CN113770316B - 一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法 - Google Patents
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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
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:
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
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 (1)
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℃;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℃;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。
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