一種25Cr2Ni4MoV轉(zhuǎn)子鋼的冶煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煉鋼工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種25Cr2Ni4MoV轉(zhuǎn)子鋼的冶煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著近年來(lái)電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，火電設(shè)備已進(jìn)入更高層次的發(fā)展時(shí)期，主要著 眼于提高效率，降低污染、耗能和成本。電力設(shè)備正向著高參數(shù)、大容量、自動(dòng)化方向發(fā)展。 機(jī)組的不斷大型化，轉(zhuǎn)子鍛件尺寸重量的增加，對(duì)材料的力學(xué)性能、冶金質(zhì)量、鍛造設(shè)備及 質(zhì)量要求也越來(lái)越高。這也相應(yīng)地對(duì)鋼錠冶煉工藝提出了更高的要求。
[0003] 25Cr2Ni4M〇V鋼是一種低碳高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)鋼，各項(xiàng)力學(xué)性能均較為優(yōu)越，是目前 多種汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的首選材質(zhì)。傳統(tǒng)冶煉工藝脫氧一般通過(guò)初煉爐出鋼及LF精煉結(jié)束 時(shí)加入脫氧劑的沉淀脫氧方式，脫氧產(chǎn)物多為氧化鋁、氧化硅等高熔點(diǎn)夾雜，尺寸較小的夾 雜物在精煉及澆注過(guò)程不能及時(shí)上浮排除而留在鋼液中，導(dǎo)致鋼水澆注過(guò)程水口結(jié)瘤，致 使鋼錠夾雜物含量較高，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量；另外，V含量也是影響轉(zhuǎn)子質(zhì)量的關(guān)鍵因素， 過(guò)高容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在鍛造過(guò)程中開裂，過(guò)低不僅產(chǎn)品性能難以保證，還會(huì)引起轉(zhuǎn)子熱處理 晶粒粗大；同時(shí)，研宄表明，鋼中的磷會(huì)引起鋼的回火脆化，硫會(huì)導(dǎo)致鋼的韌性降低；當(dāng)鋼 中含氫量較高時(shí)，冷卻過(guò)程中的相變會(huì)引起較嚴(yán)重的內(nèi)應(yīng)力，在鍛件的富氫部位產(chǎn)生白點(diǎn)， 造成嚴(yán)重的縱裂傾向；鋼中As、Sn、Sb等雜質(zhì)元素也會(huì)導(dǎo)致鋼的回火脆化。因此在轉(zhuǎn)子鋼的 冶煉過(guò)程中，必須充分利用現(xiàn)有的冶煉設(shè)備不斷研宄探索更新冶煉工藝，嚴(yán)格控制鋼中P、 S、Si、Mn、[H]、[0]和有害雜質(zhì)元素含量，均勻細(xì)化晶粒。提高鋼錠質(zhì)量，保證轉(zhuǎn)子各項(xiàng)力學(xué) 性能良好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種25Cr2Ni4M〇V轉(zhuǎn)子鋼的冶煉工藝，旨在通過(guò)減少鋼液中夾雜物 和氣體含量、細(xì)化晶粒、降低有害殘余元素 As、Sn、Sb含量等手段提高鋼錠質(zhì)量，保證產(chǎn)品 性能滿足優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)子鋼性能要求。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案： 一種25Cr2Ni4MoV轉(zhuǎn)子鋼冶煉工藝，25Cr2Ni4MoV轉(zhuǎn)子鋼中各元素含量的重量百分比 為：C 含量 0· 20% ~0· 25%、Si 含量彡 0· 10%、Mn 含量 0· 20% ~0· 35%、P 含量彡 0· 010%、S 含量彡 0· 005%、Cr 含量 L 80% ~2. 00%、Ni 含量 3. 55% ~3. 75%、Mo 含量 0· 35% ~0· 45%、 V 含量 〇· 05% ~〇· 10%、Nb 含量 0· 020% ~0· 030%、Cu 含量彡 0· 20%、Sb 含量彡 0· 002%、Al 含量彡0. 010%、As含量彡0. 