CN118186295A - 一种新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法 - Google Patents
一种新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种新型9Cr‑3W‑3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法。所述冶炼方法是将冶炼原料依次经过电弧炉粗炼、钢包炉熔渣精炼、钢包炉真空精炼、钢包炉成分微调整及终脱氧、和防氧化浇注，得到新型9Cr‑3W‑3Co系马氏体耐热钢；其中，冶炼原料包括生铁和废钢；钢包炉熔渣精炼是将钢水在钢包炉内重新造精炼渣，使用扩散脱氧材料对造精炼渣进行扩散脱氧和合金成分调整；钢包炉真空精炼步骤的真空度≤133Pa；钢包炉成分微调整及终脱氧是微调整钢水的合金成分，加入终脱氧材料进行终脱氧。本发明采用生铁和废钢作为原料，生产成本低，还有效的解决了杂质元素和气体含量难以控制的困难。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法。
背景技术
超超临界火电机组目前广泛使用的电站材料的使用温度≤620℃；因此，研究开展630℃以上等级超超临界火电机组成为下一步火电建设重要目标，一方面可在620℃等级材料的基础上通过优化化学成分和制造工艺来实现，从而降低制造成本，另一方面可以为700℃及以上等级材料的研制奠定技术基础，新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢适用于630～650℃超超临界火电机组，是一种新型材料。
目前，新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的生产主要以单质钢种进行冶炼获得，制造成本较大，产量难以满足生产超超临界火电机组的需要；而采用其他非单质钢种，则容易引入杂质元素，杂质元素的存在会影响由新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢生产的超超临界火电机组的性能，然而控制新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢中杂质元素含量较困难，这极大的阻碍了新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的产量，也难以实现大型化生产。
现有技术中，中国专利CN108642364A公开了超超临界机组马氏体耐热钢及其真空感应炉冶炼工艺，并具体公开了一种超超临界机组马氏体耐热钢的真空感应炉冶炼工艺，包括以下内容：(1)炉料：包含工业纯铁、金属铬、金属锰、金属钼、钒铁、金属钴、铌铁、硼铁、工业纯硅、电极块、氮化铬铁和镍板；冶金过程中加入的合金及辅料及砂箱使用前必须烘烤干燥；(2)布料：坩埚外圈布放长度为750mm工业纯铁棒料，中间底部布放长度为100mm工业纯铁棒料，在下部布放金属钴、镍板，中部布放金属钼和全部电极块，中上部布放铌铁、钒铁、金属铬，上部布放长度为100mm工业纯铁棒料；装料要下紧上松，精心布料，便于自动塌料，防止架桥；(3)熔化期：合炉逐级启动机械泵和罗茨泵，将炉内抽真空至10Pa以下；通水后通电，逐级升功率调整升温，升温速度为600℃/h，控制融化速度，较慢熔化，保证炉料充分预热而不使局部过热，炉料能充分去气而不产生喷溅，钢液面无气泡上浮；炉料全熔后测温1560～1570℃，保温3min，待炉料熔清，取样检测分析，钢液面平静，进入精炼期；(4)精炼期：a、全熔后，开动全部高真空泵进行抽气，控制好钢液的精炼温度1560～1570℃，保持10min后，根据分析结果调整钢液成分至C:0.11～0.13wt％，Cr:9.2～9.5wt％，Mo:1.45～1.58wt％，Co:0.95～1.05wt％，V:0.18～0.21wt％，N