臨氫設(shè)備用12Cr2Mo1V耐熱鍛用鋼的留氧冶煉工藝研究
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更新時(shí)間：2016-04-23
研究了12Cr2Mo1V鍛用鋼的留氧冶煉工藝，分析了留氧操作對鋼錠性能的影響，尋求最優(yōu)留氧工藝參數(shù)，以減少真空澆鑄時(shí)鋼液卷入的夾雜物，滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。
臨氫設(shè)備用耐熱鋼長期工作在高溫、高壓環(huán)境下，會出現(xiàn)回火脆性現(xiàn)象，這主要是由于耐熱鋼中含有的As、Sn、Sb、P等雜質(zhì)元素熔點(diǎn)較低，在耐熱鋼回火處理時(shí)，它們會向奧氏體晶界偏聚，減弱了奧氏體晶界上原子間的結(jié)合力，降低了鋼的晶界斷裂強(qiáng)度。向鋼中加入一定量的Cr可提高鋼的淬透性、抗氧化性、耐氣體腐蝕能力及蠕變強(qiáng)度。鋼中一定量的Mo則能阻礙雜質(zhì)元素在晶界上偏聚，防止析出Fe3CⅡ，從而有效抑制耐熱鋼的這種高溫回火脆性。因此12Cr2Mo1V耐熱鍛用鋼常被用于臨氫設(shè)備的制造。但是12Cr2Mo1V鍛用鋼的鋼液黏度較大，在真空澆鑄時(shí)，被卷入鋼液的中間包熔損耐材夾雜物上浮困難，不易去除，導(dǎo)致鋼材性能不合格。
上海重型機(jī)器廠、江蘇沙鋼集團(tuán)等單位的研究人員研究了12Cr2Mo1V鍛用鋼的留氧冶煉工藝，分析了留氧操作對鋼錠性能的影響，尋求最優(yōu)留氧工藝參數(shù)，以減少真空澆鑄時(shí)鋼液卷入的夾雜物，滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。采用寶鋼、沙鋼產(chǎn)的生鐵，生鐵配入量不低于35%，本鋼種返回料用量不大于40%，其余為船用鋼板剪切料。確保熔清時(shí)As、Sn、Sb滿足內(nèi)控要求。爐后除加Mo合金化外，不補(bǔ)加任何合金及脫氧元素。采用CaO=SiO2-CaF2基渣系進(jìn)行精煉。LF精煉過程要進(jìn)行留氧操作，目的是為了使鋼液氧含量合適，確保后續(xù)真空澆鑄終脫氧時(shí)的C-O反應(yīng)合適。
臨氫設(shè)備按JB/T?4730.3-2005逐件進(jìn)行100%超聲檢測。檢測要求：1）不允許有裂紋、白點(diǎn)及縮孔等缺陷；2）不允許有當(dāng)量直徑≥Φ4mm連續(xù)缺陷信號；3）允許Φ2mm～Φ4mm分散缺陷存在，但相鄰兩個(gè)缺陷的距離不小于其較大缺陷直徑的7倍。工藝研究的結(jié)果表明：
（1）臨氫設(shè)備鍛用鋼鋼錠大，必須走真空澆鑄流程，終脫氧在真空澆鑄時(shí)進(jìn)行。
（2）臨氫用12Cr2Mo1V鍛用鋼質(zhì)量控制的關(guān)鍵是LF爐“留氧”操作，采用電石粒作脫氧劑，電石粒的用量要根據(jù)LF爐第一目標(biāo)C含量來確定。
（3）合適的“留氧”可以使鋼流呈滴流狀態(tài)進(jìn)入鋼錠模，有效去除中間包耐材熔損后進(jìn)入鋼液中的外來夾雜物。
（4）“留氧”太少，中間包水口鋼液散流不好，夾雜物卷入錠身?！傲粞酢碧?，鋼液在鋼錠模內(nèi)翻滾，冒口內(nèi)的夾雜物卷入錠身。
（5）經(jīng)驗(yàn)表明，控制好VD前后鋼液的活度氧，這樣的留氧操作能確保真空澆鑄時(shí)C-O反應(yīng)產(chǎn)生的CO促使鋼液呈滴流狀態(tài)進(jìn)入鋼錠模。
（6）中間包水口鋼液散流好壞對臨氫用12Cr2Mo1V鍛用鋼產(chǎn)品的檢測結(jié)果、力學(xué)性能有非常大的影響。
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