【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金领域，具体涉及一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法。
技术介绍
1、砷、锡是钢和合金的残余五害元素，其在基体中溶解度小、密度大、熔点低，易形成低熔点共晶体富集在晶界区，尽管其含量极微，也会使得该材料晶界脆化，造成热塑性和热强性以及其他性能下降。因此必须对钢和合金中的砷含量进行严格控制。
2、当前镍基合金材料国产化水平仍然较低，但随着经济的快速发达和工业领域层次的不断提高，其在航空航天、石油化工、核工业等领域的需求越来越高。我国技术人员在自主研发各牌号和用途的镍基合金材料时发现，镍基合金材料在循环再利用过程中，as、sn会作为微量残余元素在钢中不断累加，导致终点产品性能的恶化。因此如何在冶炼过程有效控制砷、锡的含量是此类材料开发应用过程中亟待解决的问题。
3、高真空处理和加入微量添加剂是当前控制合金中微量有害元素的主要手段。镍基合金材料的制备常采用真空感应熔炼和电渣重熔双联冶炼工艺，在真空感应熔炼过程，通过高真空挥发可有效的减少微量bi、pb等有害元素的含量，但是砷和锡在镍基合金材料中的存在形式稳定，通过高真空处理并不能脱除，且真空阶段通过添加稀土、镁、钡等与有害元素形成熔点较高的化合物手段在后续电渣过程也须经过特殊渣系的调整才能脱除，否则并不能避免后续返回料利用过程中有害元素的累积，此工艺路线复杂，且微合金的添加量和加入方式难以把控，操作不当会对终点产品质量造成影响。
4、电渣重熔过程渣池对合金液滴的“渣洗”作用为合金中脱as、sn提供了新思路，本专利技术仅通过调整电渣重熔
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，通过调整电渣重熔渣系，微调冶炼工艺，镍基合金材料中砷、锡脱除率可达46％以上。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，具体为：在镍基合金材料制备过程中的电渣重熔工序采用以下成分的预熔渣：caf2：38％～45％、cao：20％～25％、al2o3：20％～30％、zro2：3％～5％、baf2：3％～5％、mgo：1％～3％、sio2：1％～3％，其余为不可避免的杂质。
4、进一步的，本专利技术所述预熔渣中cao/al2o3＝0.8～1，在保证熔渣高碱度的基础上，降低预熔渣的透气性，且预熔渣中添加1％～3％的mgo，可在渣池表面形成半凝固膜，防止渣池吸氧。
5、进一步的，本专利技术所述预熔渣中配有渣总质量1～1.5％的碳化钙粉，目的在于在渣中形成游离[c]，提高[as]的活度，有利于渣池中脱砷反应的正向进行。
6、进一步的，本专利技术所述方法进一步包括：电渣重熔工序的电极制备阶段，将自耗电极焊接后用纯铁铁丝在其表面竖直方向绑上铝丝，铝丝的总重量为预熔渣质量的0.5％～0.8％，铝丝的直径、长度根据铝丝的总质量确定。
7、进一步的，本专利技术所述方法进一步包括：电渣重熔工序的起弧化渣阶段，起弧用屑料和引弧板均与自耗电极母材保持一致，且加热炉内150℃烘干2小时后使用。恒熔速熔炼及热封顶阶段，根据结晶器直径和冶炼材料的种类具体制定。
8、进一步的，本专利技术所述方法进一步包括：电渣重熔工序采用全流程氩气保护，冶炼气氛氧含量控制在5ppm以下。
9、进一步的，本专利技术方法适用于as、sn含量小于0.003％镍基合金材料。
10、本专利技术的专利技术原理及有益技术效果在于：
11、本专利技术通过调节预熔渣中cao/al2o3比值，降低预熔渣的透气性，可有效减少环境对渣池的增氧；向渣中添加碳化钙，其目的在于在渣中形成游离[c]，提高砷的活度，有利于渣池中脱砷反应的正向进行；通过在自耗电极表面竖直方向绑上铝丝，消耗渣中[o]，新生成的al2o3会被渣池吸附，使得全流程冶炼过程中渣中的氧含量维持在较低水平，促进了脱砷反应的进行。渣中配加一定比例的zro2、baf2，目的在于在重熔过程中与[sn]反应生成高熔点化合物，该高熔点化合物可被渣池脱除，实现了sn的脱除；冶炼全流程氩气保护，气氛氧含量控制在5ppm以下，避免了大气对渣池的供氧，为脱砷、脱锡反应创造了条件。
12、本专利技术方法操作简单，砷、锡脱除率达到46％以上，很好的解决了镍基合金中砷、锡难脱除的问题，避免了在循环再利用过程中，as、sn累加对产品质量的影响，为镍基合金返回料再利用创造了条件。
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1.一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，其特征在于，所述方法具体为：在镍基合金材料制备过程中的电渣重熔工序采用以下成分的预熔渣：CaF2：38%～45%、CaO：20%～25%、Al2O3：20%～30%、ZrO2：3%～5%、BaF2：3%～5%、MgO：1%～3%、SiO2：1%～3%，其余为不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，其特征在于，所述预熔渣中CaO/Al2O3=0.8～1。
3.根据权利要求1所述的一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，其特征在于，所述预熔渣中配有渣总质量1～1.5%的碳化钙粉。
4.根据权利要求1所述的一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：电渣重熔工序的电极制备阶段，将自耗电极焊接后用纯铁铁丝在其表面竖直方向绑上铝丝，铝丝的总重量为预熔渣质量的0.5%～0.8%。
5.根据权利要求1所述的一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：电渣重熔工序的起弧化渣阶段，起弧用屑料和引弧板均与自耗电极
6.根据权利要求1所述的一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：电渣重熔工序采用全流程氩气保护，冶炼气氛氧含量控制在5ppm以下。
7.根据权利要求1所述的一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，其特征在于，所述方法适用于As、Sn含量小于0.003%镍基合金材料。
...【技术特征摘要】
1.一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，其特征在于，所述方法具体为：在镍基合金材料制备过程中的电渣重熔工序采用以下成分的预熔渣：caf2：38%～45%、cao：20%～25%、al2o3：20%～30%、zro2：3%～5%、baf2：3%～5%、mgo：1%～3%、sio2：1%～3%，其余为不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，其特征在于，所述预熔渣中cao/al2o3=0.8～1。
3.根据权利要求1所述的一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，其特征在于，所述预熔渣中配有渣总质量1～1.5%的碳化钙粉。
4.根据权利要求1所述的一种降低镍基合金材料中砷、锡含量的方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王育飞，张福利，刘毅，薛鑫，郭瑞华，徐于斌，齐紫阳，马超，
申请(专利权)人：河北河钢材料技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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