i:0.12～0.18wt％，Nb:0.05～0.065wt％，并加入工业纯硅；b、保持10min后停止抽真空，充入氮气至9kPa，再充入氩气至混合气压达12kPa；加入电解锰1.9kg、氮化铬铁0.3kg，保证充分升温并搅拌5min，调整炉内温度至1560～1570℃，再次取样检测分析，根据分析结果调整钢液中除B以外的元素至目标值，即C:0.11～0.13wt％，Si:0.22～0.27wt％，Mn:0.82～0.95wt％，Cr:9.2～9.5wt％，Mo:1.45～1.58wt％，Co:0.95～1.05wt％，V:0.18～0.21wt％，N i:0.12～0.18wt％，Nb:0.05～0.065wt％，N:0.015～0.020wt％；c、出钢前，将砂型送入锭模室，开启机械泵对锭模室抽真空，使锭模室气压保持在8KPa，然后向冶炼室内充氩气至8KPa，与锭模室压力平衡，打开两室隔板，将砂箱送进冶炼室，对准浇口，加入纸包裹的硼铁0.185kg，并充分搅拌2min，立即出钢，出钢温度1560～1570℃；(5)惰性气体保护浇注：钢液浇注温度为1560～1570℃；浇注前，应先将渣浮至炉后，浇注全过程开启罗茨泵，保证冶炼室真空度保持在10KPa，防止砂型发气量过大导致室内压力过大；快速浇注，钢液不能断流；浇注结束后，待铸件凝固30min，推出锭模室，常温下冷却，得到符合要求的超超临界机组马氏体耐热钢钢锭。本发明工艺制备的13Cr9Mo2Co1VNbNB马氏体耐热钢，其O、H、S、P元素含量均很低，同时强度高、冲击韧性好、偏析小、性能稳定，可满足第二代超超临界机组高温部件的工艺参数要求，为超超临界机组制造技术和性能的提升起到了关键性的作用。由于其生产马氏体耐热钢的原料为单质钢种，生产成本较大，且难以满足超超临界火电机组的要求。
中国专利CN114635071A公开了一种马氏体耐热钢的冶炼方法，其包含如下步骤：S1、将原料依次经过电弧炉冶炼、钢包精炼炉精炼、VD真空炉处理和模铸，得到钢锭；S2、将所述钢锭进行锻造，得到自耗电极；S3、将所述自耗电极进行电渣重熔，得到电渣锭；S4、将所述电渣锭在750～780℃下进行退火后，得到所述马氏体耐热钢；步骤S1中所述的原料包括金属Cr、金属Co、金属W、金属Nb、金属Cu和纯Fe。解决了早期G115冶炼方法生产的G115存在焊接热影响区显微缺陷的问题，具备了在630℃超超临界示范工程应用的条件。该冶炼方法同样采用的金属单质或纯度较高的钢种制备马氏体耐热钢，成本较高。
鉴于此，提供一种新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，具有十分重要的意义。
发明内容
本发明提供了一种新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，解决了9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢杂质元素难以控制的技术问题，降低了生产成本。
为了解决以上技术问题，本发明的目的是提供一种新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，包括以下步骤：
将冶炼原料依次经过电弧炉粗炼、钢包炉熔渣精炼、钢包炉真空精炼、钢包炉成分微调整及终脱氧、和防氧化浇注，得到新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢；
其中，所述冶炼原料包括生铁和废钢，所述生铁为普通生铁、优质生铁中的任意一种，所述废钢为普通废钢、优质废钢中的任意一种；当所述冶炼原料满足下述条件一和/或条件二时，所述冶炼原料为普通生铁和普通废钢，否则所述冶炼原料为优质生铁和优质废钢；
条件一：所述冶炼原料的配碳量为0.40～0.70wt％％；
条件二：所述冶炼原料经过电弧炉粗炼后获得的粗炼钢水中，N i元素的重量百分比≤0.40wt％；和/或，Mo元素的重量百分比≤0.20wt％；和/或，As元素的重量百分比≤0.02wt％；和/或，Sn元素的重量百分比≤0.02wt％；和/或，Sb元素的重量百分比≤0.002wt％；
