一種含Ti鎳基高溫合金電渣重熔方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電渣重熔冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種含Ti鎳基高溫合金電渣重熔方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電渣重熔鎳基高溫合金生產(chǎn)的重要工藝，具有脫夾雜物能力強(qiáng)、脫S能力強(qiáng)、改善鑄錠凝固組織等一系列優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于普通級(jí)至高端級(jí)鎳基高溫合金，電渣重熔會(huì)作為第二道或者最終道制造工序。目前廣泛使用的鎳基高溫合金中，均含有一定量的Ti元素。合金中的Ti與Ni相結(jié)合，形成一定量的納米級(jí)Ni3Ti析出物，使合金在高溫條件下具有較高的力學(xué)性能及持久強(qiáng)度。一般情況下，為了使合金中Ni3Ti析出物穩(wěn)定，會(huì)同時(shí)添加一定量的Al，形成Ni3 (Al、Ti)析出物。但是，含有一定量Ti元素的鎳基高溫合金在電渣重熔過(guò)程中會(huì)遇到Ti燒損嚴(yán)重、電渣錠頭尾Ti含量相差過(guò)大，一般差值大于0.2%，以及電渣錠表面出現(xiàn)凹坑，甚至裂紋等問(wèn)題，從而影響最終產(chǎn)品的使用性能。而對(duì)于含Ti鎳基高溫合金電渣重熔Ti燒損及表面質(zhì)量影響最大的為渣系中的T12含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有含Ti鎳基高溫合金電渣重熔方法的上述不足，本發(fā)明提供一種含Ti鎳基高溫合金電渣重熔方法，用該方法在合金中同時(shí)含有Al條件下，電渣錠頭尾Ti含量差值不大于0.1%，電渣錠表面質(zhì)量顯著改善。
[0004]
本含Ti鎳基高溫合金電渣重熔方法包括下述依次的步驟:
I將含有CaF2 (40%?55%)、A1203 ( 15%?25%)及CaO (15%?25%)普通三元預(yù)熔渣進(jìn)行二次提純，使其中的S12S 0.5%。
[0005]II將提純后的三元預(yù)恪渣進(jìn)行破碎，要求破碎后三元預(yù)恪渣當(dāng)量粒徑< 3mm。
[0006]III將純MgO及T12粉末(當(dāng)量粒徑< 1mm)，加入到三元預(yù)恪渣，均勾混合成五元渣。其中五元渣中MgO重量百分比控制在3%?6%之間，五元渣中T12所占重量百分比需按如下公式計(jì)算(不考慮除五元渣外的其他組分及雜質(zhì)含量):
Ti02%=合金中Ni含量％XM+合金中Ti含量％XN
其中，M為Ni含量修正系數(shù)，取值0.01?0.012 #為11含量修正系數(shù)，取值1.8?
2.2。
[0007]IV五元渣在使用前需經(jīng)過(guò)800 °C?850 °C，4h?6h高溫烘烤，并且使用時(shí)渣溫度不低于100°C。五元渣使用量按照每100Kg自耗電極重量使用30-35Kg計(jì)。
[0008]V準(zhǔn)備適當(dāng)Al粉末(當(dāng)量粒徑彡3mm)，在電渣重熔前均勻混入五元渣中，Al粉末使用量按每100Kg自耗電極使用0.06-0.09Kg計(jì)。
[0009]VI在結(jié)晶器底部首先添加30%?35%重量的輔料，輔料是電渣料以及適當(dāng)同鋼種車(chē)削料，車(chē)削料重量約為1.5-3Kg之間開(kāi)始電渣重熔，剩余電渣料在電渣重熔開(kāi)始后20min內(nèi)逐漸加入。
[0010]進(jìn)一步講，上述的含Ti鎳基高溫合金電渣重熔方法在步驟VI中，電渣重熔過(guò)程采用恪速控制4 Kg/min?6Kg/min，起弧階段可采用大恪速8 Kg/min?10Kg/min，恪速采用時(shí)間< 20min。
[0011]本發(fā)明技術(shù)方案主要優(yōu)點(diǎn)
I)不同鋼種的化學(xué)成分及物理特性不同，可以根據(jù)如上技術(shù)方案對(duì)渣系進(jìn)行調(diào)配，使化學(xué)成分控制準(zhǔn)確。
