一种超超临界火电机组用高温合金铸锭的三真空冶炼工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种超超临界火电机组用高温合金铸锭的三真空冶炼工艺，包括以下步骤进行，真空感应熔炼，包括以下步骤，根据超超临界火电机组用高温合金成分要求，称取原材料

【技术实现步骤摘要】
一种超超临界火电机组用高温合金铸锭的三真空冶炼工艺


[0001]本专利技术属于高温合金熔炼
，具体涉及一种超超临界火电机组用高温合金铸锭的三真空冶炼工艺
。

技术介绍

[0002]随着超超临界火电机组的服役温度和压力上升到
650℃/700℃/35MPA
，传统的奥氏体不锈钢
、
马氏体耐热钢等受制于材料性能已经不能满足长期稳定运行的要求
。
上个世纪欧洲在超超临界发电技术中提出了
Nimonic263
镍基合金，并在其成分基础上优化出了用于超超临界火电机组的高温合金
617B。
日本的
Sumitomo
公司
、
瑞典的
Sandvik
公司也在积极发展
Fe
‑
Ni
基高温合金
HR6W、Sanicro25
，作为机组的候选材料
。
中国在二十世纪初引进了超临界及超超临界机组计划，并在
Fe
‑
Ni
基
GH2984
基础上，研发耐高温高压材料，超超临界火电机组用高温合金已成为火力发电行业的研究和发展方向
。
[0003]目前超超临界火电机组用高温合金多是经过两联熔炼制备，即真空感应熔炼
+
真空自耗熔炼
。
真空感应熔炼浇注的电极内部存在大量缩孔和氧化夹杂物，使得后续真空自耗熔炼过程不稳定性增加，造成铸锭成分和纯净度水平的波动
。
因此，为了推进超超临界火电机组用高温合金的使用，需要开发合理的熔炼工艺，改善自耗电极质量，控制铸锭成分均匀性的同时改善杂质元素含量
。
[0004]本专利技术重点用于超超临界火电机组用高温合金铸锭熔炼，铸锭主要合金元素
Ni
余，
Fe(22
％～
30
％
)
，
C(0.03
％～
0.06
％
)
，
Al+Ti(3
％～6％
)
，
Cr(17
％～
21
％
)
，
Mo(0.2
％～
0.6
％
)
，
W(0.2
％～
0.8
％
)
，
Co(1.5
％～
3.0
％
)
，
B(0.002
％～
0.008
％
)。
为保证本专利技术所用
Φ
508mm
规格铸锭的成分均匀性良好且杂质元素水平更低
。
主要的创新点包括：采用真空感应熔炼
+
一次真空自耗获得致密且成分均匀的电极，再对电极进行二次真空自耗重熔进一步精炼去除杂质，保证形成杂质元素含量更低的铸锭
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种超超临界火电机组用高温合金铸锭的三真空冶炼工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种超超临界火电机组用高温合金铸锭的三真空冶炼工艺，包括以下步骤进行：
[0008]S1.
真空感应熔炼，包括以下步骤：
[0009]S11.
根据超超临界火电机组用高温合金成分要求，称取原材料
Ni
板
、
纯
Fe、
石墨
、Al
豆
、Ti
块
、
金属
Cr、Mo
条
、NiW
合金
、Co
和
NiB
合金；
[0010]S12.
在真空感应炉上，采用合理的加料顺序
、
精炼温度
、
精炼时间和浇注温度将上述原材料熔炼并浇注为一次真空自耗熔炼所需的
Φ
430mm
的自耗电极；
[0011]S13.
对自耗电极热退火，随炉冷却；
[0012]S2.
一次真空自耗熔炼，包括以下步骤：
[0013]S21.
采用打磨或车光的方式处理电极表面氧化皮；
[0014]S22.
在真空自耗炉上，采用熔速
+
熔滴控制，经起弧
、
稳定熔炼和热封顶阶段，将自耗电极重熔为
Φ
508mm
自耗铸锭；
[0015]S3.
锻电极，将一次真空自耗熔炼出的
Φ
508mm
铸锭加热到锻造温度并保温一定时间，随后在
80MN
快锻机拔长为二次真空自耗熔炼所需的
Φ
430mm
的自耗电极，使其直径满足二次真空自耗熔炼装炉需求；
[0016]S4.
二次真空自耗熔炼，包括以下步骤：
[0017]S41.
采用打磨或车光的方式处理电极表面氧化皮；
[0018]S42.
在真空自耗炉上，采用熔速
+
熔滴控制，经起弧
、
稳定熔炼和热封顶阶段，将自耗电极重熔为
Φ
508mm
自耗铸锭
。
[0019]作为优选，所述步骤
S11
中高温合金配入的杂质元素
O≤0.01
％，
N≤0.002
％
。
[0020]作为优选，所述步骤
S12
中加料顺序依次为
Ni、C、Fe、Mo、W、Co、Cr、Al、Ti、B
；精炼温度为
(1500
～
1550)℃
，精炼时间为
(10
～
60)min
，浇注温度为
(1450
～
1550)℃
，锭模名义直径为
Φ
430mm。
[0021]作为优选，所述步骤
S13
中退火制度为
(800
～
1000)℃/(6
～
10)h。
[0022]作为优选，所述步骤
S22
中自耗结晶器名义直径为
Φ
508mm
，熔速为
(3.0
～
5.0)kg/min
，熔滴为
(2.0
～
12.0)1/s。
[0023]作为优选，所述步骤
S3
中锻造温度为
(1050℃
～
1150)℃
，保温时间为
(10
～
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超超临界火电机组用高温合金铸锭的三真空冶炼工艺，其特征在于，包括以下步骤进行：
S1.
真空感应熔炼，包括以下步骤：
S11.
根据超超临界火电机组用高温合金成分要求，称取原材料
Ni
板
、
纯
Fe、
石墨
、Al
豆
、Ti
块
、
金属
Cr、Mo
条
、NiW
合金
、Co
和
NiB
合金；
S12.
在真空感应炉上，采用合理的加料顺序
、
精炼温度
、
精炼时间和浇注温度将上述原材料熔炼并浇注为一次真空自耗熔炼所需的
Φ
430mm
的自耗电极；
S13.
对自耗电极热退火，随炉冷却；
S2.
一次真空自耗熔炼，包括以下步骤：
S21.
采用打磨或车光的方式处理电极表面氧化皮；
S22.
在真空自耗炉上，采用熔速
+
熔滴控制，经起弧
、
稳定熔炼和热封顶阶段，将自耗电极重熔为
Φ
508mm
自耗铸锭；
S3.
锻电极，将一次真空自耗熔炼出的
Φ
508mm
铸锭加热到锻造温度并保温一定时间，随后在
80MN
快锻机拔长为二次真空自耗熔炼所需的
Φ
430mm
的自耗电极，使其直径满足二次真空自耗熔炼装炉需求；
S4.
二次真空自耗熔炼，包括以下步骤：
S41.
采用打磨或车光的方式处理电极表面氧化皮；
S42.
在真空自耗炉上，采用熔速
+
熔滴控制，经起弧
、
稳定熔炼和热封顶阶段，将自耗电极重熔为
Φ
508mm
自耗铸锭
。2.
根据权利要求1所述的一种超超临界火电机组用高温合金铸锭的三真空冶炼工艺，其特征在于：所述步骤
S11
中高温合金配入的杂质元素
O≤0.01

【专利技术属性】
技术研发人员：张理想，孙明煜，王东伟，李志兴，曹国鑫，阚志，付宝全，袁勇，严靖博，刘鹏，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司华能国际电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：