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临氢设备用12Cr2Mo1V耐热锻用钢的留氧冶炼工艺研究

发布人:上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn 更新时间:2016-04-23
研究了12Cr2Mo1V锻用钢的留氧冶炼工艺,分析了留氧操作对钢锭性能的影响,寻求最优留氧工艺参数,以减少真空浇铸时钢液卷入的夹杂物,满足产品质量要求。
临氢设备用耐热钢长期工作在高温、高压环境下,会出现回火脆性现象,这主要是由于耐热钢中含有的As、Sn、Sb、P等杂质元素熔点较低,在耐热钢回火处理时,它们会向奥氏体晶界偏聚,减弱了奥氏体晶界上原子间的结合力,降低了钢的晶界断裂强度。向钢中加入一定量的Cr可提高钢的淬透性、抗氧化性、耐气体腐蚀能力及蠕变强度。钢中一定量的Mo则能阻碍杂质元素在晶界上偏聚,防止析出Fe3C,从而有效抑制耐热钢的这种高温回火脆性。因此12Cr2Mo1V耐热锻用钢常被用于临氢设备的制造。但是12Cr2Mo1V锻用钢的钢液黏度较大,在真空浇铸时,被卷入钢液的中间包熔损耐材夹杂物上浮困难,不易去除,导致钢材性能不合格。
上海重型机器厂、江苏沙钢集团等单位的研究人员研究了12Cr2Mo1V锻用钢的留氧冶炼工艺,分析了留氧操作对钢锭性能的影响,寻求最优留氧工艺参数,以减少真空浇铸时钢液卷入的夹杂物,满足产品质量要求。采用宝钢、沙钢产的生铁,生铁配入量不低于35%,本钢种返回料用量不大于40%,其余为船用钢板剪切料。确保熔清时As、Sn、Sb满足内控要求。炉后除加Mo合金化外,不补加任何合金及脱氧元素。采用CaO=SiO2-CaF2基渣系进行精炼。LF精炼过程要进行留氧操作,目的是为了使钢液氧含量合适,确保后续真空浇铸终脱氧时的C-O反应合适。
临氢设备按JB/T 4730.3-2005逐件进行100%超声检测。检测要求:1)不允许有裂纹、白点及缩孔等缺陷;2)不允许有当量直径≥Φ4mm连续缺陷信号;3)允许Φ2mm~Φ4mm分散缺陷存在,但相邻两个缺陷的距离不小于其较大缺陷直径的7倍。工艺研究的结果表明:
(1)临氢设备锻用钢钢锭大,必须走真空浇铸流程,终脱氧在真空浇铸时进行。
(2)临氢用12Cr2Mo1V锻用钢质量控制的关键是LF炉“留氧”操作,采用电石粒作脱氧剂,电石粒的用量要根据LF炉第一目标C含量来确定。
(3)合适的“留氧”可以使钢流呈滴流状态进入钢锭模,有效去除中间包耐材熔损后进入钢液中的外来夹杂物。
(4)“留氧”太少,中间包水口钢液散流不好,夹杂物卷入锭身。“留氧”太多,钢液在钢锭模内翻滚,冒口内的夹杂物卷入锭身。
(5)经验表明,控制好VD前后钢液的活度氧,这样的留氧操作能确保真空浇铸时C-O反应产生的CO促使钢液呈滴流状态进入钢锭模。
(6)中间包水口钢液散流好坏对临氢用12Cr2Mo1V锻用钢产品的检测结果、力学性能有非常大的影响。

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