所述钢包炉熔渣精炼的步骤包括：将所述电弧炉粗炼得到的钢水在钢包炉内重新造精炼渣，使用扩散脱氧材料对造精炼渣进行扩散脱氧，同时对造精炼渣进行合金成分调整；
所述合金成分调整的步骤包括：将Mn元素的重量百分比调整为0.30～1.0wt％；和/或，将Cr元素的重量百分比调整为8.0～10.0wt％；和/或，将Co元素的重量百分比调整为2.0～3.0wt％；
所述钢包炉真空精炼步骤的真空度≤133Pa；
所述钢包炉成分微调整及终脱氧的步骤包括：微调整所述钢包炉真空精炼步骤获得钢水的合金成分，加入终脱氧材料进行终脱氧；其中，所述微调整是将合金成分中B元素的重量百分比调整为0.005～0.025wt％；和/或，将合金成分中N元素的重量百分比调整为0.005～0.025wt％；
所述新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的化学组成及重量百分比如下：C0.05～0.15wt％；Mn 0.3～1.0wt％；Cr 8.0～10.0wt％；Co 2.0～3.0wt％；B0.005～0.025wt％；N0.005～0.030wt％；W 2.0～3.0wt％；余量是Fe及杂质；所述杂质为：Mo≤0.20wt％；P≤0.020wt％；S≤0.015wt％；N i≤0.40wt％；Si≤0.50wt％；Cu≤0.10wt％；Al≤0.015wt％；As≤0.02wt％；Sn≤0.02wt％；Sb≤0.002wt％。
在本发明的一个具体实施方式中，所述电弧炉粗炼步骤中，当所述冶炼原料为优质生铁和优质废钢时，采用电弧炉吹氧氧化法进行粗炼。
在本发明的一个具体实施方式中，所述电弧炉粗炼步骤中，钢包的耐火材料为镁碳砖或镁砖；所述钢包炉熔渣精炼步骤、钢包炉真空精炼步骤、钢包炉成分微调整及终脱氧步骤中，钢包的耐火材料为镁碳砖或镁砖。
在本发明的一个具体实施方式中，所述电弧炉粗炼步骤中，电弧炉在进行粗炼之前，所述电弧炉已使用至少一次，且所述电弧炉进行粗炼生产的前一炉使用过低Ni、Mo、Cu钢种进行粗炼，否则需要除尽电弧炉内的残渣或残钢。
在本发明的一个具体实施方式中，所述电弧炉粗炼步骤中，得到的钢水中C元素的重量百分比≤0.04wt％；P元素的重量百分比≤0.003wt％；Ni元素的重量百分比≤0.35wt％；Cu元素的重量百分比≤0.10wt％，Mo元素的重量百分比≤0.20wt％。
在本发明的一个具体实施方式中，所述钢包炉熔渣精炼步骤中，进行精炼的钢包已使用至少一次，且不能将后期包作为钢包使用；所述钢包进行精炼的前一炉不能使用高Ni、Mo、Cu钢种冶炼，否则所述钢包使用前需要清除钢包内的残钢或残渣。
在本发明的一个具体实施方式中，所述扩散脱氧材料为硅钙粉、硅铁粉、铝粉中的至少一种。
在本发明的一个具体实施方式中，所述终脱氧材料为钛铁。
在本发明的一个具体实施方式中，所述杂质还包括H元素，H元素的重量百分比≤1.0ppm。
在本发明的一个具体实施方式中，所述杂质还包括0元素，O元素的重量百分比≤30ppm。
本发明中普通生铁为炼钢用生铁，其化学元素成分为：C≥3.50wt％，S i≤1.25wt％，Mn≤2.00wt％，P≤0.25wt％，S≤0.070wt％，Cu≤0.20wt％，As≤0.035wt％，Sn≤0.015wt％，Sb≤0.006wt％。
本发明中优质生铁为炼钢用优质生铁，其化学元素成分为：C≥3.50wt％，S i≤1.25wt％，Mn≤1.00wt％，P≤0.10wt％，S≤0.050wt％，Cu≤0.10wt％，As≤0.008wt％，Sn≤0.008wt％，Sb≤0.0015wt％。
本发明中普通废钢为碳素废钢，其化学元素成分为：N i≤0.30wt％，Mo≤0.15wt％，Cu≤0.15wt％。
本发明中优质废钢为优质碳素废钢，其化学元素成分为：N i≤0.15wt％，Mo≤0.05wt％，Cu≤0.10wt％，As≤0.010wt％，Sn≤0.005wt％，Sb≤0.003wt％。
