关。本课题旨在开发出一种能够控制电渣重熔FB2钢B元素烧损的渣系并对该渣系的物理化学性质进行基础研究,以满足电渣重熔FB2钢工艺各方面的要求。主要进行了三部分实验研究:(1)根据电渣重熔FB2钢对渣系的基本要求,采用55%CaF2-20%CaO-22%Al2O3-3%MgO作为基础渣系,在渣系中分别加入质量分数为0.5%、1%、1.5%、2%、3%B2O3作为研究用渣系;(2)对上述预熔的渣样进行熔点、黏度的测定和分析,并根据经验公式计算其光学碱度、密度和电导率;(3)将真空感应炉冶炼的钢样和预熔的渣样放入MoSi2炉内在1550℃条件下进行渣金平衡实验,平衡时间为60 min并对过程中的渣样和钢样分别进行成分检测分析。通过分析可得如下结论:(1)使用真空感应炉冶炼FB2钢时,为了使N质量分数在目标成分范围内,冶炼过程中需要充入的N2压力为2073～8290 Pa;(2)随着B2O3加入质量分数的增加,渣系中逐渐析出高熔点物相,熔点逐渐升高,但均满足电渣重熔FB2钢对渣系熔点的要求;(3)随着B2O3加入质量分数的增加,渣系的转折点温度(Tb)、高温段黏度和黏流活化能则逐渐降低;(4)随着B2O3加入质量分数的增加,渣系的密度、光学碱度和电导率逐渐降低;(5)为了控制钢中的w[Al]/w[Si]值,则需要控制渣系中的w(Al2O3)/w(SiO2)值。钢中的w[O]由w[Si]控制,为了冶炼出w[O]合格的铸锭,需要控制钢中的w[Si]和渣中的w(SiO2);(6)在渣系中加入0.5%B2O3后,能够有效地控制钢中的B质量分数在目标范围内,加入w(B2O3)≥1%时,冶炼过程中钢中B质量分数开始上升,实际冶炼中为了控制钢中B的质量分数,需要根据钢中的w[B]/w[Si]比值,确定渣系中的w(B2O3)/w(SiO2);(7)反应平衡后,B的分配系数LB=w[B]/w(B2O3)约为0.02;(8)综合上述实验和分析结果可知,在严格控制渣系中不稳定氧化物含量的前提下,加入0.5%B2O3的渣系适合电渣重熔冶炼FB2钢,但是具体的冶炼效果尚需后续的电渣重熔实验进行验证。