一種超超臨界汽輪機葉片鋼電渣重熔鋼錠的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬材料精煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高純低Si、低Al鋼錠的制造方法， 具體涉及一種超超臨界汽輪機葉片鋼電渣重熔鋼錠的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 不銹鋼中硅含量彡0. 10%，鋁含量彡0. 015%即稱作低硅低鋁不銹鋼，當(dāng)前超超臨 界發(fā)電機組葉片材料的化學(xué)成分控制要求需采用此類低硅低鋁不銹鋼。隨著汽輪機制造技 術(shù)的發(fā)展，單機容量越來越大，汽輪機向超臨界、超超臨界機組發(fā)展，其蒸汽溫度和工作壓 力分別由原來的538°C、17MPa提高到600°C、24MPa?28MPa，只有高純凈度的汽輪機葉片鋼 才能保證汽輪機葉片具有符合要求的力學(xué)性能及高溫持久性能。采用電渣重熔法制造電渣 重熔鋼錠具有化學(xué)成分均勻、材質(zhì)致密、純凈度高的優(yōu)點，因此，目前國內(nèi)生產(chǎn)的低硅、低鋁 不銹鋼通常也采用電渣重熔法。因硅和鋁的含量很低，在電渣重熔過程中鋼中元素?zé)龘p量 大、氣體氧含量增加，從而導(dǎo)致氧化夾雜物增加，更會出現(xiàn)電渣錠底墊端與充填端的氧含量 和純凈度很大差異，難以保證電渣錠整體化學(xué)成分、氧含量、純凈度的均勻一致。為了解決 這一難題，國內(nèi)很多廠家采用在普通電渣爐結(jié)晶器安裝氬氣或氮氣裝置、或采用保護氣氛 電渣爐、真空電渣爐等設(shè)備來冶煉該種低硅低鋁不銹鋼，仍然沒有實現(xiàn)電渣錠整體化學(xué)成 分、氧含量、純凈度均勻一致；國外采用恒熔速保護氣氛電渣爐、真空電渣爐設(shè)備來冶煉該 種低硅低鋁不銹鋼，能夠?qū)崿F(xiàn)電渣錠整體化學(xué)成分、氧含量、純凈度均勻一致，但冶煉設(shè)備 投資非常大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明公開一種超超臨界汽輪機葉片鋼電渣重熔鋼錠的制造方法，以低成本投入 達到電渣錠整體具有化學(xué)成分、氧含量、純凈度均勻一致目的。
[0004] 本發(fā)明利用普通雙支臂電渣爐、采用新技術(shù)工藝方案實現(xiàn)上述目的。
[0005] -、新技術(shù)工藝方案具體工藝步驟如下： 第一步，采用電弧爐+LF+V0D/VHD爐方式冶煉自耗極⑴： 1.電弧爐：爐料由廢鋼、生鐵、本鋼返回等組成，出鋼條件：T > 1630°C，P彡0. 005% ; 鋼水經(jīng)脫磷后倒入鋼包內(nèi)。
[0006] 2. LF爐：鋼包轉(zhuǎn)入LF爐，LF到位后加入CaC2脫氧，用量2kg/t?3kg/t，加入Al 粉lkg/t?2kg/t，給電燒渣大于lOmin，加入合金料，調(diào)整成分，出鋼條件；T > 1650°C，S ^ 0. 010%〇
[0007] 3. V0D/VHD爐：鋼水扒凈初煉渣后入VOD罐，隨渣料（白灰、螢石)加入脫氧劑Al粉 I. Okg/t ?4. Okg/t，Ca-Si 塊 0· 5kg/t ?4. Okg/t，真空脫氣 P < IOOPa,保持時間 > 15min。
[0008] 4.出鋼條件：溫度1560°C?1580°C，自耗電極⑴的成分應(yīng)符合表1規(guī)定。
[0009] 表 1 %
【主權(quán)項】
1. 一種超超臨界汽輪機葉片鋼電渣重熔鋼錠的制造方法，其特征在于：所述制造方法 采用電弧爐+LF+VOD/VHD+雙支臂電渣爐重熔的冶煉方法；在煉鋼期間需嚴(yán)格控制自耗電 極Si、Al、B成分，盡可能減少夾雜；為保證低Si、低Al超超臨界汽輪機葉片鋼潔凈度，根據(jù) 各元素在電渣過程中的燒損規(guī)律，在電渣過程中向渣池計算加入附加劑，電極、附加劑和熔 渣相互作用后在它們之間發(fā)生置換反應(yīng)，使系統(tǒng)接近平衡；置換反應(yīng)生成的氧化物被熔渣 吸收，減少元素?zé)龘p，提高鋼材純凈度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超超臨界汽輪機葉片鋼電渣重熔鋼錠的制造方法，其特征 在于：所述制造方法具體工藝步驟如下： 第一步，采用電弧爐+LF+VOD/VHD爐方式冶煉自耗極⑴： 1) 電弧爐：爐料由廢鋼、生鐵、本鋼返回等組成，出鋼條件：T彡1630°C，P彡0. 005% ;鋼 水經(jīng)脫磷后倒入鋼包內(nèi)； 2) 1^爐：鋼包轉(zhuǎn)入1^爐，1^到位后加入0&(：2脫氧，用量21^八?31^八，加入八1 粉lkg/t?2kg/t，給電燒渣大于lOmin，加入合金料，調(diào)整成分，出鋼條件；T > 1650°C，S ^ 0. 010% ； 3. V0D/VHD爐：鋼水扒凈初煉渣后入VOD罐，隨渣料（白灰、螢石）加入脫氧劑Al粉 I. Okg/t ?4. Okg/t，Ca-Si 塊 0· 5kg/t ?4. Okg/t，真空脫氣 P < IOOPa,保持時間 > 15min ; 4) 出鋼條件：溫度1560°C?1580°C，自耗電極⑴的成分應(yīng)符合表1規(guī)定；