015%、Sn含量彡0. 010%，其余為Fe ;25Cr2Ni4MoV轉(zhuǎn)子鋼的冶 煉工藝具體包含以下步驟： (1) 選擇原料 挑選優(yōu)質(zhì)廢鋼、料頭，并配入生鐵，確保熔清殘余元素含量滿足Cu < 0.20%、 Sb 彡 0. 002%、As 彡 0. 015%、Sn 彡 0. 010% ; (2) 電弧爐初煉 將原料投入電弧爐中進(jìn)行冶煉，保證終點(diǎn)C彡0. 10%，出鋼時(shí)確保P < 0. 003%，出 鋼溫度為1650~1680°C，采用留鋼留渣操作，出鋼過(guò)程隨鋼流加入CrL 80%~2.00%、 MnO. 20%~0. 35%和活性石灰； (3) LF爐精煉 將步驟（2)中冶煉后的鋼水進(jìn)入到LF爐內(nèi)精煉，用碳粉進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，取樣分析后， 按照合金活潑性順序依次分批加入合金進(jìn)行合金化調(diào)整，白渣保持時(shí)間為20~30分鐘， V的加入量為〇. 〇5%-〇. 10%，出鋼前鋼液中Si彡0. 10%，S彡0. 004%，精煉結(jié)束控制熔渣中 FeO彡1. 0%，出鋼前不計(jì)燒損按0. 020%~0. 030%加入Nb鐵； (4) 真空碳脫氧 將步驟（3)中冶煉后的鋼水進(jìn)入VD爐內(nèi)進(jìn)行真空碳脫氧處理，VD爐的真空度為0.2~ 0. 5孔該真空度保持時(shí)間控制在15~20min ;在該步驟中鋼水返加熱時(shí)間為10~15min， 氬氣流量為40~60L/min，返加熱后鋼水軟吹氬靜置時(shí)間為5~15min ; (5) 澆注 鋼水澆注過(guò)程采用真空上注，真空度為0. 2~0. 5乇。
[0006] 為更好地實(shí)施本發(fā)明，在步驟（3)中，爐渣堿度控制為2. 5~3. 5,爐渣厚度控制在 200 ~300mm〇
[0007] 由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)越性： (1) 本發(fā)明在配料時(shí)選用優(yōu)質(zhì)廢鋼和料頭，嚴(yán)格控制鋼液有害殘余元素含量As、Sn、Sb、 Cu、Al等滿足工藝要求；電爐出鋼采用留鋼留渣操作，有效防止了回磷；脫氧方式采用真空 碳脫氧工藝，有效降低了鋼液非金屬夾雜物和氣體含量，大大提高了鋼水純凈度； (2) 25Cr2Ni4M〇V轉(zhuǎn)子鋼加入V是為了細(xì)化晶粒，提高鍛件綜合力學(xué)性能，但加 V鋼的 裂紋敏感性強(qiáng)，這種鋼在凝固至l〇〇〇°C以下時(shí)，VN、V(C，N)等第二相在初始奧氏體晶界析 出，其釘扎作用降低了晶界的流動(dòng)性，抑制了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的進(jìn)行，加強(qiáng)了奧氏體晶界的應(yīng)力 集中程度，導(dǎo)致晶界脆化產(chǎn)生空洞，在應(yīng)力的作用下易發(fā)展成裂紋；為此，通過(guò)適當(dāng)降低V 含量，并補(bǔ)加微量Nb合金化的方式，明顯減少了鋼錠鍛造過(guò)程開裂現(xiàn)象，并保證了產(chǎn)品性 能和晶粒度要求，提高了轉(zhuǎn)子鍛件質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 一種25Cr2Ni4MoV轉(zhuǎn)子鋼的冶煉工藝，25Cr2Ni4MoV轉(zhuǎn)子鋼中各元素含量的重量 百分比為：C含量0· 20%~0· 25%、Si含量彡(λ 10%、Mn含量0· 20%~(λ 35%、P含量彡0· 010%、 S 含量彡 〇· 〇〇5%、Cr 含量 L 80% ~2. 00%、Ni 含量 3. 55% ~3· 75%、Mo 含量 0· 35% ~0· 45%、 V 含量 〇· 05% ~〇· 10%、Nb 含量 0· 020% ~0· 030%、Cu 含量彡 0· 20%、Sb 含量彡 0· 002%、Al 含量彡0. 010%、As含量彡0. 015%、Sn含量彡0. 010%，其余為Fe ;25Cr2Ni4MoV轉(zhuǎn)子鋼的冶 煉工藝具體包含以下步驟： (1) 選擇原料 挑選優(yōu)質(zhì)廢鋼、料頭，并配入生鐵； (2) 電弧爐初煉 將原料投入電弧爐中進(jìn)行冶煉，電極下端形成熔池后，即開始吹氧助熔，造好泡沫渣， 鋼水溫度多1550°C時(shí)，取樣做全分析，確保殘余元素含量滿足Cu < 0. 20%、Sb < 0. 002%、 As <