一種超超臨界火電機(jī)組用管坯合金cn617生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鎳基高溫合金材料領(lǐng)域，涉及一種超超臨界火電機(jī)組用管坯合金 CN617生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，燃煤發(fā)電在我國主要能源發(fā)電量中近80%，必須把發(fā)電裝機(jī)容量結(jié)構(gòu)逐步向 新能源和清潔能源調(diào)整。700°C超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)的供電效率將提高至50%，每千瓦時 煤耗可再降低近70克，二氧化碳排放減少14%，是潔凈燃煤發(fā)電技術(shù)的發(fā)展道路。2010年， 我國成立了國家700°C超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，啟動了"PCR700"計劃。700°C超超 臨界燃煤機(jī)組的很多關(guān)鍵部件需用鎳基高溫合金材料，為此，聯(lián)盟成員單位開展了 700°C使 用的高壓鍋爐管材料的研制工作，在前期篩選材料過程中，聯(lián)盟技術(shù)委員會材料組確定了 在歐盟推薦的617合金基礎(chǔ)上改進(jìn)材料成分和性能。CN617合金研制難度在于工業(yè)生產(chǎn)的 工藝設(shè)計(選擇合適的冶煉方法)，要保證成分和成品錠的可熱加工性；相關(guān)文獻(xiàn)介紹了 617 合金的成分范圍和性能參數(shù)，參數(shù)的范圍較寬泛無法具體到實(shí)際生產(chǎn)中；國外相關(guān)文獻(xiàn)對 617合金提出的冶煉方法很多，包括真空感應(yīng)冶煉，或真空感應(yīng)冶煉加電渣重熔，無論何種 冶煉工藝由于成分的配比不合適和工藝參數(shù)設(shè)計不合理都會給成品錠的熱加工帶來不利 的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明公開一種超超臨界火電機(jī)組用管坯合金CN617生產(chǎn)工藝，目的是通過采用 真空感應(yīng)冶煉及合理的成分的配比和工藝參數(shù)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)工業(yè)試制，達(dá)到熱加工使用條件。
[0004] 管坯合金CN617生產(chǎn)總工藝流程： 原材料準(zhǔn)備一真空感應(yīng)爐冶煉一化學(xué)分析一金屬電極扒皮平頭一真空自耗爐重熔一 化學(xué)分析一合金錠扒皮一合金錠擴(kuò)散退火一表面檢查一交付。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，對真空感應(yīng)爐冶煉制定以下技術(shù)方案： 1.工藝流程：配料一備料一抽空一裝料一給電一裝料一全熔一攪拌一靜置一調(diào)成分 -澆注(見圖1); 工藝簡化為如下四個步驟（圖2包括2-4步）： ⑴配料及備料； ⑵抽真空、裝料、給電、全熔，以上步驟為連續(xù)工序，為化料的過程； ⑶精煉期過程：攪拌、靜置、調(diào)成分； ⑷澆注電極。 2.具體工藝措施 ①合金CN617化學(xué)成分應(yīng)符合表1規(guī)定 表1%
【主權(quán)項】
1. 一種超超臨界火電機(jī)組用管坯合金CN617生產(chǎn)工藝，總工藝流程： 原材料準(zhǔn)備一真空感應(yīng)爐冶煉一化學(xué)分析一金屬電極扒皮平頭一真空自耗爐重熔一 化學(xué)分析一合金錠扒皮一合金錠擴(kuò)散退火一表面檢查一交付，其特征在于： 所述真空感應(yīng)爐冶煉合金CN617化學(xué)成分應(yīng)符合表1規(guī)定： 表1%
合金Ni-Crl9-C〇12-M〇9成品化學(xué)成分應(yīng)符合表2規(guī)定； 表2%