[0012]2) Al粉末的加入可以在電渣重熔初期對(duì)電渣進(jìn)行脫氧，使其氣體含量降低，同時(shí)也避免了自耗電極中Ti的大量燒損，使電渣錠頭尾Ti含量趨于一致。
[0013]3)電渣重熔初始階段采用大熔速，可以使渣料熔化均勻，改善電渣錠表面質(zhì)量。
[0014]采用如上技術(shù)方案，電渣錠頭尾Ti含量差值< 0.1%，電渣錠表面質(zhì)量顯著改善。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，以便對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)特征有進(jìn)一步的了解。但下述是實(shí)施例并不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0016]實(shí)施例一
采用100Kg電渣重熔爐冶煉Inconel740H合金，自耗電極重量為lOOOKg。合金中含有(質(zhì)量百分比)N1-48%、Cr-25%、Co-20%、Α1_1.4%、Ti_l.4% 元素。
[0017]本實(shí)施例采取下述位次的步驟:
I將含有CaF2 (40%?55%)、A1203 ( 15%?25%)及CaO (15%?25%)普通三元預(yù)熔渣進(jìn)行一■次提純，提純后其中的Si02為0.33% ；
II將提純后的三元預(yù)恪渣進(jìn)行破碎，要求破碎后三元預(yù)恪渣當(dāng)量粒徑為2mm ；
III將純MgO及T12粉末，當(dāng)量粒徑0.5mm，加入到三元預(yù)恪渣，均勾混合成五元渣。
[0018]T12在五元渣系中所占重量百分比為:48%X0.01+1.4%X2.0=3.28%，取值3.3%。最終所調(diào)配的五元渣系各組分比例為:CaF2:Al 203:Ca0:MgO:Ti02=51:21:20.2:4.5:3.3。
[0019]IV五元渣在使用前需經(jīng)過(guò)800°C，6h高溫烘烤，并且使用時(shí)渣溫度120°C，使用五元渣量為33Kg。
[0020]V準(zhǔn)備適當(dāng)Al粉末(當(dāng)量粒徑2mm)，在電渣重熔前均勻混入五元渣中，本次Al粉末使用量為0.065Kgo
[0021]VI電渣重熔前，在結(jié)晶器底部首先添加1Kg (五元渣+混合Al粉)以及1.SKg同鋼種車(chē)削料，開(kāi)始電渣重熔，剩余(五元渣+混合Al粉)在電渣重熔開(kāi)始后ISmin內(nèi)逐漸加入。電渣重熔過(guò)程采用熔速控制(4.5Kg/min)，起弧階段采用大熔速(8Kg/min)，熔速采用時(shí)間19min。
[0022]電渣重熔后所得IncOnel740H電渣錠表面質(zhì)量光滑。在電渣錠頭尾進(jìn)行取樣，分析Ti元素，頭部Ti=L 36%，尾部Ti=L 31%，差值0.05%，滿足要求。
[0023]實(shí)施例二:
采用100Kg電渣重熔爐冶煉617B合金，自耗電極重量為lOOOKg。合金中含有Ni_55%、Cr-22%、Co-12%、Μο-9%, Α1_1.2%、T1-0.5% 元素。
[0024]本實(shí)施例采取下述位次的步驟: I將含有CaF2 (40%?55%)、A1203 ( 15%?25%)及CaO (15%?25%)普通三元預(yù)熔渣進(jìn)行二次提純，提純后其中的Si02為0.35% ;
II將提純后的三元預(yù)恪渣進(jìn)行破碎，要求破碎后三元預(yù)恪渣當(dāng)量粒徑為1.5mm ；
III將純MgO及T12粉末，當(dāng)量粒徑0.6mm，加入到三元預(yù)恪渣，均勾混合成五元渣。
[0025]T12在五元渣系中所占重量百分比為:55%X0.01+0.5%X2.2=1.65%，取值1.7%。最終所調(diào)配的五元渣系各組分比例為:CaF2:Al 203:Ca0:MgO:Ti02=49:22.2:22:5.1:1.7。
[0026]IV五元渣在使用前需經(jīng)過(guò)820°C，6h高溫烘烤，并且使用時(shí)渣溫度110°C，使用五元渣量為31Kg。
