【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种镍基高温合金冶炼的方法，属于冶金。
技术介绍
1、镍基高温合金是以镍为基体，镍含量一般大于50％、在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。针对超超临界燃煤发电技术达的需求，研制超超临界汽轮机汽缸用新型镍基耐热合金，是许多冶金工作者感兴趣的合金。高温镍基合金一般要求c、si、mn含量低，一般为超低碳c≤0.06％，fe元素为杂质元素，气体元素o、n≤100ppm，因此化学成分控制均非常困难。为了获得纯净极高的钢液，降低气体含量与残余有害元素含量；同时由于部分合金中有易氧化元素如al，ti等存在，非真空方式冶炼难以控制；为了获得更好的性能镍基耐热合金，通常采用真空感应炉熔炼，甚至用真空感应冶炼加真空自耗炉或电渣炉重熔方式进行10吨级以下的生产，这样的生产成本高同时也无法大型化生产，目前生产多是10吨级以下产品。例如，cn 115125339a公开了一种超高温镍基合金及其制备方法，其熔炼方法包括：通过高压将镍铬电热合金粉体压送至真空感应熔炼炉底的透气砖中进行熔炼。需要采用真空感应冶炼。
2、目前，仅有电弧炉、钢包炉等设备的传统重机行业，在生产镍基高温合金的过程中无法有效地控制杂质元素和气体含量，这些限制了镍基高温合金在重机行业的生产，很难生产出纯净度要求极高的高温合金。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种新的镍基高温合金冶炼方法。
2、为达到本专利技术的目的，所述镍基高温合金的质量百分比成分为：
3、c≤0.06％，si≤0.50％，mn≤0.50％，p≤0.015％，s≤0.015％，ni＝60～70％，cr＝20～23％，mo＝8～10％，nb＝3～4％，fe≤5％，b≤0.005％，co≤1.0％，al≤0.40％，ti≤0.40％，o≤0.01％，n≤0.02％；
4、所述镍基高温合金冶炼的方法包括：
5、电弧炉熔化合金粗炼→钢包炉熔渣精炼→钢包炉vod精炼→钢包炉调整成分、温度、终脱氧→浇注；
6、所述电弧炉熔化合金粗炼采用的ni、cr、mo、nb原料为纯度≥99％的金属级合金或镍基高温合金返回料；
7、所述钢包炉熔渣精炼包括：将电弧炉熔化的合金倒入钢包炉内重新造精炼渣，扩散脱氧，调整合金成分，将合金成分调整到质量百分比cr＝22～23％、mo＝8～10％、ni＝63～68％；
8、所述钢包炉vod精炼包括：将所述钢包炉熔渣精炼后的钢液倒入vod钢包中进行吹氧脱碳操作，去除钢中的碳、气体元素h、n，再进行一次碳脱氧操作和一次高真空操作，进一步去除钢中氧和气体元素含量，使c≤0.06％和n≤0.02％，如果c＞0.06％和/或n＞0.02％，则重复钢包炉vod精炼使c≤0.06％和n≤0.02％；
9、所述碳脱氧操作和一次高真空的真空度均在133pa以下；
10、所述钢包炉调整成分包括微调成分，将合金成分调整到质量百分比nb＝3～4％；
11、所述终脱氧的脱氧材料使用不含碳和不含硅的材料；
12、所述浇注还采取了防氧化措施。
13、浇注条件会影响氧含量，铸件浇注是在空气环境中进行的，浇注时需要采取二次防氧化措施，例如型腔提前进行氩气置换，浇注时采用环氩和保护罩保护注流浇注等等常规的浇注防氧化措施。
14、所述电弧炉熔化合金粗炼采用的ni、cr、mo、nb原料为纯度≥99％的金属级合金，例如，电解板、金属铬、钼条、铌条或熔炼铌等。
15、所述返回料是指钢包炉精炼过后，完全符合标准要求，浇注产品后多余的钢液浇注形成的料块、浇钢通道的残钢、产品切割弃之不用的冒口料等可回收的废料。
16、碳脱氧操作，即vcd。
17、一般合金钢水进行一次钢包炉vod精炼操作即可，如果合金钢水c、n含量过高、操作不当等原因有可能造成进行一次上述操作后，合金钢水的c仍＞0.06％、n仍＞0.02％，重复vod精炼操作，使c≤0.06％、n≤0.02％即可。
18、在一种具体实施方式中，当所述原料为纯度≥99％的金属级合金时，所述电弧炉熔化合金粗炼的方法为采用电炉少吹氧、熔化合金法；当所述原料为镍基高温合金返回料时，所述电弧炉熔化合金粗炼的方法为电炉少吹氧、熔化返回合金料法。“电炉少吹氧、熔化合金法”和“电炉少吹氧、熔化返回合金料法”操作上没有区别，都是尽可能的用最少的氧气熔化合金或返回料，以减少烧损。
19、在一种具体实施方式中，所述电弧炉和钢包炉熔渣精炼的钢包炉采用的耐火材料为镁碳砖或镁砖。
20、在一种具体实施方式中，所述电弧炉的炉体采用新砌筑炉体。如果连续生产该类材质或成分相似材质时，能保证钢包炉精炼后钢液中元素含量，尤其是杂质元素不超标，则不需要使用新砌筑炉体，如果电弧炉生产其它材质或成分差别大的材质时，不能保证钢包炉精炼后钢液中元素含量，尤其是杂质元素超标，则需要使用新砌筑炉体。
