CN117965920A

CN117965920A - 一种uns no6025合金的冶炼方法

Info

Publication number: CN117965920A
Application number: CN202311770656.7A
Authority: CN
Inventors: 赵越; 王树财; 张鹏; 杨玉军; 张佳伟; 陈秀强; 王艾竹; 于杰
Original assignee: FUSHUN SPECIAL STEEL SHARES CO LTD
Current assignee: FUSHUN SPECIAL STEEL SHARES CO LTD
Priority date: 2023-12-21
Filing date: 2023-12-21
Publication date: 2024-05-03

Abstract

本发明公开一种UNS NO6025合金的冶炼方法，通过非真空感应炉+LF炉+VD炉+模铸相结合的炉外精炼冶炼方式，只经过冶炼后期一次成分调整，金属钇(钇铝合金)的收得率为20％～50％，收得率相对高，减少金属钇(钇铝合金)的消耗，冶炼成本更低；浇铸采用下铸法、氩气保护，有效的防止了钢液的二次氧化；炉外精炼更好地控制化学成分、低控气体元素含量(氢、氧、氮)和夹杂物；流程短，生产节奏更快，易于操作，且浇铸扁锭更方便后续锻制。本发明的优点在于：通过非真空感应炉+LF炉+VD炉+模铸相结合的炉外精炼方式冶炼UNS NO6025合金，精准控制化学成分，低控气体含量和夹杂物，并提供良好的锻制条件，保证UNS NO6025合金的成分和性能满足标准要求。

Description

一种UNS NO6025合金的冶炼方法

技术领域

本发明属于金属冶炼领域，具体涉及适用于UNS NO6025合金的一种新的冶炼方法。

背景技术

UNS NO6025合金是一种碳化物强化型的高温合金，为了提高合金的抗氧化和耐高温腐蚀性能，在合金中添加了铝、钛、锆、钇等元素。高温下UNS NO6025合金主要依靠铬、铝、钇元素形成的多层级的氧化膜来阻碍氧元素向合金内部迁移，进而提供了良好的抗氧化性能；较高的碳含量保证了合金内部碳化物的大量析出，并在1200℃下仍然有一定数量的保留，在高温下对合金起到强化的作用；而钛和锆的加入又促进了细小且弥散的碳化物和碳氮化物的形成，进一步提高了碳化物对合金的强化作用。由于合金优秀的耐高温、抗氧化、抗碳化性能，广泛应用于热处理、石油化工、汽车等多种工业领域，常见的应用包括：加热炉炉辊、炉膛夹具、旋转炉窑、现代燃烧器和热交换器等关键部件。UNS NO6025合金一直是国外进口材料，国外采用真空感应+电渣工艺冶炼，易氧化元素成分会有波动，尤其钇元素会降低很多，冶炼成本高。

发明内容

一种UNS NO6025合金的冶炼方法，采用非真空感应炉+LF炉+VD炉+模铸相结合的炉外精炼冶炼方式，解决现有方法存在的技术问题；合金标准化学成分，见表1；

表1

气体含量(氢、氧、氮)实测。

18mm厚板材标准室温拉伸性能见表2。

表2

本发明技术方案如下：

1.UNS NO6025合金的冶炼工艺流程为：非真空感应炉→LF炉→VD炉→加热→扒渣→调铝、钛→软吹→调锆、钇→模铸。

2.具体操作如下：

非真空感应炉：通过合理配料，将铬控制在25.50％～26.00％，铁控制在10.20％～10.70％；全熔取样温度不低于1600℃，出钢温度不低于1650℃，将钢水翻入准备好的钢包中。

LF炉：通过LF炉冶炼，钢包底吹氩气、三相电极给电、造渣、脱氧等工艺，控制钢液的温度、成分、气体含量以及去除夹杂物；造渣采用白灰+萤石渣系，白灰12kg/t～17kg/t，萤石10kg/t～15kg/t；脱氧剂采用铝系脱氧剂2kg/t～5kg/t。