本发明的有益效果是：本发明的冶炼方法可以充分的利用电弧炉和精炼炉等常规设备，能够生产9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢，并且提高9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的产量；本发明采用生铁和废钢作为原料，生产成本低，还有效的解决了9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢中存在的杂质元素和气体含量难以控制的困难，冶炼获得的9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢纯净度较高，其杂质元素中H元素重量百分比≤1.0ppm、氧元素重量百分比≤30ppm。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
一种新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，包括以下步骤：
将冶炼原料依次经过电弧炉粗炼、钢包炉熔渣精炼、钢包炉真空精炼、钢包炉成分微调整及终脱氧、和防氧化浇注，得到新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢；
其中，所述冶炼原料包括生铁和废钢，所述生铁为普通生铁、优质生铁中的任意一种，所述废钢为普通废钢、优质废钢中的任意一种；当所述冶炼原料满足下述条件一和/或条件二时，所述冶炼原料为普通生铁和普通废钢，否则所述冶炼原料为优质生铁和优质废钢；
条件一：所述冶炼原料的配碳量为0.40～0.70wt％；
条件二：所述冶炼原料经过电弧炉粗炼后获得的粗炼钢水中，N i元素的重量百分比≤0.40wt％；和/或，Mo元素的重量百分比≤0.20wt％；和/或，As元素的重量百分比≤0.02wt％；和/或，Sn元素的重量百分比≤0.02wt％；和/或，Sb元素的重量百分比≤0.002wt％；
所述钢包炉熔渣精炼的步骤包括：将所述电弧炉粗炼得到的钢水在钢包炉内重新造精炼渣，使用扩散脱氧材料对造精炼渣进行扩散脱氧，同时对造精炼渣进行合金成分调整；
所述合金成分调整的步骤包括：将Mn元素的重量百分比调整为0.3～1.0wt％；和/或，将Cr元素的重量百分比调整为8.0～10.0wt％；和/或，将Co元素的重量百分比调整为2.0～3.0wt％；
所述钢包炉真空精炼步骤的真空度≤133Pa；
所述钢包炉成分微调整及终脱氧的步骤包括：微调整所述钢包炉真空精炼步骤获得钢水的合金成分，加入终脱氧材料进行终脱氧；其中，所述微调整是将合金成分中B元素的重量百分比调整为0.005～0.025wt％；和/或，将合金成分中N元素的重量百分比调整为0.005～0.030wt％；
所述新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的化学组成及重量百分比如下：C0.05～0.15wt％；Mn 0.3～1.0wt％；Cr 8.0～10.0wt％；Co 2.0～3.0wt％；B0.005～0.025wt％；N0.005～0.030wt％；W 2.0～3.0wt％；余量是Fe及杂质；所述杂质为：Mo≤0.20wt％；P≤0.020wt％；S≤0.015wt％；N i≤0.40wt％；Si≤0.50wt％；Cu≤0.10wt％；Al≤0.015wt％；As≤0.02wt％；Sn≤0.02wt％；Sb≤0.002wt％。
在一些实例中，所述电弧炉粗炼步骤中，当所述冶炼原料为优质生铁和优质废钢时，采用电弧炉吹氧氧化法进行粗炼。
在一些实例中，所述电弧炉粗炼步骤中，钢包的耐火材料为镁碳砖或镁砖；所述钢包炉熔渣精炼步骤、钢包炉真空精炼步骤、钢包炉成分微调整及终脱氧步骤中，钢包的耐火材料为镁碳砖或镁砖。
在一些实例中，所述电弧炉粗炼步骤中，电弧炉在进行粗炼之前，所述电弧炉已使用至少一次，且所述电弧炉进行粗炼生产的前一炉使用过低Ni、Mo、Cu钢种进行粗炼，否则需要除尽电弧炉内的残渣或残钢。
在一些实例中，所述电弧炉粗炼步骤中，得到的钢水中C元素的重量百分比≤0.04wt％；P元素的重量百分比≤0.003wt％；N i元素的重量百分比≤0.35wt％；Cu元素的重量百分比≤0.10wt％，Mo元素的重量百分比≤0.20wt％。
