CN104232916B - Gh901合金的电渣重熔工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种GH901合金的电渣重熔工艺，电极锭熔炼；电极锭准备；渣料准备，电渣重熔使用前将渣料在箱式炉中加热至500~1000℃进行烘烤，烘烤完成后，按所使用渣料总重量的0.4~0.6%添加金属钛；电渣重熔，控制电极锭熔化速度为0.013Dkg/min，熔速波动控制在±0.5kg/min以内，在电渣重熔引弧期结束后，在熔炼期按(0.078D~0.195D)g/15min的量加入金属纯钛颗粒；随着电渣重熔的进行每隔15min，金属纯钛颗粒的加入量递减10~20g；取样检测，控制该合金在电渣重熔过程中的烧损量，进一步减小该合金电渣锭引弧端和收弧端Ti含量的差异，获得Ti含量均匀的GH901合金电渣锭。

Description

GH901合金的电渣重熔工艺
技术领域
本发明涉及一种GH901合金的电渣重熔工艺。
背景技术
电渣重熔是一种边熔化边凝固的熔炼工艺，经过电渣重熔过的合金具有良好的结晶组织，能够有效的提高了合金的热加工塑性；同时，电渣重熔能够有效的去除合金中的非金属夹杂和降低合金中P、S等杂质元素含量，提升合金的综合力学性能。所以，电渣重熔是GH901合金重熔采用最多的熔炼工艺之一。
但由于GH901合金中Ti的含量较高、且范围较小（GBT14992标准规定，Ti质量分数为2.8~3.1%），电渣重熔时不易控制。往往因电渣重熔使用的渣料中的不稳定氧化物或电渣过程反应产生的不稳定氧化物对GH901合金中Ti的烧损，导致Ti含量低于标准下限；或者出现GH901合金电渣锭引弧端与收弧端Ti含量差异达到0.2%左右，由于Ti是GH901合金的主要时效强化元素，这种差异往往导致该合金最终成品力学性能不均匀，降低合金使用性能。
目前，致力于该合金电渣重熔过程Ti含量控制的研究人员，主要是通过在电渣重熔过程中添加Al粉或TiO2粉来控制GH901合金中Ti含量的烧损，在一定程度上降低了该合金中Ti的烧损，同时减小该合金电渣锭引弧端与收弧端的差值至0.1%左右。但往往Al粉的添加将使该合金中的Al含量超过标准规定的上限，导致材料不合格。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种GH901合金的电渣重熔工艺，控制该合金在电渣重熔过程中的烧损量，进一步减小该合金电渣锭引弧端和收弧端Ti含量的差异，获得Ti含量均匀的GH901合金电渣锭。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种GH901合金的电渣重熔工艺，包括以下工艺步骤：
S1:电极锭熔炼，采用真空感应熔炼制备电渣重熔用电极锭，在真空熔炼的精炼期后，按重量计算加入3.2%的金属钛，经搅拌均匀后取样检测Ti含量并微调，控制钢液中Ti含量为3.1~3.2%；
S2：电极锭准备，对脱模后的电极锭进行修磨，修磨完成后，与假电极焊接，并将电极锭引弧端用箱式电炉进行烘烤；
S3：渣料准备，电渣重熔使用前将渣料在箱式炉中加热至500~1000℃进行烘烤，烘烤完成后，按所使用渣料总重量的0.4~0.6%添加金属钛；
S4：电渣重熔，通过调整熔炼电压、电流，控制电极锭熔化速度为0.013Dkg/min，熔速波动控制在±0.5kg/min以内，在电渣重熔引弧期结束后，在熔炼期按(0.078D~0.195D)g/15min的量加入金属纯钛颗粒；随着电渣重熔的进行每隔15min，金属纯钛颗粒的加入量递减10~20g，其中D为结晶器直径，单位为mm；
S5：取样检测，电渣重熔完成，待电渣锭脱锭并冷却后，在距离电渣锭引弧端和收弧端70mm处取样，进行湿法分析各处的Ti含量。
为了降低表面氧化物和其他杂志在电渣重熔过程中对合金中Ti元素的烧损，作为优选地，步骤S2中，修磨包括去除电极锭表面氧化、折叠、夹渣。
为了去除电极锭引弧端的水汽，减少水汽在引弧时分解产生的氧烧损合金中的Ti元素，作为优选地，步骤S2中，烘烤温度为300~500℃。