VD炉：通过VD炉冶炼，控制钢液的气体含量，去除钢中的夹杂物；脱气时真空度不高于67pa，脱气时间不少于10min。

加热：脱气后温度低，加热补偿温度至1600℃～1620℃。

扒渣：扒出约30％渣量，减少钢包中的渣层厚度，提高铝、钛、锆、钇的收得率。

调铝、钛：按2.3％～2.5％加入铝锭，按0.15％～0.20％加入金属钛，并取样分析。

软吹：通过软吹进行脱氧及去除钢中的夹杂物，软吹时间不少于15min。

调锆、钇：按0.06％～0.10％加入海绵锆，按0.15％～0.20％加入金属钇或钇铝合金(含钇40％～80％)，海绵锆和金属钇(钇铝合金)用铝箔包好后将其加入钢液中，海绵锆收得率50％～80％，金属钇(钇铝合金)收得率20％～50％。

模铸：浇铸温度1510℃～1540℃，采用下注法浇铸6.5吨扁锭，浇铸时使用氩气保护，保护渣使用高温合金专用保护渣(主要包含三氧化二铝、氧化钙、二氧化硅等)。

对本发明创新点的说明：

本发明的UNS NO6025合金采用非真空感应炉+LF炉+VD炉+模铸工艺完全不同于国外的真空感应+电渣工艺。

质量方面：本发明浇铸采用下铸法、氩气保护，有效的防止了钢液的二次氧化；炉外精炼更好地控制化学成分、低控气体元素含量(氢、氧、氮)和夹杂物；

成本方面：国外工艺采用真空感应+电渣的冶炼工艺，易氧化元素经过电渣重熔后成分会有波动，尤其钇元素会降低很多；而本发明只经过冶炼后期一次成分调整，金属钇(钇铝合金)的收得率为20％～50％，收得率相对高，减少金属钇(钇铝合金)的消耗，冶炼成本更低。

效率方面：本发明流程短，生产节奏更快，易于操作，且浇铸扁锭更方便后续锻制。

本发明的优点在于：

通过非真空感应炉+LF炉+VD炉+模铸相结合的炉外精炼方式冶炼UNS NO6025合金，精准控制化学成分，低控气体含量和夹杂物，并提供良好的锻制条件，保证UNS NO6025合金的成分和性能满足标准要求。