在一些实例中，所述钢包炉熔渣精炼步骤中，进行精炼的钢包已使用至少一次，且不能将后期包作为钢包使用；所述钢包进行精炼的前一炉不能使用高N i、Mo、Cu钢种冶炼，否则所述钢包使用前需要清除钢包内的残钢或残渣。
在一些实例中，扩散脱氧材料为硅钙粉、硅铁粉、铝粉中的至少一种。
在一些实例中，终脱氧材料为钛铁。
在一些实例中，杂质还包括H元素，H元素的重量百分比≤1.0ppm。
在一些实例中，杂质还包括0元素，O元素的重量百分比≤30ppm。
在一些实例中，防氧化浇注是采取了防氧化措施。
在一些实例中，防氧化浇注时采取二次防氧化措施，在型腔提前进行充氩气置换采取第一次防氧化措施，浇注时需要环氩和保护罩保护注流浇注采取第二次防氧化措施，这样可以有效的避免浇注过程中钢水的氧含量增加。
为证明本发明新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法在提高新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的产量和大型化的效果，提供了如下实施例：
实施例1
本实施例提供一种9Cr-3W-3Co马氏体钢的冶炼方法，包括以下步骤：
原料：优质生铁，其化学元素含量为：C 3.65wt％；S i 1.13wt％；Mn 0.87wt％；P0.08wt％；S 0.43wt％；Cu 0.02wt％；As 0.006wt％；Sn 0.007wt％；Sb 0.0012wt％。
优质废钢，其化学元素含量为：Ni 0.02wt％；Mo 0.01wt％；Cu 0.02wt％；As0.008wt％；Sn 0.004wt％；Sb 0.0025wt％。
电弧炉粗炼：取2.5t优质生铁和15t优质废钢，在电弧炉中进行粗炼；电弧炉钢包的耐火材料为镁碳砖；粗炼后的钢水成分为：C 0.023wt％；P0.003wt％；N i 0.02wt％；Cu0.02wt％；Mo 0.01wt％；
钢包炉熔渣精炼：电弧炉粗炼钢水在钢包炉中进行重新造精炼渣，同时进行扩散脱氧和调整合金成分；其中，扩散脱氧过程中加入的扩散脱氧材料为硅钙粉和铝粒；调整合金成分中，调整Mn为0.50wt％、Cr为9.25wt％、Co为3.044wt％；
钢包炉真空精炼：钢包炉熔渣精炼的钢水在真空工位进行真空精炼，去除钢中的氧和其他气体元素；真空精炼的真空度控制在133Pa以下；
钢包炉成分微调整及终脱氧：钢包炉真空精炼后的钢水合金成分进行微调整，并加入钛铁进行终脱氧；其中，微调整将合金成分中B元素的重量百分比调整为0.012wt％、N元素的重量百分比调整为0.013wt％。
防氧化浇注：钢包炉成分微调整及终脱氧完成后的钢水进行防氧化浇注，得到13.5t的9Cr-3W-3Co马氏体钢。
检测本实施例获得的9Cr-3W-3Co马氏体钢的化学成分及含量结果统计如表1所示。
表1
注：表1中，“-”表示无。
本实施例获得的9Cr-3W-3Co马氏体钢，化学成分及含量满足要求，且能适用于生产超超临界火电机组。
实施例2
本实施例提供一种9Cr-3W-3Co马氏体钢的冶炼方法，包括以下步骤：
原料：优质生铁，其化学成分及含量为：C 3.72wt％；S i 1.03wt％；Mn0.81wt％；P0.07wt％；S 0.45wt％；Cu 0.02wt％；As 0.005wt％；Sn 0.006wt％；Sb 0.0013wt％。
优质废钢，其化学成分及含量为：N i 0.02wt％；Mo 0.01wt％；Cu 0.02wt％；As0.003wt％；Sn 0.005wt％；Sb 0.0021wt％。
电弧炉粗炼：取3.5t上述优质生铁和18.5t上述优质废钢，在电弧炉中进行粗炼；电弧炉钢包的耐火材料为镁碳砖；粗炼后的钢水成分为：C0.021wt％；P 0.003wt％；Ni0.02wt％；Cu 0.02wt％；Mo 0.01wt％；
钢包炉熔渣精炼：电弧炉粗炼钢水在钢包炉中进行重新造精炼渣，同时进行扩散脱氧和调整合金成分；其中，扩散脱氧过程中加入的扩散脱氧材料为硅钙粉和铝粒；调整合金成分中，调整Mn为0.49wt％、Cr为9.24wt％、Co为3.02wt％；
