CN106893921A - 一种镍基合金电渣重熔冶炼的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镍基合金电渣重熔冶炼的方法，它包括下述步骤：Ⅰ.选镍基合金制成钢坯；Ⅱ.切割成长2200～2250mm、宽100～250mm的两块镍基合金钢坯；Ⅲ.将钛板加工成宽度40—105mm，长度300±50mm的钛板，加在两块镍基合金钢坯中间，再进行***面焊；钛板的宽度小于镍基合金钢坯；Ⅳ.电渣重熔，预熔渣系以三元渣CaF₂、CaO、Al₂O₃为基础，添加MgO，再添加TiO₂，制造新的预熔渣系；新的预熔渣加入量为每公斤镍基合金钢坯加0.045~0.065kg。本本镍基合金电渣重熔冶炼的方法电渣重熔过程中钛元素的烧损较少、铸锭中的Al元素含量较少并重熔后合金成分较均匀。

Description

一种镍基合金电渣重熔冶炼的方法

技术领域

本发明涉及一种电渣重熔冶炼的方法，特别是镍基合金电渣重熔冶炼的方法。

背景技术

电渣重熔是一种对一般冶炼方法生产的钢进行再精炼的工艺，其工作原理是电流通过渣池产生高温加热自耗电极，自耗电极顶端逐渐熔化形成金属熔滴，脱落穿过渣池，经水冷结晶器冷却在金属熔池内凝固形成铸锭。电渣重熔产品金属纯净、组织致密、成分均匀、表面光洁、使用性能优异。

本发明所设计的镍基合金是含钛含铝的全奥氏体铁镍铬合金，同时添加了Cu和Mo，在氧化和还原环境下都具有抗酸和碱腐蚀性能，主要应用于硫酸酸洗厂用得加热管和容器、海洋产品的管道***、石油工业的空气热交换器、食品和化工工业等领域。此合金是典型的高钛含铝型合金，电渣重熔时钛元素会大量烧损，达20%~40%，钛的平均回收率低，而且造成了熔锭上下部位成分严重不均匀，如2200～2250mm的坯料，铸锭中两端的Al元素相差0.11%。

发明内容

为了克服现有镍基合金电渣重熔冶炼的方法的上述不足，本发明提供一种电渣重熔过程中钛元素的烧损较少、铸锭中的Al元素含量较少并重熔后合金成分较均匀的镍基合金电渣重熔冶炼的方法。

本发明的基本构思是通过对钢坯切割加工及表面磨光处理，做成用于焊接的坯料，在焊接时，将钛板加入焊接的两块坯料中，并焊接坯料，一方面防止脱落，另一方面防止在电渣一开始的烧损，同时对选择的预熔渣成分和电渣重熔工艺，解决重熔过程中钛元素的烧损问题，实现了此铁镍基合金的电渣重熔冶炼工艺。

本镍基合金电渣重熔冶炼的方法为下述依次的步骤：

选镍基合金制成厚150~250mm的钢坯，镍基合金成分的重量百分比为：

0＜C≤0.075%， 0＜Si≤1.00%， 0＜Mn≤1.50%， P≤0.050%，

S≤0.050%，0＜Al≤0.20%，Cr 18.00~25.50%，Ni 30~46%，

Mo 2.0~3.5%，Cu 1.0~3.0%， Ti 0.6~1.5%，其余为Fe和不可避免杂质。

把钢坯切割成长2200～2250mm、宽100～250mm的镍基合金钢坯，镍基合金钢坯打有倒角（倒角45°、边长10mm），镍基合金钢坯内表面和外表面进行磨光处理（粗糙度Ra 2~10μm）共制作两块镍基合金钢坯。

将钛板加工成宽度40—105mm，长度300±50mm厚1.0±0.2mm的钛板，加在两块镍基合金钢坯中间，再对镍基合金钢坯进行***面焊，使钛板夹在镍基合金钢坯中间；并且钛板的宽度小于镍基合金钢坯坯料宽度的70mm。

电渣重熔，预熔渣系以三元渣CaF₂55±3重量份、CaO 22±2重量份与Al₂O₃ 20±2重量份为基础，添加MgO 3±0.5重量份，再添加上述四种总渣量7.8%±0.5%的TiO₂，制造新的预熔渣系。新的预熔渣（包括TiO₂ ）加入量为每公斤镍基合金钢坯加0.045~0.065kg。

上述的镍基合金电渣重熔冶炼的方法，其步骤特征是：在电渣重熔时，电压40~50V，电流7800~8000A，设定熔速3.5~4.5kg/min，渣阻摆动0.25~0.35mΩ。

本发明的有益效果

按照本发明提供的方法，解决了电渣重熔过程中钛元素的烧损问题，同时降低铸锭中的Al元素含量20%~30%，实现了此镍基合金的电渣重熔冶炼工艺。

附图说明

图1是钛板夹在两块镍基合金钢坯之间的端面示意图。

1—镍基合金钢坯，2—钛板， 3—外倒角，4—内倒角。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明进行详细说明，本发明的具体实施方式不局限于下述实施例。

