一种超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法技术

本发明专利技术公开了一种超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法，属于超超临界汽轮机转子用高氮不锈钢技术领域，用于解决现有的汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼方法生产流程长的问题。包括LF吹氮精炼、VD炉真空脱气和真空浇注；其中，超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢的N含量为450～550ppm。本发明专利技术的冶炼方法制备的超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢的纯净度较高，钢中气体H2≤1.5ppm，O2≤35ppm；工艺流程短，成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法


[0001]本专利技术属于超超临界汽轮机转子用高氮不锈钢
，具体涉及一种超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法。

技术介绍

[0002]超超临界燃煤发电技术是一种先进、高效的发电技术，它比超临界机组热效率高出约4％，相比常规燃煤发电机组优势就更加明显，年节约优质煤可达6000吨以上。未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界(SC)和超超临界(USC)火电机组，它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。
[0003]超超临界汽轮机高、中压转子使用材质为控氮不锈钢进行制造，由于超超临界转子服役条件恶劣，该控氮不锈钢材料对性能指标和无损检验标准要求极其严格。为满足技术标准要求，国外通常采用气体保护电渣重熔方式进行生产，其生产流程复杂、耗时长、成本高。

技术实现思路

[0004]鉴于上述分析，本专利技术旨在提供一种超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法，该方法生产流程短，耗时短，能够生产出纯净度高、化学成分合格的优质控氮不锈钢钢锭，适用于制备超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢。
[0005]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供了一种超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法，包括LF吹氮精炼、VD炉真空脱气和真空浇注；其中，超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢的N含量为450～550ppm。
[0007]进一步的，超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法包括：
[0008]步骤S1、钢水粗炼；
[0009]步骤S2、LF吹氮精炼；LF吹氮精炼过程中，脱氧前通过包底方砖向钢包内吹入氩气进行搅拌，脱氧后切换成氮气搅拌，使钢水中的氮含量达到接近饱和状态；
[0010]步骤S3、VD炉真空脱气；VD炉真空脱气包括：精炼钢水进入VD炉开始抽真空脱气，脱气完毕破坏真空后对钢水中的主要化学成分及气体取样分析，根据取样结果及Cr
ceq
计算加入氮化合金微调化学成分；然后底吹氩气进行软吹处理；出钢浇注前，硫含量小于0.002％，N含量为800～1500ppm；
[0011]步骤S4、真空浇注；浇注过程中对钢水流股和钢液面进行氩气保护，全程无氧化保护浇注得到超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢钢锭；其中，真空度1000Pa以下。
[0012]进一步的，所述步骤S1中，钢水粗炼的步骤包括：电炉中加入生铁和废钢原料，炉底铺上石灰提前造泡沫渣，加入渣料、吹氧助熔、给电完成熔化及脱磷任务；冶炼后期控制钢水终点碳含量≥0.05％。
[0013]进一步的，所述步骤S1中，出钢顺流加入不大于钢水总量20％的石灰以提前造渣。
[0014]进一步的，所述步骤S1中，石灰为活性石灰，其活性度大于310ml/4N
‑
HCL。
[0015]进一步的，所述步骤S2中，LF吹氮精炼过程中包括：粗炼钢水进入精炼炉，加入造渣材料；其中，造渣材料包括石灰和萤石，石灰和萤石的质量比为3～5:1。
[0016]进一步的，所述步骤S3中，VD炉真空脱气过程中，控制VD炉中的极限真空度≤267Pa，真空脱气过程时间为17～25min。
[0017]进一步的，所述步骤S3中，氩气软吹处理时，氩气流量80～150NL/min，时间15～20min。
[0018]进一步的，所述步骤S3中，真空脱气后根据Cr
ceq
≤7.5，调整钢中各元素控制范围。
[0019]进一步的，述步骤S4中，真空浇注时，真空度为1000Pa以下，钢水浇注速度5t/min以上。
[0020]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0021]a)本专利技术提供的超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法通过真空冶炼和真空浇注，明显提高钢水的纯净度，钢锭中气体和夹杂物均可控制在极低水平。