钢包炉真空精炼：钢包炉熔渣精炼的钢水在真空工位进行真空精炼，去除钢中的氧和其他气体元素；真空精炼的真空度控制在133Pa以下；
钢包炉成分微调整及终脱氧：钢包炉真空精炼后的钢水合金成分进行微调整，并加入钛铁进行终脱氧；其中，微调整将合金成分中B元素的重量百分比调整为0.013wt％、N元素的重量百分比调整为0.012wt％。
防氧化浇注：钢包炉成分微调整及终脱氧完成后的钢水进行防氧化浇注，得到24t的9Cr-3W-3Co马氏体钢。
检测本实施例获得的9Cr-3W-3Co马氏体钢的化学成分及含量结果统计如表2所示。
表2
注：表2中，“-”表示无。
本实施例获得的9Cr-3W-3Co马氏体钢，化学成分及含量满足要求，且能适用于生产超超临界火电机组。
实施例3
本实施例提供一种9Cr-3W-3Co马氏体钢的冶炼方法，包括以下步骤：
原料：优质生铁，其化学成分及含量为：C 3.69wt％；Si 1.01wt％；Mn0.83wt％；P0.07wt％；S 0.44wt％；Cu：0.02wt％；As 0.005wt％；Sn 0.006wt％；Sb 0.0014wt％。
优质废钢，其化学成分及含量为：N i 0.02wt％；Mo 0.01wt％；Cu 0.02wt％；As0.004wt％；Sn 0.002wt％；Sb 0.002wt％。
电弧炉粗炼：取3t优质生铁和16t优质废钢，在电弧炉中进行粗炼；电弧炉钢包的耐火材料为镁碳砖；粗炼后的钢水成分为：C 0.022wt％；P0.003wt％；N i 0.02wt％；Cu0.02wt％；Mo 0.01wt％；
钢包炉熔渣精炼：电弧炉粗炼钢水在钢包炉中进行重新造精炼渣，同时进行扩散脱氧和调整合金成分；其中，扩散脱氧过程中加入的扩散脱氧材料为硅钙粉和铝粒；调整合金成分中，调整Mn为0.47wt％、Cr为9.22wt％、Co为3.03wt％；
钢包炉真空精炼：钢包炉熔渣精炼的钢水在真空工位进行真空精炼，去除钢中的氧和其他气体元素；真空精炼的真空度控制在133Pa以下；
钢包炉成分微调整及终脱氧：钢包炉真空精炼后的钢水合金成分进行微调整，并加入钛铁进行终脱氧；其中，微调整将合金成分中B元素的重量百分比调整为0.014wt％、N元素的重量百分比调整为0.012wt％。
防氧化浇注：钢包炉成分微调整及终脱氧完成后的钢水进行防氧化浇注，得到22t的9Cr-3W-3Co马氏体钢。
检测本实施例获得的9Cr-3W-3Co马氏体钢的化学成分及含量结果统计如表3所示。
表3
注：表3中，“-”表示无。
本实施例获得的9Cr-3W-3Co马氏体钢，化学成分及含量满足要求，且能适用于生产超超临界火电机组。
Claims (10)
1.一种新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，其特征在于，所述冶炼方法是将冶炼原料依次经过电弧炉粗炼、钢包炉熔渣精炼、钢包炉真空精炼、钢包炉成分微调整及终脱氧和防氧化浇注，得到新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢；
其中，所述冶炼原料包括生铁和废钢，所述生铁为普通生铁、优质生铁中的任意一种，所述废钢为普通废钢、优质废钢中的任意一种；当所述冶炼原料满足下述条件一和/或条件二时，所述冶炼原料为普通生铁和普通废钢，否则所述冶炼原料为优质生铁和优质废钢；
条件一：所述冶炼原料的配碳量为0.40～0.70wt％；
条件二：所述冶炼原料经过电弧炉粗炼后获得的粗炼钢水中，Ni元素的重量百分比≤0.40wt％；和/或，Mo元素的重量百分比≤0.20wt％；和/或，As元素的重量百分比≤0.02wt％；和/或，Sn元素的重量百分比≤0.02wt％；和/或，Sb元素的重量百分比≤0.002wt％；
所述钢包炉熔渣精炼的步骤包括：将所述电弧炉粗炼得到的钢水在钢包炉内重新造精炼渣，使用扩散脱氧材料对造精炼渣进行扩散脱氧，同时对造精炼渣进行合金成分调整；