实施例一

本实施例的镍基合金电渣重熔冶炼的方法为下述依次的步骤：

选镍基合金制成厚220mm的钢坯，镍基合金成分的重量百分比为：

C：0.009%，Si：0.23%，Mn：0.43%，P：0.015%，S：0.001%，

Al：0.18%，Cr：23.23%， Ni：39.16%， Mo：2.87%， Cu：2.05%，

Ti： 0.83%，其余为Fe和不可避免杂质。

把钢坯切割成长 2210mm、宽220mm、高220mm的镍基合金钢坯1两块，镍基合金钢坯1打有外倒角3与内倒角4，（倒角45°、外倒角3边长10mm，内倒角4即两镍基合金钢坯1相对的倒角，两边长15mm），电极表面进行磨光处理，粗糙度Ra 4.35μm。

将钛板加工成宽度100mm，长度300mm厚1.0mm的钛板2，加在两块镍基合金钢坯1中间，再将两块镍基合金钢坯1 焊接，使钛板2夹在镍基合金钢坯1中间，见图1。

电渣重熔，预熔渣系为55%的CaF₂、22%的CaO、20%的Al₂O₃、3%的MgO，预熔渣加入量为41.72kg，在预熔渣中添加3.25kg 的TiO₂ 。电渣重熔的电压46V，电流7900A，设定熔速4.0kg/min，渣阻摆动0.3mΩ。

本实施例中电渣重熔后铸锭Ti元素含量为0.83%，Al元素含量为0.16%，实现了电渣重熔保钛控铝的目的。

实施例二

本实施例的镍基合金电渣重熔冶炼的方法为下述依次的步骤：

选镍基合金制成厚220mm的钢坯，镍基合金成分的重量百分比为：

C：0.010%， Si：0.25%， Mn：0.38%， P：0.010%， S：0.001%，

Al：0.20%， Cr：23.12%， Ni：40.23%， Mo：2.96%， Cu：2.25%，

Ti：0.87%，其余为Fe和不可避免杂质。

把钢坯切割成长 2210mm、宽110mm、高220mm的镍基合金钢坯1两块，镍基合金钢坯1打有外倒角3与内倒角4，（倒角45°、外倒角3边长10mm，内倒角4即两镍基合金钢坯1相对的倒角，两边长15mm），电极表面进行磨光处理，粗糙度Ra 5.21μm。

将钛板加工成宽度40mm，长度300mm厚1.0mm的钛板2，加在两块镍基合金钢坯1中间，再将两块镍基合金钢坯1 焊接，使钛板2夹在镍基合金钢坯1中间，参见图1。

电渣重熔，预熔渣系为55%的CaF₂、22%的CaO、20%的Al₂O₃、3%的MgO，预熔渣加入量为20.86kg，在预熔渣中添加TiO₂ 1.63kg。电渣重熔工艺参数为电压45V，电流7850A，设定熔速3.8kg/min，渣阻摆动0.3mΩ。

本实施例电渣重熔后铸锭Ti元素含量为0.87%，Al元素量为0.17%，实现了电渣重熔保钛控铝的目的。

Claims (2)

1.一种镍基合金电渣重熔冶炼的方法，它包括下述依次的步骤：

选镍基合金制成厚150~250mm的钢坯，镍基合金成分的重量百分比为：

0＜C≤0.075%，0＜Si≤1.00%，0＜Mn≤1.50%，P≤0.050%，

S≤0.050%，0＜Al≤0.20%，Cr 18.00~25.50%，Ni 30~46%，

Mo 2.0~3.5%，Cu 1.0~3.0%，Ti 0.6~1.5%，其余为Fe和不可避免杂质；

切割成长2200～2250mm、宽100～250mm的镍基合金钢坯，镍基合金钢坯有倒角，镍基合金钢坯内表面和外表面进行磨光处理，制作两块镍基合金钢坯；

将钛板加工成宽度40—105mm，长度300±50mm厚1.0±0.2mm的钛板，加在两块镍基合金钢坯中间，再对镍基合金钢坯进行***面焊，使钛板夹在镍基合金钢坯中间；并且钛板的宽度小于镍基合金钢坯宽度的70mm；

电渣重熔，预熔渣系以三元渣CaF₂ 55±3重量份、CaO 22±2重量份与Al₂O₃ 20±2重量份为基础，添加MgO 3±0.5重量份，再添加上述四种总渣量7.8%±0.5%的TiO₂，制造新的预熔渣系，新的预熔渣加入量为每公斤镍基合金钢坯加0.045~0.065kg。

2.根据权利要求1所述的一种镍基合金电渣重熔冶炼的方法，其步骤特征是： 在电渣重熔时，电压40~50V，电流7800~8000A，设定熔速3.5~4.5kg/min，渣阻摆动0.25~0.35mΩ。