[发明专利]大型高温合金铸件金属冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温合金铸件的冶炼方法，尤其是一种大型高温合金铸件金属冶炼方法。

背景技术

公知的：高温合金具有组织稳定性好、高温强度高、抗氧化、耐腐蚀等特点，广泛应用于航空、能源及化工等部门。但是由于高温合金合金化程度高、元素控制范围窄，纯净度要求高等特点，冶炼难度非常大，并且随着所需冶炼高温合金吨位的增加，难度急剧增大。

大型高温合金铸件净重可达到20吨左右，需要大量的高温合金钢水，但是目前的高温合金冶炼方法，如真空感应炉+钢包精炼炉，或中频感应炉+钢包精炼炉VOD等方法很难达到。由于目前真空感应炉、中频感应炉等设备生产能力有限，且造价昂贵等原因只适用于少量高温合金的冶炼，无法一次性得到数吨级的高温合金钢水。电炉+钢包精炼炉VOD是目前大型钢铁类铸件的主要冶金方法，最多可以一次性提供800吨左右的钢水，但是由于化学成分及有害元素控制较为困难，电炉熔化炉料及钢包精炼炉(VOD脱碳)难度大等原因，无法实现大量高温合金的直接冶炼。高温合金钢水的质量直接决定了大型高温合金铸件的质量，无法一次性得到大吨位高质量高温合金钢水制约了大型高温合金铸件的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大型高温合金铸件金属冶炼方法，该冶炼方法能够一次性生产数吨级符合大型高温合金铸件要求的钢水。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：大型高温合金铸件金属冶炼方法，包括以下步骤：

1)将普通电渣重熔炉改造为具有真空功能的电渣炉，对钢包精炼炉的真空系统进行升级，使得钢包精炼炉的真空度小于66.7pa；按照高温合金铸件化学成分要求及冶炼工艺过程中合金元素的烧损情况的经验值确定高温合金铸件铸造所需材料的配方；

2)将高温合金铸件铸造所需材料通过电渣重熔炉冶炼成多个小钢锭，所述小钢锭满足大型高温铸件的要求；小钢锭总质量为大型高温合金铸件所需钢水质量的110％～120％；

3)对小钢锭进行化学成分分析，将小钢锭两端端头质量较差区域以及表面氧化层去除，再将小钢锭分割成符合大型电炉冶炼对钢锭块度、质量要求的小料，放入大型电炉中进行冶炼；

4)将大型电炉冶炼后的钢水倒入钢包精炼炉中冶炼，并将钢水进行脱氧、脱碳、去H、N处理，检验钢水化学成分，并根据高温合金铸件标准对钢水化学成分进行调整；直到钢水化学成分符合大型高温铸件要求；

5)将钢水进行大型高温合金铸件的浇注。

进一步的，在步骤1)中在将普通电渣重熔炉改造为具有真空功能的电渣炉，对钢包精炼炉的真空系统进行升级，使得钢包精炼炉的真空度小于66.7pa后，还包括以下步骤，采用镍清洗钢包精炼炉以及大型电炉炉内残留的铁。

优选的，步骤2)中采用真空自耗+电渣重熔冶炼多个小钢锭。

优选的，步骤3)中对电渣钢锭表面进行打磨，去除小钢锭表面氧化层。

本发明的有益效果是：本发明所述的大型高温合金铸件金属冶炼方法，在冶炼大型高温合金铸件所需钢水时，首先冶炼出符合大型高温合金铸件参数标准的小钢锭，然后将小钢锭在大型电炉内进行冶炼，并对得到的钢水进行化学成分的调节，使得最终一次性得到符合大型高温合金铸件的钢水。因此提高了金属的纯净度，降低含硫量及非金属夹杂物，该冶炼方法工艺简单、生产便捷，能够一次性提供大吨位高质量高温合金钢水，从而实现大型高温合金铸件的生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

大型高温合金铸件金属冶炼方法，包括以下步骤：

1)将普通电渣重熔炉改造为具有真空功能的电渣炉，对钢包精炼炉的真空系统进行升级，使得钢包精炼炉的真空度小于66.7pa；按照高温合金铸件化学成分要求及冶炼工艺过程中合金元素烧损情况的经验值确定高温合金铸件铸造所需材料的配方；

2)将高温合金铸件铸造所需材料通过电渣重熔炉冶炼成多个小钢锭，所述小钢锭满足大型高温合金铸件的要求，小钢锭总质量为大型高温合金铸件所需钢水质量的110％～120％；

3)对小钢锭进行化学成分分析，将小钢锭两端端头质量较差区域去除，再将小钢锭分割成符合大型电炉冶炼对钢锭块度、质量要求的小料，放入大型电炉中进行冶炼；

4)将大型电炉冶炼后的钢水倒入钢包精炼炉中冶炼，并将钢水进行脱氧、脱碳、去H、N处理，检验钢水化学成分，并根据高温合金铸件标准对钢水化学成分进行调整；直到钢水化学成分符合大型高温合金铸件要求；