臨氫設備用12Cr2Mo1V耐熱鍛用鋼的留氧冶煉工藝研究
發布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新時間：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，尋求最優留氧工藝參數，以減少真空澆鑄時鋼液卷入的夾雜物，滿足產品質量要求。
臨氫設備用耐熱鋼長期工作在高溫、高壓環境下，會出現回火脆性現象，這主要是由于耐熱鋼中含有的As、Sn、Sb、P等雜質元素熔點較低，在耐熱鋼回火處理時，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合力，降低了鋼的晶界斷裂強度。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度。鋼中一定量的Mo則能阻礙雜質元素在晶界上偏聚，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備的制造。但是12Cr2Mo1V鍛用鋼的鋼液黏度較大，在真空澆鑄時，被卷入鋼液的中間包熔損耐材夾雜物上浮困難，不易去除，導致鋼材性能不合格。
上海重型機器廠、江蘇沙鋼集團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，尋求最優留氧工藝參數，以減少真空澆鑄時鋼液卷入的夾雜物，滿足產品質量要求。采用寶鋼、沙鋼產的生鐵，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As、Sn、Sb滿足內控要求。爐后除加Mo合金化外，不補加任何合金及脫氧元素。采用CaO=SiO2-CaF2基渣系進行精煉。LF精煉過程要進行留氧操作，目的是為了使鋼液氧含量合適，確保后續真空澆鑄終脫氧時的C-O反應合適。
臨氫設備按JB/T?4730.3-2005逐件進行100%超聲檢測。檢測要求：1）不允許有裂紋、白點及縮孔等缺陷；2）不允許有當量直徑≥Φ4mm連續缺陷信號；3）允許Φ2mm～Φ4mm分散缺陷存在，但相鄰兩個缺陷的距離不小于其較大缺陷直徑的7倍。工藝研究的結果表明：
（1）臨氫設備鍛用鋼鋼錠大，必須走真空澆鑄流程，終脫氧在真空澆鑄時進行。
（2）臨氫用12Cr2Mo1V鍛用鋼質量控制的關鍵是LF爐“留氧”操作，采用電石粒作脫氧劑，電石粒的用量要根據LF爐第一目標C含量來確定。
（3）合適的“留氧”可以使鋼流呈滴流狀態進入鋼錠模，有效去除中間包耐材熔損后進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?，鋼液在鋼錠模內翻滾，冒口內的夾雜物卷入錠身。
（5）經驗表明，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C-O反應產生的CO促使鋼液呈滴流狀態進入鋼錠模。
（6）中間包水口鋼液散流好壞對臨氫用12Cr2Mo1V鍛用鋼產品的檢測結果、力學性能有非常大的影響。
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