21、在一种具体实施方式中，所述电弧炉使用前还清除干净残钢残渣。
22、残钢残渣为上一炉使用后的残钢残渣。
23、在一种具体实施方式中，所述钢包炉vod精炼采用的耐火材料不含碳、耐侵蚀、耐高温。
24、在一种具体实施方式中，所述钢包炉vod精炼采用的耐火材料为镁铬砖、镁铝尖晶石砖。
25、在一种具体实施方式中，所述扩散脱氧材料为碳粉、铝粒中的至少一种，终脱氧材料为铝线、铝块、海绵钛中的至少一种；所述扩散脱氧材料的加入频次优选为：5～20kg/次、5～20min/次。
26、在一种具体实施方式中，所述镍基高温合金的成分中h的含量≤1ppm。
27、在一种具体实施方式中，所述镍基高温合金的成分中o≤0.002％，n≤0.004％。
28、有益效果：
29、本专利技术方法可以充分的利用电弧炉和精炼炉等传统设备，提高镍基高温合金的产量和大型化。解决了镍基高温合金真空感应炉无法大型化生产以及重机行业传统生产过程中存在的杂质元素和气体含量控制的困难。
30、本专利技术的方法可以生产得到纯净度高镍基高温合金。
31、本专利技术的原料可以采用合金成分能满足残余元素要求的镍基高温合金返回料，可大幅度降低生产成本。
32、本专利技术冶炼出的镍基高温合金炉前气体含量可达到：h≤1.0ppm、o≤20ppm、n≤40ppm。
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1.镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述镍基高温合金的质量百分比成分为：
2.根据权利要求1所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，当所述原料为纯度≥99％的金属级合金时，所述电弧炉熔化合金粗炼的方法为采用电炉少吹氧、熔化合金法；当所述原料为镍基高温合金返回料时，所述电弧炉熔化合金粗炼的方法为电炉少吹氧、熔化返回合金料法。
3.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述电弧炉和钢包炉熔渣精炼的钢包炉采用的耐火材料为镁碳砖或镁砖。
4.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述电弧炉的炉体采用新砌筑炉体。
5.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述电弧炉使用前还清除干净残钢残渣。
6.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述钢包炉VOD精炼采用的耐火材料不含碳、耐侵蚀、耐高温。
7.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述钢包炉VOD精炼采用的耐火材料为镁铬砖、镁铝尖晶石砖。
9.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述镍基高温合金的成分中H的含量≤1ppm。
10.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述镍基高温合金的成分中O≤0.002％，N≤0.004％。
...【技术特征摘要】
1.镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述镍基高温合金的质量百分比成分为：
2.根据权利要求1所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，当所述原料为纯度≥99％的金属级合金时，所述电弧炉熔化合金粗炼的方法为采用电炉少吹氧、熔化合金法；当所述原料为镍基高温合金返回料时，所述电弧炉熔化合金粗炼的方法为电炉少吹氧、熔化返回合金料法。
3.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述电弧炉和钢包炉熔渣精炼的钢包炉采用的耐火材料为镁碳砖或镁砖。
4.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述电弧炉的炉体采用新砌筑炉体。
5.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金冶炼的方法，其特征在于，所述电弧炉使用前还清除干净残钢残渣。
6.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：方迁，李林，叶成立，邓琴，金杨，杨先芝，王承，李连龙，路正平，邱斌，
申请(专利权)人：二重德阳重型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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