5) 自耗電極⑴燒注：下注法澆鑄成自耗電極的電極鋼錠，電極鋼錠尺寸規(guī)格為Φ200 mm X 1750 土 IOmm ； 6) 自耗電極⑴經(jīng)化學(xué)成分檢驗和表面清理后進行裝配，每3支自耗電極⑴搭配冶煉1 支 Φ 360_X 1050mm 電渣錠； 第二步，電渣熔鑄 1) 電渣重熔準(zhǔn)備 ① 采用雙支臂電渣重熔爐； ② 采用水冷結(jié)晶器⑵，結(jié)晶器⑵規(guī)格為Φ360/350Χ 1050mm，即上底直徑為Φ 360mm， 下底直徑為Φ 350mm，高度為1050mm ;結(jié)晶器2底部設(shè)有水冷底板(5); 2) 配制渣料⑶，渣系 CaF2 = Al2O3:Mg0=65:30:5,渣量 36kg ; 3) 造渣：將本鋼種底墊放入結(jié)晶器⑵底部，用石墨電極在結(jié)晶器⑵內(nèi)通電起弧，加入 0. 5kg配比好的漁料⑶； 4) 化渣，逐漸把2/3總量的渣料⑶全部加入結(jié)晶器⑵內(nèi)，待加入的渣料⑶全部熔化后， 將Al粉、Fe-Si粉與剩余1/3總量的渣料⑶混合均勻后加入結(jié)晶器⑵內(nèi)，直至渣料全部熔 化； 5) 重烙，待渣料⑶全部熔化后吊出石墨電極，調(diào)整電力參數(shù)，換上自耗電極⑴重熔；待 熔化到距自耗電極⑴頂端100± IOmm時吊出，換另一支自耗電極⑴繼續(xù)重熔，當(dāng)?shù)谌ё?耗電極⑴到達重熔末期后，調(diào)整電力參數(shù)轉(zhuǎn)入充填補縮操作，充填時間25min?30min ; 6) 添加附加劑(7)，附加劑(7)由Al粉、Fe-Si粉組成，在每只自耗電極⑴換上后，將計算 好用量的附加劑⑴混合均勻后平鋪在附加劑喂料機(6)內(nèi)，通過附加劑喂料機(6)將附加劑(7) 伴隨著電極重熔均勻的從結(jié)晶器⑵上端加入渣池表面； 7) 電渣重熔冶煉過程嚴(yán)格控制工藝參數(shù)； 8) 電渣錠脫錠：電渣重熔結(jié)束30min后脫電渣鑄錠，罩冷48h，不退火。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超超臨界汽輪機葉片鋼電渣重熔鋼錠的制造方法，其特征 在于：所述電渣重熔冶煉過程參數(shù)控制如下： 1) 造渣工序：電流0 V?2000A、電壓53V?62V、水溫彡45°C、水壓0.12 MPa? 0.18MPa ； 2) 化渣工序：電流2000A?4000A、電壓53V?62V、水溫彡45°C、水壓0. 12 MPa?0. 18 MPa ； 3) 重熔工序：電流6000A?7000A、電壓53V?62V、水溫彡45°C、水壓0. 12MPa? 0.18MPa ； 4) 補縮工序：電流5000A?2000A、電壓53V?62V、水溫彡45°C、水壓0. 12MPa? 0· 18Mpa ; 5) 電渣重熔期間通過調(diào)節(jié)水閥水流量，控制結(jié)晶器⑵的冷卻水出口 I(IQ)和水冷底板(5) 的冷卻水出口 II(11)出水溫度不大于45°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種超超臨界汽輪機葉片鋼電渣重熔鋼錠的制造方法，具體采用電弧爐+LF+VOD/VHD+雙支臂電渣爐重熔的冶煉方法；嚴(yán)格控制自耗電極Si、Al、B成分；在電渣化渣過程中嚴(yán)格控制加入Al粉或Fe-Si粉混合物量，并在自耗電極電渣重熔過程中，均勻的向渣池中嚴(yán)格控制加入Al粉、Fe-Si粉量來減少電渣重熔過程中元素氧化燒損量，保證電渣錠整體的化學(xué)成分、氣體氧含量、純凈度均勻一致；本發(fā)明適合在普通電渣爐冶煉，減少設(shè)備投入，降低冶煉成本；采用本工藝生產(chǎn)獲得的低Si、低Al超超臨界汽輪機葉片鋼氣體氧含量≤30×106，非金屬夾雜物符合ASTM E45標(biāo)準(zhǔn)A法評定規(guī)定，從而使其符合超超臨界汽輪機用葉片鋼純潔度要求。
【IPC分類】B22D23-10, B22D7-00
【公開號】CN104525919
【申請?zhí)枴緾N201410741764
【發(fā)明人】盧倫, 陳德利, 韓濤, 孫利軍, 張秀麗, 王繼紅, 崔鴻, 劉振天, 李忠偉, 徐朋, 董曉亮, 張麗娜, 韓志遠(yuǎn), 趙艷, 蘇東起, 郭仁輝, 李驥
【申請人】撫順特殊鋼股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月9日