[发明专利]耐高温抗蠕变铸钢件的制造方法

说明书

【技术领域】

本发明属于铸造技术领域，具体的为一种耐高温抗蠕变铸钢件的制造方法。

【背景技术】

抗蠕变铸钢是目前在国际上被广泛应用于超临界和超超临界汽轮机上的一种特殊钢材，欧洲研制成功了GX-12CrMoWVNbN1011抗蠕变铸钢材料，该材料在100Mpa和600℃条件下具有100000小时的蠕变强度。由于该材料化学成份复杂，其规格范围又非常窄，技术要求非常高，生产难度很大，因此，中国国内在使用此类材料时全部依靠进口。

国内企业也尝试进行此类材料的生产，其中在生产钢水时都需要经过LF炉进行真空冶炼，或是进行AOD氩氧混吹冶炼，再经过VD真空处理；其结果是，在真空冶炼设备上投资多(一般需要500万元以上)，占用的生产场地大，生产的流程长，操作过程复杂，能耗高，生产的铸件因气孔、裂纹等缺陷而报废。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种在企业还没有真空冶炼设备的情况下，利用现有生产条件稳定生产耐高温抗蠕变铸钢件的制造方法，以冶炼出符合欧洲技术标准的钢水，生产出超临界和超超临界汽轮机所用的铸钢件。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种耐高温抗蠕变铸钢件的制造方法，采用碱性电弧炉进行冶炼，钢包保温炉采用吹氩的方式进行精炼，氩气保护浇注，生产耐高温抗蠕变的铸钢件，其具体步骤为：

(1)采用碱性电弧炉进行冶炼

①精选炉料：炉料需经过精选，应无杂质、无铁锈且低硫磷，铁合金经烘烤后使用；

②熔化期去磷：炉底铺石灰1.5～2.5％，在炉内形成熔池时吹氧助熔，吹氧压力在0.4～0.6MPa，耗氧量8～10m³/t，提前造渣，流渣操作；

③氧化期脱碳：氧化温度≥1580℃，吹氧压力0.8～1.2MPa，脱碳量≥0.30％；

④还原渣保持时间≥30分钟，炉渣转为白渣，氧化铁(FeO)≤0.50％；

⑤增强脱氧余力，保持钢水中的残余铝在0.01％～0.02％；

(2)电炉冶炼后进钢包保温炉进行吹氩精炼

①吹氩精炼的温度：1600±10℃；

②吹氩的压力：0.10～0.30MPa；

③吹氩的时间：45～60分钟；

④氩气含Ar≥99.99％；

⑤调整钢水化学成分；

(3)抗蠕变铸钢件的浇注温度和浇注速度

经过钢包保温炉精炼，化学成分全部合格后，开始浇注；

①浇注温度：1560℃～1580℃；

②浇注速度：25～120kg/s。

本发明耐高温抗蠕变铸钢件的制造方法的积极效果是：

(1)实现了在没有真空冶炼设备的情况下，利用现有生产条件生产耐高温抗蠕变铸钢件；

(2)优化了经典的炼钢工艺：使用现有的普通碱性电弧炉辅之钢包保温炉吹氩精炼，经炉料预处理、强氧化脱磷、深还原脱氧控制还原渣、钢包吹氩、实现抗蠕变铸钢件的生产；

(3)不需要真空冶炼设备，减少了设备投资，没多占用生产场地，操作过程相对简单，能耗较少，能生产出符合欧洲标准的新型抗蠕变铸钢件；

(4)实现了百万千瓦超超临界汽轮机和大型燃汽轮机抗蠕变铸钢件的国产化生产，降低了生产成本，为企业节约了大量外汇。

【具体实施方式】

以下具体说明本发明耐高温抗蠕变铸钢件的制造方法。

一种抗蠕变铸钢件的制造方法，采用碱性电弧炉进行冶炼，钢包保温炉采用吹氩的方式进行精炼，生产抗蠕变的铸钢件，其具体步骤为：

(1)采用碱性电弧炉进行冶炼

①炉料：炉料需经过精选，应无杂质、无铁锈且低硫磷，铁合金和石灰使用前要经过烘烤，造渣材料要干燥；

②熔化期去磷；炉底铺石灰1.5～2.5％，在炉内形成熔池时吹氧助熔，吹氧压力在0.4～0.6MPa，耗氧量8～10m³/t，提前造渣，流渣操作；

③氧化期脱碳去磷：氧化温度≥1580℃，吹氧压力0.8～1.2MPa，熔池沸腾激烈，自动流渣；并补加渣料，保持炉渣脱磷能力；脱碳速度≥0.06％/min，脱碳量≥0.30％；

④还原直接造电石渣，加电石1.5～2.5kg/T。良好还原渣保持时间≥30分钟，炉渣转为白渣，氧化铁(FeO)≤0.50％；

⑤增强脱氧余力，保持钢水中的残余铝在0.01％～0.02％；

(2)电炉冶炼后进钢包保温炉进行吹氩精炼

①吹氩精炼的温度：1600±10℃；

②吹氩的压力：0.10～0.30MPa；