CN103290229B - X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法 - Google Patents
X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法,目的在于解决采用返回法加电渣重熔冶炼制备叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1时,返回料中Si含量过高,导致产品中Si含量不易控制,因而返回料用量较低成本增加,此渣系优化方法可解决这一问题,该方法包括如下步骤:(1)取原料和返回料于非真空感应炉中初炼,将初炼生成的溶液浇注成自耗电极棒;(2)将步骤(1)制备的自耗电极棒进行电渣重熔,电渣重熔采用四元渣系重熔;电渣重熔时,加入Al粉进行脱氧,同时加入0.02-0.3%的Mn粉。本发明中冶炼所采用的返回料可达40%-60%左右,有效提高其利用率,降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及金属冶炼领域,尤其是X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法,该方法能够用于非真空感应炉加电渣重熔生产叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1。
背景技术
合金化基本原理是材料学的核心,材料的组成是材料强韧化矛盾的主要因素。因此,对于材料成分的精确控制,将有利于其机械性能的优化。
叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1的化学组成(重量百分比)如下:C占0.11~0.13%,Mn占0.40~0.50,Si≤0.12,Ni占0.70~0.80,Cr占10.2~10.8,Mo占1.00~1.10,V占0.15~0.25,Nb占0.04~0.06,W占0.95~1.05,N占0.045~0.06,余量为Fe及杂质。采用原料直接制造叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1的成本较高,为了降低成本,人们开始采用返回法加电渣重熔冶炼制备叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1,即采用部分返回料代替原料,生产叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1。返回料为叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1冶炼过程中剩余的部分。由于返回料中Si含量过高,导致其所制备的产品中,Si含量不易控制,因而返回料的用量较低,通常仅为返回料自身的5%~20%左右。低的返回料用量,会导致生产成本升高,如何通过改进生产工艺,提高返回料的用量,成为人们迫切关注的问题。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对采用返回法加电渣重熔冶炼制备叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1时,返回料中Si含量过高,导致产品中Si含量不易控制,因而返回料用量较低的问题,提供一种X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法,本发明能够有效解决高Si返回料用量的问题,本发明中冶炼所采用的返回料可达返回料自身重量的40%-60%左右,有效提高其利用率,降低生产成本。同时,通过分析检测,本发明对叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1中Si含量及残Al的控制有较大改善,能够有效节约大量的冶炼成本,提高企业的生产效益,具有显著的经济价值和社会价值。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法,包括如下步骤:
(1)取原料和返回料于非真空感应炉中初炼,将初炼生成的溶液浇注成自耗电极棒;
(2)将步骤(1)制备的自耗电极棒进行电渣重熔,电渣重熔采用四元渣系重熔;电渣重熔时,加入Al粉进行脱氧,同时加入0.02-0.3%的Mn粉。
所述步骤(2)中,电渣重熔采用Ca2F、Al2O3、CaO、MgO四元渣系重熔。
所述步骤(2)中,电渣重熔采用Ca2F、Al2O3、CaO、MgO四元渣系重熔,Ca2F、Al2O3、CaO、MgO的重量份数比为50-70:20-30:8-12:3-8。
所述步骤(2)中,电渣重熔采用Ca2F、Al2O3、CaO、MgO四元渣系重熔,Ca2F、Al2O3、CaO、MgO的重量份数比为60:25:10:5。
所述步骤(2)中,将步骤(1)制备的自耗电极棒进行电渣重熔,电渣重熔采用四元渣系重熔;电渣重熔时,加入Al粉进行脱氧,同时加入0.05-0.10%的 Mn粉。
所述步骤(2)中,加入Al粉的质量为0.05%-0.50%。
所述步骤(2)中,加入Al粉的质量为0.10%-0.20%。
采用返回法加电渣重熔冶炼制备叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1时,返回料是叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1在冶炼过程中所产生的,其中Si含量过高,导致返回料用量较低。针对该问题,本发明提供一种X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法,该方法包括如下两个步骤。
