一种大规格圆坯连铸镍基合金的方法技术

本发明专利技术公开了一种大规格圆坯连铸镍基合金的方法，它适用的镍基合金有NO8810、NO8825等，它包括下述依次的步骤：步骤一：精炼：钢水至精炼位，调整成分和渣系，后进行倒渣操作，经VD真空处理，VD后钙处理并软吹15分钟以上；步骤二：连铸：采用分体浸入式水口浇铸，浸入式水口插入深度80～110mm；拉速0.16～0.22m/min；采用三段式二冷，比水量0.11～0.15L/kg；结晶器中加入结晶保护渣，采用M+F‑EMS组合电磁搅拌，步骤三：入坑缓冷；步骤四：形成直径500mm圆形连铸坯。本方法连铸出的圆坯，表面无需修磨处理，能够满足后续电渣重熔和锻造要求。

A method of continuous casting nickel base alloy with large round billet

【技术实现步骤摘要】
一种大规格圆坯连铸镍基合金的方法
本专利技术涉及镍基合金连铸生产领域，是一种采用弧形连铸机大规格圆坯连铸镍基合金的方法。
技术介绍
镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金，一般Ni含量超过30％，常见产品的Ni含量都超过50％，由于具有超群的高温机械强度与耐蚀性质，一般是应用在540℃以上的高温环境，并依其使用场合，选用不同合金设计，多用于特殊耐蚀环境、高温腐蚀环境、需具备高温机械强度之设备。常应用于航天、能源、石化工业或特殊电子/光电等领域。此方法连铸的NO8810、NO8825镍基耐蚀合金，应用范围广泛，市场用量较大。现炼钢生产厂家采用大规格连铸镍基合金来取代模铸生产，降低生产成本，提高后续加工成材率。钢种化学成分：此类钢种合金含量高，液相线温度仅有1370℃～1400℃左右，且含有较多Ti以及Al元素，连铸可浇性极差，极易发生水口结瘤结死以及在浇铸过程中产生表面裂纹。对产品后续加工带来较大影响。
技术实现思路
为解决弧形连铸机连铸镍基合金表面及内部质量问题：本专利技术涉及一种大规格圆坯连铸镍基合金的方法，本方法连铸出连铸坯有效的控制镍基合金铸坯表面及心部缺陷，表面无裂纹、中心缩孔、中心裂纹均小于2.0级。能够满足下工序锻造、电渣重熔质量要求。根据本专利技术的大规格圆坯连铸镍基合金的方法，包括下述依次的步骤：步骤一：精炼：采用低熔点三元渣系，全程采用泡沫渣埋弧操作，禁用碳粉，防止增碳，加少量三氧化二铝粉，精炼过程小氩气操作，成分到位后进行倒渣操作。吊钢水至VD进行真空处理，VD后钙处理并软吹15分钟以上，控制气体含量[O]≤40ppmv，[N]≤300ppmv，[H]≤2ppmv。步骤二：采用弧形连铸机连铸，过热度30～45℃；采用侧孔浸入式水口浇铸，浸入式水口插入深度80～110mm；拉速0.16～0.22m/min；采用三段式二冷，比水量0.11～0.15L/kg；结晶器中加入结晶保护渣，采用M+F-EMS组合电磁搅拌，M-EMS(结晶器电搅)电流强度350A，频率3Hz；F-EMS(凝固末端电搅)电流强度450A，频率7Hz，且针对镍基合金冷却快、拉速慢的特点将末端电搅位置进行上移2m。步骤三：入坑缓冷，入坑前，缓冷坑进行红坯预热处理；预热至200℃左右。步骤四：形成直径500mm圆形连铸坯。具体情况下，步骤二中采用专用结晶保护渣：熔点1085℃，碱度0.90Pa.s，粘度(1300℃)1.6Poise，吨钢用量0.45～0.57kg/t。此保护渣专为镍基合金研制，熔点较常规保护渣大幅降低以保证保护渣良好的熔化性能，碱度和粘度也设计为较低值。成分如表1。表1结晶器保护渣成分成分SiO2CaOMgOAl2O3Fe2O3MnO2Na2OK2OFCH2O余量重量％30.422.72.686.430.310.1312.470.249.773.850.06杂质具体情况下，结晶器采用非正弦振动，振动参数选择额定振幅2.7mm，额定振频90次/min，非正弦率25％。具体情况下，三段式二冷的水量分配比：50：35：15。具体情况下，本专利技术的方法所适用的镍基合金是N08810、NO8825等。本专利技术连铸出直径500mm圆形连铸坯，表面无裂纹，表面质量可实现无修磨；中心缩孔、中心裂纹均小于2.0级。可作锻造和电渣重熔，与模铸相比提高成材率12～15％。具体实施方式下面结合实例详细说明本大规格圆坯连铸镍基合金的方法的具体实施方法，但本专利技术的具体实施方法不局限于下述实施例。实例一I.本实施例是在断面直径三机三流连铸机上进行，连铸镍基合金N08810，液相线温度1373℃。II.65吨钢水至LF炉取样、测温1556℃；通电升温，加300kg活性石灰、150米铝线脱氧造渣、视样采用电解锰调整成份。