RG03-1214 ZG06Cr13Ni4Mo铸造不锈钢冶炼浇注操作工艺.doc

RG.03-12.14 ZG06Cr13Ni4Mo铸造不锈钢冶炼浇注操作工艺规程 第 9 页 共 9 页1 适用范围、钢号特性及用途1.1 本规程适用于JB/DQ1554-89中小型水轮机铸钢件技术条件与GB6967-86工程结构用中、高强度不锈钢铸件中规定的ZG06Cr13Ni4Mo。1.2 化学成分(wt.%)元 素CMnSiPSCrNiMo技术条件0.071.001.000.0350.03011.513.53.55.00.401.00控制成分0.060.400.700.400.800.0300.03012.013.53.84.50.500.80注：(1) 铸焊结构工程使用时C0.06%；(2) 残余元素：Cu0.50%，V0.03%，W0.10%，残余元素总量0.80%。1.3 机械性能（）屈服强度s（MPa）抗拉强度b(MPa)延伸率5（%）断面收缩率（%）冲击值AkV（J）硬度HB5507501535502172861.4 ZG06Cr13Ni4Mo用于水轮机的叶片及转轮室等铸钢件，具有良好的抗汽蚀、耐泥沙磨损和抗水下疲劳性能，并有较高的强度和韧性，还有较好的铸造性能和焊接性能。2 冶炼浇注特点2.1 本钢号要求C0.07%，尽量控制C0.06%，冶炼温度较高，因此，要求用无碳炉衬，能耐高温侵蚀。所用原材料必须清洁干燥。对于任何可能引起增碳的操作环节都要严格控制。必须保证吹氧终点碳0.03%。冶炼应安排在干燥、晴朗天气下进行。2.2 在不锈钢中加入稀土元素可以有效地改善钢的耐蚀性、铸造流动性和机械性能。为此，出钢时在钢包中以金属铈或混合稀土的形式加入0.150.20%Re。为了使稀元素脱氧产物易于上浮，出钢温度相应提高2030。2.3 在空气中浇钢，二次氧化会严重恶化铸件的内在质量。采用氩气保护浇注是防止二次氧化的有效措施。即在钢包水口与浇口之间安装吹氩保护罩，浇注前向浇注系统及型腔内通氩气驱除空气，降低保护罩内氧的分压，并在氩气保护下浇注。3 冶炼前的准备3.1 对炉体的要求3.1.1 采用无碳炉衬，在炉龄前期（新打结的炉衬5炉以后），炉体坚实，形状良好的炉况下冶炼。3.1.2 前一炉冶炼低碳钢，炉内不得残留废钢，尽量出尽炉渣，用镁砂（卤水粘结）仔细补好渣线，千万不得混入沥青。3.2 原材料3.2.1 石灰：采用新焙烧的优质石灰。还原期用的石灰一定要经过人工选择，选出烧透的块状石灰，装在料斗内，覆盖薄铁板烘烤，其中不得混入黑色或黄色块状物及碎屑。3.2.2 Fe-Cr：采用含C0.06%的微碳铬铁，准确过磅后逐块用干燥的压缩空气吹干净，装在料斗内用柴油喷枪烘烤。在喷枪下方Fe-Cr堆上放一浅盘，防止柴油滴入Fe-Cr增碳。烘烤温度600800，保温两小时左右。3.2.3 Ca-Si块及Ca-Si粉、金属锰、铝粉（粒）等使用前在100150下保温4小时以上。3.3 工具3.3.1 搅拌用的铁耙用低碳钢焊制。吹氧管采用高铝料作涂层，34mm厚，生料：熟料=1：1，用水玻璃作粘结剂，使用前烘干。扒渣后的渣耙经干燥后使用。4 冶炼浇注操作要点（新料氧化法）4.1 配料及装料4.1.1 钢铁料选用清洁少锈碳素废钢和低磷生铁组成。氧化熔损率按810%计算。即：出钢量（100%熔损率）钢铁料装入量各种铁合金加入量。 4.1.2 各种元素的配入：C：保证熔毕碳在0.35%，随炉料配入；P：0.030%；Cr：按规格上限配入，吹氧脱碳后加入烤红的微碳铬铁；Ni：按规格中限，随钢铁料加入；Mo：按规格中限，熔化末期加入；金属铈或混合稀土：0.150.20%，出钢时加入钢包中；1/3加入钢流，2/3用钟罩加入钢包内。4.1.3 装料前炉底垫石灰100150kg。然后按合理布料原则装入钢铁料。镍板装在炉底，避开电极。4.2 熔化4.2.1 调整好电极长度，去掉细腰尖梢，吹净电极横臂及炉盖上的积灰，检查电器、机械及水冷系统，设备正常方可送电熔化。用最大功率送电：220V，7.5 kA。4.2.2 熔化末期加钼铁，陆续加入23%石灰和适量矿石，提高初期渣的碱度和氧化性，以利前期去磷。4.2.3 炉料熔至75%左右吹氧助熔，加矿石1%，放渣。熔毕搅拌取样分析C、P、S，要求熔毕C0.35%。