[发明专利]一种含铝、钛的镍基合金的冶炼方法

说明书

本发明公开了一种含铝、钛的镍基合金的冶炼方法，该方法采用合金熔化炉或电炉→AOD炉→VOD炉→LF精炼的工艺环节，大幅降低含铝、钛的镍基合金成品中C、Si、S、N的含量，C含量从国标化学成分含量C≤0.10％降低到C≤0.010％，Si含量从国标化学成分含量Si≤1.00％降低到Si≤0.20％，S含量从国标化学成分含量S≤0.015％降低到S≤0.002％，N含量降低到N≤0.010％，显著提高含铝、钛的镍基合金的钢质纯净度，提升含铝、钛的镍基合金的性能，而且，以本发明的冶炼方法生产的含铝、钛的镍基合金熔液为原料，使用宽幅立弯式板坯连铸机进行成品浇铸，可以实现高效稳定的生产，连铸金属收得率高达93～98％，显著提高含铝、钛的镍基合金的成材率和生产效率。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种含铝、钛的镍基合金的冶炼方法。

背景技术

镍基合金，特别是沉淀强化型合金含有较高的铝、钛等合金元素，具有优异的耐热、耐蚀以及良好的综合力学性能等特点，广泛应用于石油化工、能源动力、工业和家用加热元件等领域。

这种含铝、钛的镍基合金，通常采用真空感应炉熔炼，并经真空自耗炉或电渣炉重熔，热加工采用铸造、轧制工艺，其产品质量不稳定、钢质纯净度低、生产成本高、成材率和生产效率低，导致供需矛盾突出，严重地制约着该产品的广泛使用以及工业化生产。

因此，提供一种含铝、钛的镍基合金的新型冶炼方法，大幅提高钢质纯净度、成材率和生产效率，成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种含铝、钛的镍基合金的冶炼方法，所述含铝、钛的镍基合金的冶炼方法包括如下步骤：

(一)原料熔炼

以高碳铬铁、铬镍生铁、镍铁作为所述含铝、钛的镍基合金的原料，根据所述含铝、钛的镍基合金目标产品的国标化学成分含量进行配料，将高碳铬铁、铬镍生铁、镍铁经合金熔化炉或电炉熔化成钢水，其中，所述含铝、钛的镍基合金目标产品的国标化学成分含量按质量百分比为：C≤0.10％、Si≤1.00％、Mn≤1.50％、P≤0.045％、S≤0.015％、Cr：19.0～23.0％、Ni：30.0～35.0％、Al：0.15～0.60％、Ti：0.15～0.60％，其余为Fe和不可避免的杂质；

(二)AOD炉冶炼

将钢水兑入AOD炉进行冶炼，AOD炉吹氧脱碳过程加入镍铁、镍板、高碳铬铁进行合金化，脱碳结束加入硅铁还原12～15min，还原结束后出钢，AOD炉出钢后进行扒渣操作，将钢包内钢渣去除，AOD炉出钢后的钢水化学成分含量按质量百分比控制为：C：0.50～0.60％、Si≤0.20％、Mn≤1.50％、P≤0.045％、S≤0.010％、Cr：19.0～23.0％、Ni：30.0～35.0％、N≤0.010％，其余为Fe和不可避免的杂质；

(三)VOD炉冶炼

钢包扒渣后吊运至VOD炉进行冶炼，VOD炉抽真空后进行吹氧脱碳，真空度控制为50～70mbar，吹氧量按照氧气利用率60～70％计算，供氧强度控制为23～25m³/h/t，氧枪枪位控制为1200～1250mm，钢包底吹氩气供气强度控制为6～8Nl/min/t，吹氧脱碳结束后进入沸腾脱碳阶段，真空度控制为≤2mbar，钢包底吹氩气供气强度控制为8～10Nl/min/t，沸腾脱碳时间控制为30～35min，沸腾脱碳结束后进入还原阶段，真空度控制为≤2mbar，钢包底吹氩气供气强度控制为8～10Nl/min/t，还原剂加入量控制为：铝丸18～20kg/t、石灰22～25kg/t、萤石6～8kg/t，还原时间控制为30～35min，VOD炉还原后的钢水化学成分含量按质量百分比控制为：C≤0.010％、Si≤0.20％、Mn≤1.50％、P≤0.045％、S≤0.002％、Cr：19.0～23.0％、Ni：30.0～35.0％、Al：0.15～0.60％、N≤0.010％，其余为Fe和不可避免的杂质；