当温度、成份基本满足工艺要求。测温1625℃，进行倒渣操作。III.吊包至VD炉座包，测温1605℃，真空脱气处理，8分钟后真空度达0.35Pa，高真空保持14分钟。破空后，测温、取气体样并现场定氢；[O]：24ppmv；[N]：280ppmv；[H]：0.9ppmv。加钛铁650kg，喂Ф13mm硅钙包芯线500m。加入大包覆盖剂60kg，调整氩气压力，使钢液面微动，软吹氩15分钟，测温1525℃，吊包至连铸回转台。IV.大包开浇，中包钢水达11吨，测中包温度1520℃，中包钢水量达14吨开浇，先开中间流次，再分别开浇其它流次，加入结晶器保护渣，中包覆盖剂140kg；浸入式水口插入深度120mm。结晶器保护渣熔点1085℃，碱度0.90，粘度(1300℃)1.6Poise、吨钢用量0.57kg/t。V.采用非正弦振动，振动参数选择额定振幅2.7mm，额定振频90次/min，非正弦率25％。结晶器水量2900L/min，比水量0.11L/kg，采用三段式二冷，水量分配比：50:35:15。VI.起步拉速0.10m/min，铸坯出结晶器后缓慢提速至0.18m/min。铸坯出结晶器1.2m，开启结晶器电磁搅拌(350A/3Hz)；铸坯拉至10m开启末端电磁搅拌(450A/7Hz、50s-5s-50s交替搅拌)，末端电搅位置上移调整2米。开浇15min测温1459℃；拉速0.18m/min；25min测温1455℃；拉速0.18m/min；35min测温1448℃；拉速0.21m/min；大包结束，中包钢水量小于13吨，逐步缓慢降速至0.15m/min，中包余钢量达4吨时逐流停浇。VII.铸坯经火切后，迅速吊入经红坯预热至200℃左右的缓冷坑，红坯入坑温度580℃。VIII.本实施例生产的铸坯表面无裂纹、表面无需修磨处理，中心缩孔、中心裂纹均小于2.0级。实例二I.本实施例是在断面直径三机三流连铸机上进行，连铸镍基合金N08825，液相线温度1375℃。II.68吨钢水至LF炉取样、测温1546℃；通电升温，加300kg活性石灰、150米铝线脱氧造渣、视样采用电解锰调整成份。当温度、成份基本满足工艺要求。测温1633℃，进行倒渣操作。III.吊包至VD炉座包，测温1618℃，真空脱气处理，7分钟后真空度达0.45Pa，高真空保持16分钟。破空后，测温、取气体样并现场定氢；[O]：21ppmv；[N]：260ppmv；[H]：1.1ppmv。加钛铁2095kg，喂Ф9.5mm纯钙包芯线200m。加入大包覆盖剂60kg，调整氩气压力，使钢液面微动，软吹氩15分钟，测温1523℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大规格圆坯连铸镍基合金的方法，其特征在于，包括下述依次的步骤：/n步骤一：精炼：钢水至精炼位，调整成分和渣系，后进行倒渣操作，经VD真空处理，VD后钙处理并软吹15分钟以上，控制气体含量[O]≤40ppmv，[N]≤300ppmv，[H]≤2ppmv；/n步骤二：连铸：采用弧形连铸机浇铸，过热度控制在30～45℃；采用侧孔浸入式水口，浸入式水口插入深度80～110mm；拉速0.16～0.22m/min；采用三段式二冷，比水量0.11～0.15L/kg；结晶器中加入结晶保护渣，采用M+F-EMS组合电磁搅拌，M-EMS(结晶器电搅)电流强度350A，频率3Hz；F-EMS(凝固末端电搅)电流强度450A，频率7Hz，且针对镍基合金冷却快、拉速慢的特点将末端电搅位置进行上移调整；/n步骤三：入坑缓冷，入坑前，缓冷坑进行红坯预热处理；/n步骤四：形成直径500mm圆形连铸坯。/n

【技术特征摘要】
1.一种大规格圆坯连铸镍基合金的方法，其特征在于，包括下述依次的步骤：
步骤一：精炼：钢水至精炼位，调整成分和渣系，后进行倒渣操作，经VD真空处理，VD后钙处理并软吹15分钟以上，控制气体含量[O]≤40ppmv，[N]≤300ppmv，[H]≤2ppmv；
步骤二：连铸：采用弧形连铸机浇铸，过热度控制在30～45℃；采用侧孔浸入式水口，浸入式水口插入深度80～110mm；拉速0.16～0.22m/min；采用三段式二冷，比水量0.11～0.15L/kg；结晶器中加入结晶保护渣，采用M+F-EMS组合电磁搅拌，M-EMS(结晶器电搅)电流强度350A，频率3Hz；F-EMS(凝固末端电搅)电流强度45...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚彬，凌元祥，吕世建，郭长华，庞于思，廖斌，赵江，
申请(专利权)人：江阴华润制钢有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32