大型高温合金铸件金属冶炼方法技术

本发明专利技术公开了一种能够一次性生产数吨级符合大型高温合金铸件要求的钢水的大型高温合金铸件金属冶炼方法。该冶炼方法，包括以下步骤：1)对设备进行改造，确定高温合金铸件所需材料的配方；2)冶炼多个符合大型高温铸件的要求的小钢锭，小钢锭总质量为大型高温合金铸件所需钢水质量的110％～120％；3)去除小钢锭上质量较差区域，再分割成小料，放入大型电炉中进行冶炼；4)将冶炼得到的钢水倒入钢包精炼炉中进行脱氧、脱碳、去H、N处理，对钢水化学成分进行调整；直到钢水化学成分符合大型高温铸件要求；5)将钢水进行大型高温合金铸件的浇注。采用该冶炼方法能够一次性提供大吨位高质量高温合金钢水，实现大型高温合金铸件的生产。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种能够一次性生产数吨级符合大型高温合金铸件要求的钢水的。该冶炼方法，包括以下步骤：1)对设备进行改造，确定高温合金铸件所需材料的配方；2)冶炼多个符合大型高温铸件的要求的小钢锭，小钢锭总质量为大型高温合金铸件所需钢水质量的110％～120％；3)去除小钢锭上质量较差区域，再分割成小料，放入大型电炉中进行冶炼；4)将冶炼得到的钢水倒入钢包精炼炉中进行脱氧、脱碳、去H、N处理，对钢水化学成分进行调整；直到钢水化学成分符合大型高温铸件要求；5)将钢水进行大型高温合金铸件的浇注。采用该冶炼方法能够一次性提供大吨位高质量高温合金钢水，实现大型高温合金铸件的生产。【专利说明】
本专利技术涉及一种高温合金铸件的冶炼方法，尤其是一种大型高温合金铸件金属冶 炼方法。
技术介绍
公知的：高温合金具有组织稳定性好、高温强度高、抗氧化、耐腐蚀等特点，广泛应 用于航空、能源及化工等部门。但是由于高温合金合金化程度高、元素控制范围窄，纯净度 要求高等特点，冶炼难度非常大，并且随着所需冶炼高温合金吨位的增加，难度急剧增大。 大型高温合金铸件净重可达到20吨左右，需要大量的高温合金钢水，但是目前的 高温合金冶炼方法，如真空感应炉+钢包精炼炉，或中频感应炉+钢包精炼炉V0D等方法很 难达到。由于目前真空感应炉、中频感应炉等设备生产能力有限，且造价昂贵等原因只适用 于少量高温合金的冶炼，无法一次性得到数吨级的高温合金钢水。电炉+钢包精炼炉V0D 是目前大型钢铁类铸件的主要冶金方法，最多可以一次性提供800吨左右的钢水，但是由 于化学成分及有害元素控制较为困难，电炉熔化炉料及钢包精炼炉（V0D脱碳）难度大等原 因，无法实现大量高温合金的直接冶炼。高温合金钢水的质量直接决定了大型高温合金铸 件的质量，无法一次性得到大吨位高质量高温合金钢水制约了大型高温合金铸件的发展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，该冶炼 方法能够一次性生产数吨级符合大型高温合金铸件要求的钢水。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：， 包括以下步骤： 1)将普通电渣重熔炉改造为具有真空功能的电渣炉，对钢包精炼炉的真空系统进 行升级，使得钢包精炼炉的真空度小于66. 7pa ;按照高温合金铸件化学成分要求及冶炼工 艺过程中合金元素的烧损情况的经验值确定高温合金铸件铸造所需材料的配方； 2)将高温合金铸件铸造所需材料通过电渣重熔炉冶炼成多个小钢锭，所述小钢 锭满足大型高温铸件的要求；小钢锭总质量为大型高温合金铸件所需钢水质量的110%? 120% ； 3)对小钢锭进行化学成分分析，将小钢锭两端端头质量较差区域以及表面氧化层 去除，再将小钢锭分割成符合大型电炉冶炼对钢锭块度、质量要求的小料，放入大型电炉中 进行冶炼； 4)将大型电炉冶炼后的钢水倒入钢包精炼炉中冶炼，并将钢水进行脱氧、脱碳、去 Η、N处理，检验钢水化学成分，并根据高温合金铸件标准对钢水化学成分进行调整；直到钢 水化学成分符合大型高温铸件要求； 5)将钢水进行大型高温合金铸件的浇注。 进一步的，在步骤1)中在将普通电渣重熔炉改造为具有真空功能的电渣炉，对钢 包精炼炉的真空系统进行升级，使得钢包精炼炉的真空度小于66. 7pa后，还包括以下步 骤，采用镍清洗钢包精炼炉以及大型电炉炉内残留的铁。 优选的，步骤2)中采用真空自耗+电渣重熔冶炼多个小钢锭。 优选的，步骤3)中对电渣钢锭表面进行打磨，去除小钢锭表面氧化层。 本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的，在冶炼大 型高温合金铸件所需钢水时，首先冶炼出符合大型高温合金铸件参数标准的小钢锭，然后 将小钢锭在大型电炉内进行冶炼，并对得到的钢水进行化学成分的调节，使得最终一次性 得到符合大型高温合金铸件的钢水。