首先是制备自耗电极棒:取原料和返回料于非真空感应炉中初炼,将初炼生成的溶液浇注成自耗电极棒。采用本发明的方法,能够采用质量分数比为40%~60%的返回料。
其次是电渣重熔:将制备的自耗电极棒进行电渣重熔,电渣重熔采用四元渣系重熔;电渣重熔时,加入Al粉进行脱氧,同时加入0.02-0.3%的Mn粉。本发明中,为了提高脱氧,采用Al粉进行脱氧;同时,为了防止加入的Al粉将渣中Si置换出来,导致制备的成品中Si含量偏出上限,向其中加入0.02-0.3%的 金属Mn粉,从而形成XMnO-YAl2O3复合渣系,以降低渣的熔点,减小Al置换渣中Si的倾向。
本发明中,电渣重熔采用Ca2F、Al2O3、CaO、MgO四元渣系重熔。作为优选,Ca2F、Al2O3、CaO、MgO的重量份数比为50-70:20-30:8-12:3-8;更进一步,Ca2F、Al2O3、CaO、MgO的重量份数比为60:25:10:5。申请人分别对不同重量份数比的四元渣系及金属Mn粉的含量进行实验,实验结果表明,本发明能够较精准的对叶片钢中Si含量及残Al的成分进行控制, 技术方案切实可行。
采用本发明的X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法所制备的叶片钢材料,送经分析中心检测。检测结果表明:本发明对叶片钢中Si含量及残Al的控制有较大改善。同时,本发明能够提高返回料的用量,节约大量冶炼成本,有效提高企业的生产效益。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1是非真空感应炉中各组分的添加图。
图2是钢包中各组分的添加图。
图3是自耗电极棒的成分图。
图4是图4为本发明所制备叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1的规格及目标成分图。
图5是检测结果图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
取50%~80%叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1返回料及其他所需原料于非真空感应炉中初炼,在初炼过程中, 调节Si、Mn及残Al元素的含量,并控制杂质元素的含量尽量低,将初炼生成的溶液浇注成自耗电极棒。自耗电极棒的成分如图3所示。图3中,Mn、Si、Al的含量分别为质量百分比。以Mn含量为0.43为例,其是指自耗电极棒中,Mn的质量为自耗电极棒质量的0.43%,其他类似。
将自耗电极棒于电渣炉中进行电渣重熔,电渣重熔采用Ca2F、Al2O3、CaO、MgO四元渣系重熔,电渣重熔时,加入Al粉进行脱氧,同时加入Mn粉。其中,四元渣系中,Ca2F、Al2O3、CaO、MgO的重量份数比为60:25:10:5。
图4为本发明所制备叶片钢X12CrMoWVNbN10-1-1的规格及目标成分,各组分的含量均为质量百分比。
本实施例中,非真空感应炉制备的自耗电极棒的锭型为φ240,计划装入量为3300kg,实际装入量为3296.7kg,各组分的添加量如图1所示。同时,脱氧剂Al粉的添加量为5~10kg,钢包中添加的各组分如图2所示。
将实施例1所制备的叶片钢送分析中心检测,检测结果如图5所示。图5中,Mn、Si、Al的含量分别为质量百分比。检测结果表明:本发明对叶片钢中Si含量及残Al的控制有较大改善。由于采用了占返回料自身重量40%-60%的返回料,使返回料的利用率得到极大提高,从而能够节约大量冶炼成本,对于提高企业的生产效益具有显著意义。
从实施例1中也可以看出,采用本发明,能够较精准的对叶片钢中Si含量及残Al的成分进行控制,从而达到用户要求。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (4)
1.X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)取原料和返回料于非真空感应炉中初炼,将初炼生成的溶液浇注成自耗电极棒;
(2)将步骤(1)制备的自耗电极棒进行电渣重熔,电渣重熔采用四元渣系重熔;电渣重熔时,加入Al粉进行脱氧,同时加入0.02-0.3%的Mn粉;
所述步骤(2)中,电渣重熔采用CaF2、Al2O3、CaO、MgO四元渣系重熔,CaF2、Al2O3、CaO、MgO的重量份数比为50-70:20-30:8-12:3-8;
所述步骤(2)中,加入Al粉的质量为0.05%-0.50%;
冶炼所采用的返回料可达到返回料自身重量的40%-60%。
2.根据权利要求1所述的X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法,其特征在于,所述步骤(2)中,电渣重熔采用CaF2、Al2O3、CaO、MgO四元渣系重熔,CaF2、Al2O3、CaO、MgO的重量份数比为60:25:10:5。
3.根据权利要求1所述的X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法,其特征在于,所述步骤(2)中,将步骤(1)制备的自耗电极棒进行电渣重熔,电渣重熔采用四元渣系重熔;电渣重熔时,加入Al粉进行脱氧,同时加入0.05-0.10%的 Mn粉。
4.根据权利要求1所述的X12CrMoWVNbN10-1-1电渣重熔渣系优化方法,其特征在于,所述步骤(2)中,加入Al粉的质量为0.10%-0.20%。
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