所述真空感應(yīng)爐冶煉的具體工藝流程：配料一備料一抽空一裝料一給電一裝料一全熔 -攪拌一靜置一調(diào)成分一澆注； 工藝簡化為如下四個步驟： ⑴配料及備料； ⑵抽真空、裝料、給電、全熔，以上步驟為連續(xù)工序，為化料的過程； ⑶精煉期過程：攪拌、靜置、調(diào)成分； ⑷充氬、澆注； 所述配料根據(jù)合金化學(xué)成分及控制要求計算冶煉所需要的各種返回鋼、合金料的量； 所述備料選用金屬鎳、金屬鈷、金屬鉻、金屬鑰、金屬鋁、金屬鈦、石墨電極等材料，其中 金屬鎳和金屬鈷要預(yù)先處理掉表面的薄膜；返回料預(yù)先熔煉處理，化學(xué)成分準(zhǔn)確，所有入爐 的原材料保持清潔、無油污； 所述抽真空，保證真空度< IOPa ;分批裝料入爐，裝入第一批料后給電化料，再裝料； 所述裝料順序要按照先純金屬后返回料，并且含Nb金屬及返回料不與電極同時加入； 所述給電即是電力系統(tǒng)啟動利用爐體的感應(yīng)圈進(jìn)行加熱，使原材料受熱并開始熔化； 所述全烙后攪拌IOmin?15min，靜置12min?20min，取樣I分析成分及氣體含量；氣 體含量分析，其應(yīng)符合〇:彡20ΧΚΓ 6, N :(100?200) X KT6;如果超出規(guī)定，需要加熱溫 度在1500°C?1520°C，進(jìn)行感應(yīng)攪拌，攪拌lOmin，靜止5min，周期需根據(jù)氣體分析結(jié)果而 定； 所述精煉期真空度控制在IPa?5Pa，并且不少于90min，測溫T2,調(diào)整成分C、Mo、Cr、 C0,加 AU Ti，攪拌lOmin，靜置； 所述充氬3000Pa，取樣II，微調(diào)整成分C、AU Ti,并加入B，攪拌lOmin，測溫T3,取雙 樣； 所述澆注：溫度達(dá)到1460°C?1490°C可出鋼，調(diào)整坩堝角度并轉(zhuǎn)動電極模，使?jié)沧⒙?斗與模相對，控制澆注速度并保證補(bǔ)縮的時間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超超臨界火電機(jī)組用管坯合金CN617生產(chǎn)工藝，其特征在 于：所述真空感應(yīng)爐冶煉CN617合金成分按表3配入與控制， 表3%
所述全熔狀態(tài)測溫保證溫度在1520°C，氧含量12 X 10_6氮含量：127 X 10 _6; 所述精煉期，根據(jù)全熔的化學(xué)成分進(jìn)行調(diào)整，使化學(xué)成分接近目標(biāo)值，如下表4， 表4%
所述充Ar氣后加入Fe-B使B元素按照0. 0035%目標(biāo)控制，根據(jù)成品結(jié)果未全收得； 成品化學(xué)成分分析結(jié)果如表5， 表5%
所述澆注溫度在1480°C，澆注時間為8min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超超臨界火電機(jī)組用管坯合金CN617生產(chǎn)工藝，其特征在 于： 所述合金成分按表2配入與控制； 表2%
所述抽真空達(dá)到8Pa并且隨著原材料的熔化不斷的放氣、脫氣至全熔；所述裝料順 序：依次為Ni板，中間合金，金屬Cr、Mo、Co ; 所述全熔后調(diào)料同時加入Ta,攪拌20min，全熔氣體獲得結(jié)果0 :7X 10_6, N:85X 10_6; 所述精煉過程中攪拌脫氣，氣體結(jié)果〇: IOX 10' N: 20 X 10_6; 所述澆注過程控制澆注速度，澆注時間2min，澆注溫度在1480°C，澆注一支電極，成品 化學(xué)成分分析結(jié)果如表7， 表7% 〇
【專利摘要】本發(fā)明公開一種超超臨界火電機(jī)組用管坯合金CN617生產(chǎn)工藝，目的是實(shí)現(xiàn)工業(yè)試制，達(dá)到熱加工使用條件。為實(shí)現(xiàn)上述目的，對真空感應(yīng)爐冶煉制定以下技術(shù)方案：工藝流程:配料→備料→抽空→裝料→給電→裝料→全熔→攪拌→靜置→調(diào)成分→澆注；采用獨(dú)特的合金化學(xué)成分配比以及添加微量元素；合理的工藝參數(shù)。本方明的有益效果：①解決了工業(yè)生產(chǎn)的工藝設(shè)計即選擇合適的冶煉方法、保證了化學(xué)成分和成品錠的良好熱加工性，據(jù)此管坯合金CN617具有很好的性能和廣泛的用途；②在此之前CN617合金只是實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段，無工業(yè)試制，現(xiàn)在小規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)工藝已成功試制，已具備批量生產(chǎn)的能力。
【IPC分類】C22C1-02, C22B9-04, C22C19-05
【公開號】CN104532027
【申請?zhí)枴緾N201410742232
【發(fā)明人】張鵬, 張玉春, 王志剛, 李愛民, 楊玉軍, 楊曉利, 李寧, 田水仙, 王洋洋, 劉猛, 王樹財, 王艾竹, 朱洪濤, 劉正東, 包漢生, 陳璐珂, 于杰, 閆森
【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