具体实施方式

下面通过实施例详述本发明。

实施例1-3均采用非真空感应炉+LF炉+VD炉+模铸相结合的炉外精炼方式冶炼UNSNO6025合金，成功生产18mm厚板材。

实施例1

非真空感应炉：铬：25.85％、铁：10.35％，全熔取样温度1620℃，出钢温度1677℃。

LF炉：造渣采用白灰+萤石渣系，白灰14.7kg/t，萤石12.9kg/t；脱氧剂采用铝系脱氧剂3.7kg/t。

VD炉：脱气67pa保持10min。

扒渣：扒渣30％。

调铝、钛：按2.5％加入铝锭，按0.18％加入金属钛。

软吹：软吹18min。

调锆、钇：按0.10％加入海绵锆，按0.20％加入金属钇。

模铸：浇铸温度1530℃。

收得率：海绵锆收得率50％，金属钇收得率30％。

理化检验结果：化学成分见表3、气体成分见表4、18mm厚板材室温拉伸性能见表5。

实施例2

非真空感应炉：铬：25.72％、铁：10.42％，全熔取样温度1620℃，出钢温度1677℃。

VD炉：脱气67pa保持10min。

扒渣：扒渣30％。

调铝、钛：按2.4％加入铝锭，按0.17％加入金属钛。

软吹：软吹28min。

调锆、钇：按0.08％加入海绵锆，按0.18％加入金属钇。

模铸：浇铸温度1525℃。

收得率：海绵锆收得率56.3％，金属钇收得率38.9％。

实施例3

非真空感应炉：铬：25.78％、铁：10.38％，全熔取样温度1617℃，出钢温度1675℃。

LF炉：造渣采用白灰+萤石渣系，白灰14.9kg/t，萤石13.1kg/t；脱氧剂采用铝系脱氧剂4.1kg/t。

VD炉：脱气67pa保持10min。

扒渣：扒渣30％。

调铝、钛：按2.45％加入铝锭，按0.16％加入金属钛。

软吹：软吹20min。

调锆、钇：按0.08％加入海绵锆，按0.16％加入金属钇。

模铸：浇铸温度1530℃。

收得率：海绵锆收得率62.5％，金属钇收得率40.6％。

表3

表4

表5

Claims

1.一种UNS NO6025合金的冶炼方法，合金标准化学成分：碳：0.15％～0.25％，硅不大于0.50％，锰不大于0.15％，硫不大于0.010％，磷不大于0.020％，铬：24.00％～26.00％，铁：8.00％～11.00％，铝：1.80％～2.40％，钛：0.10％～0.20％，锆：0.01％～0.10％，钇：0.05％～0.12％，氢、氧、氮气体含量实测；18mm厚板材室温拉伸性能标准：抗拉强度，σ_b，不小于680MPa，屈服强度，σ_0.2，不小于270MPa，断后伸长率，δ₅，不小于30％；其特征在于，冶炼工艺流程为：非真空感应炉→LF炉→VD炉→加热→扒渣→调铝、钛→软吹→调锆、钇→模铸；

所述非真空感应炉：通过合理配料，将铬控制25.50％～26.00％，铁控制10.20％～10.70％；全熔取样温度不低于1600℃，出钢温度不低于1650℃，将钢水翻入准备好的钢包中；

所述LF炉：通过LF炉冶炼，钢包底吹氩气、三相电极给电、造渣、脱氧等工艺，控制钢液的温度、成分、气体含量以及去除夹杂物；造渣采用白灰+萤石渣系，白灰12kg/t～17kg/t，萤石10kg/t～15kg/t；脱氧剂采用铝系脱氧剂2kg/t～5kg/t；

所述VD炉：控制钢液的气体含量，去除钢中的夹杂物；脱气时真空度不高于67pa，脱气时间不少于10min；

所述加热：脱气后温度低，加热补偿温度至1600℃～1620℃；

所述扒渣：扒出约30％渣量，减少钢包中的渣层厚度，提高铝、钛、锆、钇的收得率；

所述调铝、钛：按2.3％～2.5％加入铝锭，按0.15％～0.20％加入金属钛，并取样分析；

所述软吹：通过软吹进行脱氧及去除钢中的夹杂物，软吹时间不少于15min；

所述调锆、钇：按0.06％～0.10％加入海绵锆，按0.15％～0.20％加入金属钇或钇铝合金，海绵锆和金属钇用铝箔包好后将其加入钢液中，海绵锆收得率50％～80％，金属钇收得率20％～50％；

模铸：浇铸温度1510℃～1540℃，采用下注法浇铸6.5吨扁锭，浇铸时使用氩气保护，保护渣使用高温合金专用保护渣，主要包含三氧化二铝、氧化钙、二氧化硅。

2.根据权利要求1所述一种UNS NO6025合金的冶炼方法，其特征在于，生产18mm厚板材，

非真空感应炉：铬：25.85％、铁：10.35％，全熔取样温度1620℃，出钢温度1677℃；

LF炉：造渣采用白灰+萤石渣系，白灰14.7kg/t，萤石12.9kg/t；脱氧剂采用铝系脱氧剂3.7kg/t；

VD炉：脱气67pa保持10min；

扒渣：扒渣30％；

调铝、钛：按2.5％加入铝锭，按0.18％加入金属钛；

软吹：软吹18min；

调锆、钇：按0.10％加入海绵锆，按0.20％加入金属钇；

模铸：浇铸温度1530℃；

收得率：海绵锆收得率50％，金属钇收得率30％；

化学成分分析结果：碳：0.20％，硅：0.36％，锰：0.09％，硫：0.001％，磷：0.012％，铬：25.1％，铁：10.05％，铝：2.20％，钛：0.16％，锆：0.05％，钇：0.06％，氢：2×10^-6，氧：10×10^-6，氮：105×10^-6；

18mm厚板材室温拉伸性能检验结果：抗拉强度：750MPa，屈服强度：330MPa，断后伸长率：38％。