[发明专利]一种超超临界火电机组用管坯合金CN617生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于镍基高温合金材料领域，涉及一种超超临界火电机组用管坯合金CN617生产工艺。

背景技术

目前，燃煤发电在我国主要能源发电量中近80%，必须把发电装机容量结构逐步向新能源和清洁能源调整。700℃超超临界燃煤发电技术的供电效率将提高至50%，每千瓦时煤耗可再降低近70克，二氧化碳排放减少14%，是洁净燃煤发电技术的发展道路。2010年，我国成立了国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟，启动了“PCR700”计划。700℃超超临界燃煤机组的很多关键部件需用镍基高温合金材料，为此，联盟成员单位开展了700℃使用的高压锅炉管材料的研制工作，在前期筛选材料过程中，联盟技术委员会材料组确定了在欧盟推荐的617合金基础上改进材料成分和性能。CN617合金研制难度在于工业生产的工艺设计（选择合适的冶炼方法），要保证成分和成品锭的可热加工性；相关文献介绍了617合金的成分范围和性能参数，参数的范围较宽泛无法具体到实际生产中；国外相关文献对617合金提出的冶炼方法很多，包括真空感应冶炼，或真空感应冶炼加电渣重熔，无论何种冶炼工艺由于成分的配比不合适和工艺参数设计不合理都会给成品锭的热加工带来不利的影响。

发明内容

本发明公开一种超超临界火电机组用管坯合金CN617生产工艺，目的是通过采用真空感应冶炼及合理的成分的配比和工艺参数设计，实现工业试制，达到热加工使用条件。

 管坯合金CN617生产总工艺流程：

 原材料准备→真空感应炉冶炼→化学分析→金属电极扒皮平头→真空自耗炉重熔→化学分析→合金锭扒皮→合金锭扩散退火→表面检查→交付。

 为实现上述目的，对真空感应炉冶炼制定以下技术方案：

 1.工艺流程:配料→备料→抽空→装料→给电→装料→全熔→搅拌→静置→调成分→浇注（见图1）；

工艺简化为如下四个步骤（图2包括2-4步）：

⑴配料及备料；

⑵抽真空、装料、给电、全熔，以上步骤为连续工序，为化料的过程；

⑶精炼期过程：搅拌、静置、调成分；

⑷浇注电极。

 2.具体工艺措施

①合金CN617化学成分应符合表1规定

                          表1                       %

    合金Ni-Cr19-Co12-Mo9成品化学成分应符合表2规定；

                          表2                       %

 ②根据合金成分控制要求计算冶炼所需要的各种返回钢、合金料的量。选用金属镍、金属钴、金属铬、金属钼、金属铝、金属钛、石墨电极等材料，其中金属镍和金属钴要预先处理掉表面的薄膜；返回料预先熔炼处理，化学成分准确，入炉的原材料保持清洁、无油污；

 ③抽真空，保证真空度≤10Pa；分批装料入炉，装入第一批料后给电化料；

 ④装料顺序要按照先纯金属后返回料，并且含Nb金属及返回料不与电极同时加入；

 ⑤电力系统启动利用炉体的感应圈进行加热，使原材料受热并开始熔化；

 ⑥全熔后搅拌10min～15min，静置12min～20min，测温，取样Ⅰ分析成分及气体含量；气体含量应符合O:≤20×10^-6，N：（100-200）×10^-6，如果超出规定，需要加热温度在1500℃～1520℃，进行感应搅拌，搅拌10min，静止5min，周期需根据气体分析结果而定；

 ⑦精炼期真空度控制在1Pa～5Pa，并且不少于90min，测温T2，调整成分C、Mo、Cr、CO，加AL、Ti，搅拌10min，静置；

⑧充氩3000Pa:取样Ⅱ，微调整成分C、AL、Ti，并加入B，搅拌10min，测温T3，取双样，温度达到1460℃～1490℃可出钢；

⑨浇注：温度适中，调整坩埚角度并转动电极模，使浇注漏斗与模相对，控制浇注速度并保证补缩的时间。

   本发明的发明点及有益效果：