所述合金成分调整的步骤包括：将Mn元素的重量百分比调整为0.3～1.0wt％；和/或，将Cr元素的重量百分比调整为8.0～10.0wt％；和/或，将Co元素的重量百分比调整为2.0～3.0wt％；
所述钢包炉真空精炼步骤的真空度≤133Pa；
所述钢包炉成分微调整及终脱氧的步骤包括：微调整所述钢包炉真空精炼步骤获得钢水的合金成分，加入终脱氧材料进行终脱氧；其中，所述微调整是将合金成分中B元素的重量百分比调整为0.005～0.025wt％；和/或，将合金成分中N元素的重量百分比调整为0.005～0.030wt％；
所述新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的化学组成及重量百分比如下：C0.05～0.15wt％；Mn 0.3～1.0wt％；Cr 8.0～10.0wt％；Co 2.0～3.0wt％；B0.005～0.025wt％；N0.005～0.030wt％；W 2.0～3.0wt％；余量是Fe及杂质；所述杂质为：Mo≤0.20wt％；P≤0.020wt％；S≤0.015wt％；Ni≤0.40wt％；Si≤0.50wt％；Cu≤0.10wt％；Al≤0.015wt％；As≤0.02wt％；Sn≤0.02wt％；Sb≤0.002wt％。
2.根据权利要求1所述的新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，其特征在于：所述电弧炉粗炼步骤中，当所述冶炼原料为优质生铁和优质废钢时，采用电弧炉吹氧氧化法进行粗炼。
3.根据权利要求1所述的新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，其特征在于：所述电弧炉粗炼步骤中，钢包的耐火材料为镁碳砖或镁砖；所述钢包炉熔渣精炼步骤、钢包炉真空精炼步骤、钢包炉成分微调整及终脱氧步骤中，钢包的耐火材料为镁碳砖或镁砖。
4.根据权利要求1所述的新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，其特征在于：所述电弧炉粗炼步骤中，电弧炉在进行粗炼之前，所述电弧炉已使用至少一次，且所述电弧炉进行粗炼生产的前一炉使用过低Ni、Mo、Cu钢种进行粗炼，否则需要除尽电弧炉内的残渣或残钢。
5.根据权利要求1所述的新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，其特征在于：所述电弧炉粗炼步骤中，得到的钢水中C元素的重量百分比≤0.04wt％；P元素的重量百分比≤0.003wt％；Ni元素的重量百分比≤0.35wt％；Cu元素的重量百分比≤0.10wt％，Mo元素的重量百分比≤0.20wt％。
6.根据权利要求1所述的新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，其特征在于：所述钢包炉熔渣精炼步骤中，进行精炼的钢包已使用至少一次，且不能将后期包作为钢包使用；所述钢包进行精炼的前一炉不能使用高Ni、Mo、Cu钢种冶炼，否则所述钢包使用前需要清除钢包内的残钢或残渣。
7.根据权利要求1所述的新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，其特征在于：所述扩散脱氧材料为硅钙粉、硅铁粉、铝粉中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，其特征在于：所述终脱氧材料为钛铁。
9.根据权利要求1所述的新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，其特征在于，所述杂质还包括H元素，H元素的重量百分比≤1.0ppm。
10.根据权利要求1所述的新型9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢的冶炼方法，其特征在于，所述杂质还包括0元素，O元素的重量百分比≤30ppm。
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