CN113770316A - 一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法 - Google Patents

一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铁素体耐热钢的冶炼、浇注、锻造领域。一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法，采用电炉冶炼＋LF炉精炼＋VD处理+模铸+锻造进行生产，在模铸时，钢包到铸台的温度控制在高于液相线70‑80℃，浇注时采用氩封保护，要求模具温度80‑100℃，采用低碳保护渣浇注，钢包吊挂到模具中心，距模具底150‑200mm，浇筑过程，模具中加入高热值发热剂，使发热温度大于1500℃。从而提升钢液的补缩能力，减小铸锭心部的裂纹，有利于后步锻造加工过程中减少裂纹。

Description

一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法
技术领域
本发明涉及铁素体耐热钢的冶炼、浇注、锻造领域。
背景技术
铁素体耐热钢（高铬钢锻圆）在高温高压条件下服役，成分具有低碳（C:0.07-0.13%）、低铝(Al≤0.015%)、高铬(Cr:8-10%)的特点，具有良好的抗氧化性和热强性，广泛应用于电站锅炉、石油化工等行业。
铁素体耐热钢实物质量的要求非常高，要求锻造后探伤缺陷当量≤φ2mm，目前，按此标准检验，合格率较低，仅为50-60%。
发明内容
铁素体耐热钢的钢液中的夹杂物，凝固后残留在钢锭中，造成钢基体不连续，故要提高探伤合格率，必须净化钢液，降低钢液中的夹杂物的含量；另外本钢种属于亚包晶钢，凝固过程先转变为高温铁素体相，然后组织再转变为奥氏体相，在高温铁素体向奥氏体转变过程中，收缩较大，会造成钢基体撕裂，钢种本身碳低，铬高，故其粘度较高，如温度过低会增加钢液的粘度，补缩能力不够，就会造成钢锭心部裂纹，因而需要提高浇注温度，浇注温度高，钢液流动性好，会提高凝固时的补缩能力；此外，后续的锻造中，需要加大锻造比，并且增加单道次压下量，提升钢锭心部裂纹的焊合能力。
本发明所采用非技术方案是：一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法，采用电炉冶炼＋LF炉精炼＋VD处理+模铸+锻造进行生产，在模铸时，钢包到铸台的温度控制在高于液相线70-80℃，浇注时采用氩封保护，要求模具温度80-100℃，采用低碳保护渣浇注，钢包吊挂到模具中心，距模具底150-200mm，浇筑过程，模具中加入高热值发热剂，使发热温度大于1500℃。从而提升钢液的补缩能力，减小铸锭心部的裂纹，有利于后步锻造加工过程中减少裂纹。
在电炉冶炼中，采用强氧化操作，降低钢中气体和夹杂的含量，出钢前C、P控制目标，按质量百分比含量计，C≤0.05%，P≤0.008%，电炉出钢温度T≥1750℃，出钢严禁下渣，电炉出钢过程中随钢流加入铝脱氧剂，
LF炉精炼过程中，加入硅钙粉扩散脱氧，调整成分完毕后，要求FeO的质量百分比含量FeO＜0.50%，纯还原时间大于25分钟，出钢时温度1665-1685℃。这样可改善脱氧的热力学和动力学条件，实现深脱氧，提高钢的洁净度。
VD处理中，真空度≤67Pa下保持时间20分钟以上，破空后立即定氢，要求[H]≤2.0ppm，出钢前，喂入硅钙线，氩气软搅时间≥20分钟，温度达标后加入覆盖剂≥200Kg出钢。
锻造时采用镦拔锻造，在直接拔长的基础上，增加2倍的钢锭锻压比，保证最小锻压比达到5以上，同时，增加单道次压下量，达到90 mm。进一步保证锻压力穿透至心部，从而增加锻材致密度，提高成品探伤合格率。
本发明的有益效果是：降低了钢中的夹杂含量，提高了钢的纯净度；缩小了钢锭中心裂纹，提高了钢锭的质量；增大压缩比，改善了钢的致密度，消除锻材中心部位裂纹缺陷。提高了锻材探伤合格率。
具体实施方式
一次性冶炼80吨，采用电炉冶炼＋LF炉精炼＋VD脱气工艺冶炼并浇注了三炉，镦拔锻造后，探伤合格率得到了极大的提升，具体内容如下：
电炉冶炼部分：
1、采用强氧化操作，降低钢中气体和夹杂的含量。终点C、P控制目标C≤0.05%，P≤0.008%。电炉出钢温度： T≥1750℃。出钢严禁下渣。
2、在线将造渣料合成渣和合金加入包内，合金要烘烤30分钟以上。
3、电炉出钢过程中随钢流加入部分铝脱氧剂150Kg。
LF炉精炼部分：
1、当温度T≥1560℃时，向炉渣中加入硅钙粉200kg，造还原渣。调整成分完毕后，要求（FeO）＜0.50%，纯还原时间必须大于25分钟。
2、最后一批合金加入后，保持20分钟以上。所有元素成分全部达内控标准，精炼渣流动性良好，钢水温度1665-1685℃即可出钢进入VD。
VD处理部分：
1、VD处理：高真空度（≤67Pa）下保持时间20分钟以上。破空后立即定氢，要求[H]≤2.0ppm。
3、喂入硅钙线200-250m，氩气软搅时间≥20分钟。温度达标后加入覆盖剂≥200Kg出钢。
浇注部分：
1、严禁使用冷模，模温要求80-100℃。冷模烘烤时间大于3小时。浇注前钢锭模充填氩气5分钟。
2、钢水镇静时间15-20分钟开浇。采用氩封保护浇注，氩气流量：90-100m3/h。
3、浇注追求控制目标温度：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
4、采用低碳保护渣浇注，吊挂纯铁保护渣到锭模中心位置，高度距模底150-200mm；帽口注到2/3时轻轻加入高热值发热剂（发热温度大于1500℃），并扒平；发热剂面略高于帽口，以不溢出为好。 帽口加入发热剂后立即加入盖板，保证放平，加入量12.0 kg/支；浇注温度控制在高于液相线70-80℃。
7.5锻造部分
1、对钢锭采用镦拔锻造工艺，先镦粗至原料高度的一半，再进行拔长，实现小吨位锻机生产大规格的产品，总锻压比达到5以上。
2、单道次压下量单边为90mm以上，以增加对心部的作用力，焊合钢锭的心部缺陷。
实物探伤水平
Figure DEST_PATH_IMAGE004
采用以上工艺生产的锻圆，探伤合格率由原来的50-60%提高到95 %左右，提高了成材率，降低了生产成本。

