镍基合金管电炉单炼新技术一种用于冶金行业的镍基高温合金的冶炼方法,其特征是:在炉衬材料为中档镁砖加粘结剂(沥青添加3~5%的石墨)的电弧炉内,通过碳钢洗炉(使沥青炉衬完成热处理固化、烧结,形成微碳层、半烧结层和原质层的稳定结构)和镍洗炉(洗清炉内残余的铁)的炉体准备(保证高温合金冶炼时Fe含量小于1.5%,减少、抑制了炉衬的碳氧化现象);在同一个电弧炉内进行镍基高温合金熔炼(无氧冶炼、吹氩搅拌等),最终冶炼出用于电渣重熔的低碳镍基高温合金电极棒。实施本发明,冶炼工艺简单、成本低、生产组织便捷,炉衬砖及炉体均不需烘烤,与卤水炉衬电弧炉相比,可节约炉衬费用67%,炉体寿命大大提高;生产出的GH3030镍基高温合金电渣成品,符合用户要求。
1、电弧炉冶炼镍基高温合金的工艺方法,其特征是在炉衬材料为镁砖(MgO≥95%)加粘结剂(沥青添加3~5%的石墨)的沥青炉衬电弧炉内,通过特殊的碳钢洗炉和镍洗炉的炉体准备,在同一个电弧炉内进行镍基高温合金熔炼,冶炼出成份合格的中低碳镍基高温合金,最终浇铸成电极棒,用于电渣重熔:第一步沥青炉衬电弧炉的炉体准备;(1)炉衬材料为MgO含量≥95%的镁砖加粘结剂,粘结剂是沥青添加3~5%的石墨,炉体砌筑前、后不烘烤;(2)特殊的碳钢洗炉工艺,使沥青炉衬形成微碳层、半烧结层和原质层(从外表到内层)的三层稳定结构;(3)在合适的渣碱度和炉内温度下,进行镍洗炉工艺(与盐水炉衬电弧炉镍洗炉工艺基本相同),在4~6小时的冶炼中,用Ni洗清炉底、炉墙、炉盖、钢包、和出钢槽冷钢等炉体各个部位,过程中要加强搅拌并分析合金中[C]、[Fe],当连续三只样子中[Fe]含量不变或误差小于0.15%即可出炉;第二步采用沥青炉衬电弧炉冶炼镍基高温合金;(1)上炉钢(镍洗炉)出钢毕,倒清炉内余钢残渣,炉体清理干净;(2)冶炼所需要的合金和辅料,必须进行特殊处理:用于冶炼高温合金的电解镍板必须进行中温烘烤、保温的去油去氢处理,烘烤温度300~400℃,保温时间8~12小时;其它冶炼所需要的合金和辅料,必须进行烘烤,去除水份;(3)准确的合金配料和合适的装料要求:加入钢包内纯Ti2合金回收率按50%计算,其余合金成分按计算量配入;装料时,包装在镍板外的包装铁皮全部去除,金属镍摆在中心,隔开金属Cr和电弧的接触,其它合金分布在料斗边缘;(4)进料毕,大电压供电熔化固体合金料,熔清后小电压供电保温;(5)冶炼期间严禁动氧(也就是吹氧助熔),固体合金料熔清后每隔离5~10分钟向熔炉中加入0.25~0.5KgCa-Si粉/吨钢;(6)冶炼期间取样全分析,调整合金成份:熔清取样全分析(1);渣白(熔池中脱氧良好)时全分析(2),当钢水温度T1=T熔点温度+50℃~70℃时,取样全分析(3),并插入Ca-Si块0.15~0.25Kg/吨钢,距分析(3)取样15~20分钟后,取样分析(4),对C、Ti、Al、Cr等合金元素成份进行调整;(7)取样全分析时,使用特殊材料的金属管,对熔池进行吹氩搅拌;(8)当钢水温度T2=T熔点温度+150℃~170℃左右,白渣状态(熔池中脱氧情况良好,熔渣中FeO≤0.5%)下出钢,出钢过程氮气保护;(9)出钢、浇注所用钢水包是冷钢、残渣清理干净的白包(清净钢水包);(10)浇注所用钢锭模需烘烤后,清理干净;浇注前中注管吹氩1~5分钟;模铸时,钢水包下有氩气保护。
而据了解,10月份,宝钢特材采用电炉单炼新技术生产的BG2532合金油套管用材生产实现了阶段性突破,这标志着宝钢特材已基本掌握了镍基合金管电炉冶炼、锻造开坯、挤压、冷轧成管的一贯制技术。
所谓电炉单炼工艺,即电炉模铸3.7吨或5.8吨锭后直接转径快锻生产管坯,中间省去了电渣重熔工序。该技术团队在工艺试验过程中,通过相关部门的支持与配合,攻克了电炉锭中结疤、翻皮、亮心、点偏、夹渣以及锻造和挤压开裂等一系列问题,经过一年多不断的工艺优化,终于实现了电炉单炼工艺从冶炼到成品管的初步稳定生产,并且成材率还高于原工艺。镍基合金管电炉单炼工艺一贯制技术的突破,使公司镍基合金管制造技术进一步领先国内同行,同时,也为镍基合金管产品市场的开拓奠定了基础。
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