超低碳马氏体不锈钢冶炼工艺的改进与优化
超低碳马氏体不锈钢(06Cr13Ni46Mo和06Cr16Ni46Mo)是水轮机重要部件上冠、下环、叶片和导叶的重要材料。 该系列不锈钢材料冶炼工艺难度大,对产品质量要求高。 特别是在制造三峡水电机组时,国内三大水电设备制造企业通过引进国内外水电制造技术和标准,建立了国内水电制造技术和标准。 水电设备关键部件三峡标准(本标准涉及的材料要求代表国内行业最高水平)。 钢水成分要求为:ω(C)≤0.05%,ω(P)≤0.028%,ω(S)≤0.015%,ω(Si)≤1.00%,ω(Mn)≤1.00%,ω( Cr)≥12.45%, ω(Ni)=3.5~4.5%, ω(Mo)=0.40~1.00%, ω( O)≤80×10-6, ω(N)≤150×10-6, ω( H)≤3×10-6。
为生产优质不锈钢铸件,国内外厂家主要采用电弧炉+精炼(AOD、VOD、LF等)进行生产。 其中,利用AOD冶炼不锈钢已成为不锈钢精炼的领先技术。 目前,国内外厂家在生产该系列不锈钢材料时,在生产和后续加工过程中更容易出现裂纹,在使用过程中偶尔会出现裂纹。 因此,要提高该系列材料铸件的质量,就必须通过提高钢水的内在质量来提高铸件的综合性能。
明禾集团技术人员针对公司原有不锈钢冶炼工艺中脱碳时间长、耗氧量大、浴温高、高温停留时间长等问题进行了解决。 通过工艺改进和AOD精炼炉的使用,提高了钢水质量。
众所周知,吹氧脱碳的关键是控制钢水中的氧与碳、铬、硅、锰等元素的反应。 技术人员根据钢铁冶金原理,结合AOD的使用,对原不锈钢冶炼的主要工艺参数进行了改进和优化。
AOD法是利用氩气和氧气将钢水以混合气体的形式从炉底侧吹入熔池。 在吹炼过程中,CO的分压被氩气稀释而降低,大大有利于不锈钢在冶炼过程中的脱碳保铬。 在AOD精炼还原阶段,由于加入硅铁和石灰石渣进行脱氧,加上氩气的强烈搅拌,可使钢水深度脱硫; AOD精炼过程中氩气的强烈搅拌,可以促进钢水中氧化物的分离,上升,提高钢水的清洁度,因此钢水中夹杂物含量少,几乎没有大-颗粒夹杂物。 夹杂物的主要形态也由电炉硅酸锰变为硅酸钙。
此外,AOD法还可以在吹炼过程中去除钢中的铅。 研究表明,不锈钢中一定量的铅会影响其热加工性,但经过AOD吹制后,成品钢中的ω(Pb)小于10×10-6,不会影响钢的性能根本。
通过工艺改进和AOD的使用,获得优质钢水。 采用Si-Ca和Si-Fe复合脱氧,钢水ω(O)降至80×10-6; 采用活性石灰强化脱硫,使ω(S)降低到0.015%以下,大大提高了钢水的清洁度,满足熔炼成分和各项理化指标的要求; 钢水中有害气体成分和球形氧化物夹杂物(球形氧化物等级不超过2.0)的含量大大降低; 钢水纯度的提高,增强了铸造基体的抗裂纹能力
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