[0022]b)本专利技术提供的超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法通过LF吹氮精炼时提高钢水中的氮含量使其达到接近饱和程度；选取合适的脱氧造渣材料，对钢水进行纯净化处理，降低钢水中气体和夹杂物含量；钢水浇注过程中，通过控制合适的浇注温度、浇注速度和真空度，在对钢水进行进一步纯净化处理的同时，控制钢水中的氮含量达到要求范围，解决了含氮不锈钢化学成分控制难度大，尤其是N含量控制难的问题，能够制备得到N含量为450～550ppm的成分合格的优质超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢。
[0023]c)本专利技术提供的方法工艺流程短、成本低，生产周期较传统工艺减少30～40h，生产成本减少2000～3000元/吨，经济效益显著。
[0024]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以来实现和获得。
附图说明
[0025]附图仅用于示出具体专利技术的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0026]图1为本专利技术实施例1的冶炼铸锭方法简图。
具体实施方式
[0027]以下实施例对本专利技术进行详细描述。所述实施例是示例性的，旨在对本专利技术的最佳实施方案进行描述，并不对本专利技术的范围进行限制。
[0028]目前，超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢通常采用气体保护电渣重熔方式进行生产，其生产流程复杂、耗时长、成本高。专利技术人经过长期深入研究，采用VD炉真空脱气结合真空浇注的双真空方式生产化学成分合格的优质控氮不锈钢钢锭。需要说明的是，采用双真空方式生产含氮较高的超超临界汽轮机转子用钢，两次真空易导致钢中氮含量难以控制在较高范围，气体从钢水中扩散逸出趋势明显，氮含量难以模拟和计算，专利技术人经过长期深入研究：通过提高精炼后钢水中的氮含量使其达到接近饱和程度；选取合适的脱氧造渣材料，
对钢水进行纯净化处理，降低钢水中气体和夹杂物含量；钢水真空浇注过程中，通过控制合适的浇注温度、浇注速度和真空度，在对钢水进行进一步纯净化处理的同时，控制钢水中的氮含量达到要求范围。
[0029]本专利技术提供了一种超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法，包括LF吹氮精炼、VD炉真空脱气和真空浇注；其中，超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢的N含量为450～550ppm。
[0030]具体的，本专利技术冶炼的超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢的纯净度较高，每一检查部位上的任何一类型的夹杂物均不超过ASTM E45中JK纯净度等级2级；钢中气体H2≤1.5ppm，O2≤35ppm。
[0031]与现有技术相比，本专利技术提供的超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法通过VD炉真空脱气，结合真空浇注能够提高超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢的纯净度，同时制备得到N含量为450～550ppm的成分合格的优质超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢。
[0032]具体来说，上述超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法包括：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法，其特征在于，包括LF吹氮精炼、VD炉真空脱气和真空浇注；其中，超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢的N含量为450～550ppm。2.根据权利要求1所述的超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法，其特征在于，包括：步骤S1、钢水粗炼；步骤S2、LF吹氮精炼；LF吹氮精炼过程中，脱氧前通过包底方砖向钢包内吹入氩气进行搅拌，脱氧后切换成氮气搅拌，使钢水中的氮含量达到接近饱和状态；步骤S3、VD炉真空脱气；VD炉真空脱气包括：精炼钢水进入VD炉开始抽真空脱气，脱气完毕破坏真空后对钢水中的主要化学成分及气体取样分析，根据取样结果及Cr
ceq
计算加入氮化合金微调化学成分；然后底吹氩气进行软吹处理；出钢浇注前硫含量小于0.002％，N含量为800～1500ppm；步骤S4、真空浇注；浇注过程中对钢水流股和钢液面进行氩气保护，全程无氧化保护浇注得到超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢钢锭；其中，真空度1000Pa以下。3.根据权利要求2所述的超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法，其特征在于，所述步骤S1中，钢水粗炼的步骤包括：电炉中加入生铁和废钢原料，炉底铺上石灰提前造泡沫渣，完成熔化及脱磷；冶炼后期控制钢水终点碳含量≥0.05％。4.根据权利要求3所述的超超临界汽轮机转子用控氮不锈钢冶炼铸锭方法，其特征在于，所述步骤S1中...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建军，杨建春，胡建东，李金良，邢凯，王少波，伊士明，
申请(专利权)人：中国第一重型机械股份公司，
类型：发明
国别省市：