因此提高了金属的纯净度，降低含硫量及非金属夹杂 物，该冶炼方法工艺简单、生产便捷，能够一次性提供大吨位高质量高温合金钢水，从而实 现大型高温合金铸件的生产。 【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术进一步说明。 ，包括以下步骤： 1)将普通电渣重熔炉改造为具有真空功能的电渣炉，对钢包精炼炉的真空系统进 行升级，使得钢包精炼炉的真空度小于66. 7pa ;按照高温合金铸件化学成分要求及冶炼工 艺过程中合金元素烧损情况的经验值确定高温合金铸件铸造所需材料的配方； 2)将高温合金铸件铸造所需材料通过电渣重熔炉冶炼成多个小钢锭，所述小 钢锭满足大型高温合金铸件的要求，小钢锭总质量为大型高温合金铸件所需钢水质量的 110%?120% ; 3)对小钢锭进行化学成分分析，将小钢锭两端端头质量较差区域去除，再将小钢 锭分割成符合大型电炉冶炼对钢锭块度、质量要求的小料，放入大型电炉中进行冶炼； 4)将大型电炉冶炼后的钢水倒入钢包精炼炉中冶炼，并将钢水进行脱氧、脱碳、去 Η、N处理，检验钢水化学成分，并根据高温合金铸件标准对钢水化学成分进行调整；直到钢 水化学成分符合大型高温合金铸件要求； 5)将钢水进行大型高温合金铸件的浇注。 本专利技术所述的主要使用的设备包括电渣重熔炉、 钢包精炼炉以及大型电炉。 在步骤1)中对电渣重熔炉进行改造，使得电渣重熔炉为具有真空功能的电渣炉。 因此可以提高电渣重熔炉的脱气能力，能将电渣炉内形成的钢锭中的Η、0、Ν降低到较低水 平。将钢包精炼炉的真空系统进行升级，使得钢包精炼炉的真空度小于66. 7pa。使得钢水 在钢包精炼炉内进行进一步脱氧去碳处理时真空度低，能够在炉内形成较大的负压，将钢 水中的气体吸出，能够保证C、H、0、N降低到更低的水平。 在步骤1)中按照高温合金铸件化学成分要求及冶炼工艺过程中合金元素烧损情 况的经验值确定高温合金铸件铸造所需材料的配方。通过高温合金铸件化学成分要求确定 冶炼钢水所需材料中含有的化学成分；通过冶炼工艺过程中合金元素烧损情况的经验值选 择材料的型号和种类，使得选择的材料中合金元素满足冶炼过程中的烧损要求。 所述冶炼工艺过程中合金元素烧损情况的经验值是指根据生产经验在钢水的冶 炼过程中对各种合金元素烧损情况的数据进行统计得到的烧损比。所述合金元素烧损是指 合金元素与大气、钢水以及炉渣中的氧发生氧化反应生成的氧化物，产生的氧化烧损；合金 元素烧损情况是指合金元素的烧损比。合金元素主要包括Al、Ti、B，Ni、Cr等易氧化元素。 例如A1的烧损比为60%是指A1在整个冶炼过程中被氧化的A1质量为开始加入A1质量的 60%。由于被烧损后的合金形成氧化物最终成为炉渣，不能进入到钢水中；因此必须根据合 金元素的烧损比计算出添加合金元素的量，保证钢水中相应合金元素的含量符合大型高温 合金铸件的要求。 在步骤2)中将高温合金铸件铸造所需材料通过电渣重熔炉冶炼多个小钢锭，所 述小钢锭满足大型高温合金铸件的要求，小钢锭总质量为大型高温合金铸件所需钢水质量 的 110%?120%。 所述小钢锭是指钢锭的吨位小于大型高温合金铸件的吨位，即一个大型高温合金 铸件的质量相当于几个小钢锭的质量。所述将高温合金铸件铸造所需材料通过电渣重熔 炉冶炼多个小钢锭，所述小钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
大型高温合金铸件金属冶炼方法，其特征在于包括以下步骤：1)将普通电渣重熔炉改造为具有真空功能的电渣炉，对钢包精炼炉的真空系统进行升级，使得钢包精炼炉的真空度小于66.7pa；按照高温合金铸件化学成分要求及冶炼工艺过程中合金元素的烧损情况的经验值确定高温合金铸件铸造所需材料的配方；2)将高温合金铸件铸造所需材料通过电渣炉冶炼成多个小钢锭，所述小钢锭满足大型高温铸件的要求；小钢锭总质量为大型高温合金铸件所需钢水质量的110％～120％；3)对小钢锭进行化学成分分析，将小钢锭两端端头质量较差区域以及表面氧化层去除，再将小钢锭分割成符合大型电炉冶炼对钢锭块度、质量要求的小料，放入大型电炉中进行冶炼；4)将大型电炉冶炼后的钢水倒入钢包精炼炉中冶炼，并将钢水进行脱氧、脱碳、去H、N处理，检验钢水化学成分，并根据高温合金铸件标准对钢水化学成分进行调整；直到钢水化学成分符合大型高温铸件要求；5)将钢水进行大型高温合金铸件的浇注。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗玉立，门正兴，牟成海，
申请(专利权)人：二重集团德阳重型装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51