[0027]V準(zhǔn)備適當(dāng)Al粉末(當(dāng)量粒徑2_)，在電渣重熔前均勻混入五元渣中，本次Al粉末使用量為0.075Kgo
[0028]VI電渣重熔前，在結(jié)晶器底部首先添加1Kg (五元渣+混合Al粉)以及2.3Kg同鋼種車(chē)削料，開(kāi)始電渣重熔，剩余(五元渣+混合Al粉)在電渣重熔開(kāi)始后15min內(nèi)逐漸加入。電渣重熔過(guò)程采用熔速控制(4.8Kg/min)，起弧階段采用大熔速(9Kg/min)，大熔速采用時(shí)間17min。
[0029]電渣重熔后所得電渣重熔后所得617B電渣錠表面質(zhì)量光滑。在電渣錠頭尾進(jìn)行取樣，分析Ti元素，頭部Ti=0.49%，尾部Ti=0.47%，差值0.02%，滿足要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含Ti鎳基高溫合金電渣重熔方法，它包括下述依次的步驟: I將含有CaF2、Al203及CaO的三元預(yù)熔渣進(jìn)行二次提純，使其中的S12S 0.5% ； II將提純后的三元預(yù)恪渣進(jìn)行破碎，要求破碎后三元預(yù)恪渣當(dāng)量粒徑< 3mm ； III將純MgO及T12粉末加入到三元預(yù)熔渣，均勻混合成五元渣；其中五元渣中MgO重量百分比控制在3%?6%之間，五元渣中T12所占重量百分比需按如下公式計(jì)算: Ti02%=合金中Ni含量％XM+合金中Ti含量％XN 其中，M為Ni含量修正系數(shù)，取值0.01?0.012 #為11含量修正系數(shù)，取值1.8?2.2 ； IV五元渣在使用前經(jīng)過(guò)800°C?850°C，4h?6h高溫烘烤，并且使用時(shí)渣溫度不低于100°C，五元渣使用量按照每100Kg自耗電極重量使用30-35Kg計(jì)； V準(zhǔn)備Al粉末，在電渣重熔前均勻混入五元渣中，Al粉末使用量按每100Kg自耗電極使用0.06-0.09Kg計(jì)； VI在結(jié)晶器底部首先添加30%?35%重量的輔料，輔料是電渣料以及同鋼種車(chē)削料，車(chē)削料重量為1.5-3Kg之間開(kāi)始電渣重熔，剩余電渣料在電渣重熔開(kāi)始后20min內(nèi)逐漸加入。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含Ti鎳基高溫合金電渣重熔方法，其特征是:在步驟VI中，電渣重恪過(guò)程采用恪速控制4 Kg/min?6Kg/min，起弧階段可采用大恪速8 Kg/min?10Kg/min，恪速采用時(shí)間< 20min。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種含Ti鎳基高溫合金電渣重熔方法，它包括：<b>Ⅰ.</b>將含有CaF2、Al2O3及CaO的三元預(yù)熔渣二次提純；<b>Ⅱ.</b>將提純后的三元預(yù)熔渣進(jìn)行破碎；<b>Ⅲ.</b>將MgO及TiO2粉末加入到三元預(yù)熔渣成五元渣。<b>Ⅳ.</b>五元渣在使用前需經(jīng)過(guò)800℃～850℃，4h～6h高溫烘烤，五元渣使用量按照每1000Kg自耗電極重量使用30-35Kg計(jì)；<b>Ⅴ.</b>電渣重熔前將Al粉末混入五元渣中，Al粉末按每1000Kg自耗電極使用0.06-0.09Kg計(jì)；<b>Ⅵ.</b>在結(jié)晶器底部先加30%～35%重量的輔料，輔料是電渣料以及同鋼種車(chē)削料，車(chē)削料重量1.5-3Kg之間，開(kāi)始電渣重熔，剩余電渣料在電渣重熔開(kāi)始后20min內(nèi)逐漸加入。本發(fā)明的方法電渣錠頭尾Ti含量差值不大于0.1%，改善電渣錠表面質(zhì)量。
【IPC分類(lèi)】C22B9/18, C22C19/03
【公開(kāi)號(hào)】CN105039733
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510521771
【發(fā)明人】曾莉, 王巖, 徐芳泓, 李陽(yáng), 李莎
【申請(qǐng)人】太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月24日