作为优选地，步骤S3中，渣料包括如下成分以及重量百分比：50~55%CaF2+18~22%CaO+3~5%MgO+18~22%Al2O3+4~6%TiO2。
本发明的优点和有益效果在于：通过在渣料烘干结束后添加金属钛以及在熔炼期逐步递减式加入金属纯钛，控制该合金在电渣重熔过程中的烧损量，进一步减小该合金电渣锭引弧端和收弧端Ti含量的差异，获得Ti含量均匀的GH901合金电渣锭。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种GH901合金的电渣重熔工艺，包括以下工艺步骤：
电极锭熔炼：采用1.5t的真空感应熔炼炉熔炼电渣重熔用电极锭，在真空熔炼的精炼期后，按钢液总重量的3.2%加入金属钛，经搅拌均匀后取样，用直读光谱检测钢液中的Ti含量并微调，控制钢液中Ti含量为3.1~3.2%，成分合格后，浇注。
电极锭准备：真空熔炼浇注的电极锭脱模后，修磨去除电极锭表面氧化、折叠、夹渣等缺陷，降低表面氧化物和其他杂质在电渣重熔过程中对合金中Ti元素的烧损；修磨完成后，与假电极焊接，并将电极锭引弧端用箱式电炉加热至300~500℃进行烘烤，去除电极锭引弧端的水汽，减少水汽在引弧时分解产生的氧烧损合金中的Ti元素。
渣料准备：以1.5t电极锭为例，称取80kg本发明所述渣料，渣料使用前在箱式炉中加热至500~1000℃进行烘烤，去除渣料中的水汽，减少水汽在引弧时分解产生的氧烧损合金中的Ti元素，烘烤完成后，按比例加入320~480g金属纯钛颗粒，用以弥补引弧过程电极锭中Ti的烧损。
电渣重熔：以1.5t电渣重熔设备为例，通过调整电渣重熔的电压、电流等参数，结合电渣重熔用1.5t结晶器尺寸，控制电极锭熔化速度为6.0kg/min，熔速波动小于±0.5kg/min；在熔炼期按(40~100)g/15min的量加入金属纯钛颗粒；随着电渣重熔的进行每隔15min，金属纯钛颗粒的加入量递减10~20g，用以弥补熔炼期电极锭中Ti的烧损。
取样检测：电渣重熔完成，待电渣锭脱锭并冷却后，在距离电渣锭引弧端和收弧端70mm处取样，进行湿法分析各处的Ti含量。实测成分如表1所示。
表1新电渣重熔工艺熔炼GH901合金电渣锭中Ti含量实测值
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种GH901合金的电渣重熔工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
S1:电极锭熔炼，采用真空感应熔炼制备电渣重熔用电极锭，在真空熔炼的精炼期后，按重量计算加入3.2%的金属钛，经搅拌均匀后取样检测Ti含量并微调，控制钢液中Ti含量为3.1~3.2%；
S2：电极锭准备，对脱模后的电极锭进行修磨，修磨完成后，与假电极焊接，并将电极锭引弧端用箱式电炉进行烘烤；
S3：渣料准备，电渣重熔使用前将渣料在箱式炉中加热至500~1000℃进行烘烤，烘烤完成后，按所使用渣料总重量的0.4~0.6%添加金属钛；
S4：电渣重熔，通过调整熔炼电压、电流，控制电极锭熔化速度为0.013Dkg/min，熔速波动控制在±0.5kg/min以内，在电渣重熔引弧期结束后，在熔炼期按(0.078D~0.195D)g/15min的量加入金属纯钛颗粒；随着电渣重熔的进行每隔15min，金属纯钛颗粒的加入量递减10~20g，其中D为结晶器直径，单位为mm；
S5：取样检测，电渣重熔完成，待电渣锭脱锭并冷却后，在距离电渣锭引弧端和收弧端70mm处取样，进行湿法分析各处的Ti含量。
2.如权利要求1所述的GH901合金的电渣重熔工艺，其特征在于：步骤S2中，修磨包括去除电极锭表面氧化、折叠、夹渣。
3.如权利要求2所述的GH901合金的电渣重熔工艺，其特征在于：步骤S2中，烘烤温度为300~500℃。
4.如权利要求1所述的GH901合金的电渣重熔工艺，其特征在于：步骤S3中，渣料包括如下成分以及重量百分比：50~55%CaF2+18~22%CaO+3~5%MgO+18~22%Al2O3+4~6%TiO2。
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