4.3 氧化4.3.1 熔清后，测温1560，根据含P量高低，加矿一批，自动流渣，取样分析C、P，当P0.010%，迅速扒去全部炉渣，加入石灰、萤石造新渣，要求流动性良好，以利吹氧去C。4.3.2 测温1580，按出钢量计算加入Fe-Si0.5% Si，单管吹氧，炉内有强烈炭火焰喷出后，提升电极，停电吹氧。4.3.3 吹氧过程中，每隔56分钟取样分析C，估计降到0.020.03%时，停止吹氧，搅拌后取样分析C、P、Cr、Ni、Mo，测温。4.3.4 停吹氧前35分钟，必须将电极、横臂、卡头及绝缘圈上的灰尘和氧化皮吹净。4.4 还原4.4.1 停吹氧后，插铝45kg/t，加0.5% Si的Fe-Si块，开出炉体，迅速一次加入烤红的微碳铬铁，尽量加在熔池中心。开进炉体，将暴露在渣面上的铬铁推入熔池，吹氧熔化铬铁，氧压：0.50.8 MPa，一边吹氧化铬铁，一边加入Fe-Si粉34 kg/t。4.4.2 铬铁化下渣面，打开炉门，专人指挥，手动降下电极，当三相电极端部距渣面约100mm，自动送电，电流67.5kA，不得黑灯，分两批加入Ca-Si粉共56kg/t,再分两批加入Al粉共45 kg/t，还原铬。4.4.3 当渣变稀，颜色发绿，停电扒净全部渣。用金属锰调Mn。重新造渣，石灰萤石41，渣量2%，要求渣料均匀铺平。4.4.4 用石棉绳封闭电极孔，送电220V（要求同上）。加Al粉一批7 kg/t，57分钟后，看渣，渣白，测温合适，停电提升电极，每搅6个耙子取一个试样，专人连取3样，作全分析，取还原第一、三样时取渣样。要求（FeO）0.5%，继续送电。用Al粉12kg/t，Ca-Si粉2kg/t，保持白渣。4.4.5 钢液在白渣下保持30分钟，根据还原3个试样分析结果调整成分，测温，要求在16401660之间。出钢前3分钟内加Fe-Ti，不计烧损加0.1%Ti。4.5 出钢、浇注4.5.1 提升电极，停电出钢，渣钢混出，大流集中，顺钢流加Ca-Si块1kg/t，金属铈或混合稀土1.52.0 kg/t，其中1/3加入钢流，2/3用钟罩插入钢包，包内取成品样并测温。4.5.2 采用3次以后的新钢包，用60mm水口，使用前清除包内残渣，烘烤要控制好风/油流量，避免柴油渗入包底，水口周围不得冒黑烟，出钢时专人指挥行车，镇静5分钟后浇注。4.5.3 松塞杆保险前，安装吹氩保护罩，钢包调至浇注场所，接通氩气管，对准浇口，放下保护罩，向罩内通氩气。然后开浇，通过窥孔观察钢流，观察型腔内钢液上升情况，调整氩气流量。4.5.4 不锈钢含Cr高，易氧化产生氧化物夹杂，应尽量快速浇注。浇注叶片时争取上升速度达到30mm/s，上冒口后，减慢注速，达到冒口1/3高度时加覆盖剂，达到浇注高度后，补加保温剂，确保保温效果。5 冶炼浇注操作要点（返回吹氧法）5.1 配料及装料：由本钢种或类似本钢种的返回钢（包括浇冒口及废铸件等）及优质低磷硫废钢组成。配料成分规定如下：C：比规格上限高0.100.15%，不足的碳可用高碳、低磷硫废钢配入或用大块废石墨电极于装料时加在炉底；P： 0.020%；S： 0.035%；Cr：按78% Cr配入；Ni、Mo：按控制成分的中、上限配入；Si：按CrSi101配入，不足的Si可以吹氧去C前用Fe-Si补足。装料前炉底垫石灰100150kg。5.2 熔化5.2.1 熔化期原则上不吹氧助熔。渣线以上炉料尽量用铁耙拉下，如必须吹氧时，时间不大于10分钟，以防铬在吹氧时过多氧化。5.2.2 钢中不足的Ni和Mo在熔化后期以镍板（球）和钼铁补足。5.2.3 炉料彻底熔清后，测温1600取样分析C、P、S、Cr、Ni、Mo。如渣层过厚，可加部分Fe-Si粉对炉渣预脱氧后，扒去部分熔化渣，调整渣的流动性，以利吹氧脱碳。5.3 吹氧脱碳：吹氧操作要求按氧化法操作要点中的4.3.2，4.3.3，4.3.4的规定执行。5.4 还原5.4.1 停吹氧后，向熔池插入铝饼45kg/t，加0.5%Si的Fe-Si块。迅速开出炉体，加入烤红的微碳铬铁，尽量加在熔池中心。炉体复位后送电（视具体情况决定是否吹氧化铬铁）。加入Fe-Si粉和Ca-Si粉各34kg/t对炉渣预脱氧。5.4.2 当Fe-Cr彻底熔清，渣变稀，颜色发绿，彻底扒去全部熔渣。先带电扒渣，然后停电扒渣。扒完渣后，用金属锰调Mn，在钢水面上加Ca-Si块2kg/t，再加入渣料，渣料配比：石