Claims (5)

1.一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法，其特征在于：采用电炉冶炼＋LF炉精炼＋VD处理+模铸+锻造进行生产，在模铸时，钢包到铸台的温度控制在高于液相线70-80℃，浇注时采用氩封保护，要求模具温度80-100℃，采用低碳保护渣浇注，钢包吊挂到模具中心，距模具底150-200mm，浇筑过程，模具中加入高热值发热剂，使发热温度大于1500℃。
2.根据权利要求1所述的一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法，其特征在于：在电炉冶炼中，采用强氧化操作，降低钢中气体和夹杂的含量，出钢前C、P控制目标，按质量百分比含量计，C≤0.05%，P≤0.008%，电炉出钢温度T≥1750℃，出钢严禁下渣，电炉出钢过程中随钢流加入铝脱氧剂。
3.根据权利要求1所述的一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法，其特征在于：LF炉精炼过程中，加入硅钙粉扩散脱氧，调整成分完毕后，要求FeO的质量百分比含量FeO＜0.50%，纯还原时间大于25分钟，出钢时温度1665-1685℃。
4.根据权利要求1所述的一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法，其特征在于：VD处理中，真空度≤67Pa下保持时间20分钟以上，破空后立即定氢，要求[H]≤2.0ppm，出钢前，喂入硅钙线，氩气软搅时间≥20分钟，温度达标后加入覆盖剂≥200Kg出钢。
5.根据权利要求1所述的一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法，其特征在于：锻造时采用镦拔锻造，在直接拔长的基础上，增加2倍的钢锭锻压比，保证最小锻压比达到5以上，同时，增加单道次压下量，达到90 mm。
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