[发明专利]一种大规格圆坯连铸镍基合金的方法

说明书

本发明公开了一种大规格圆坯连铸镍基合金的方法，它适用的镍基合金有NO8810、NO8825等，它包括下述依次的步骤：步骤一：精炼：钢水至精炼位，调整成分和渣系，后进行倒渣操作，经VD真空处理，VD后钙处理并软吹15分钟以上；步骤二：连铸：采用分体浸入式水口浇铸，浸入式水口插入深度80～110mm；拉速0.16～0.22m/min；采用三段式二冷，比水量0.11～0.15L/kg；结晶器中加入结晶保护渣，采用M+F‑EMS组合电磁搅拌，步骤三：入坑缓冷；步骤四：形成直径500mm圆形连铸坯。本方法连铸出的圆坯，表面无需修磨处理，能够满足后续电渣重熔和锻造要求。

技术领域

本发明涉及镍基合金连铸生产领域，是一种采用弧形连铸机大规格圆坯连铸镍基合金的方法。

背景技术

镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金，一般Ni含量超过30％，常见产品的Ni含量都超过50％，由于具有超群的高温机械强度与耐蚀性质，一般是应用在540℃以上的高温环境，并依其使用场合，选用不同合金设计，多用于特殊耐蚀环境、高温腐蚀环境、需具备高温机械强度之设备。常应用于航天、能源、石化工业或特殊电子/光电等领域。此方法连铸的NO8810、NO8825镍基耐蚀合金，应用范围广泛，市场用量较大。现炼钢生产厂家采用大规格连铸镍基合金来取代模铸生产，降低生产成本，提高后续加工成材率。

钢种化学成分：

此类钢种合金含量高，液相线温度仅有1370℃～1400℃左右，且含有较多Ti以及Al元素，连铸可浇性极差，极易发生水口结瘤结死以及在浇铸过程中产生表面裂纹。对产品后续加工带来较大影响。

发明内容

为解决弧形连铸机连铸镍基合金表面及内部质量问题：本发明涉及一种大规格圆坯连铸镍基合金的方法，本方法连铸出连铸坯有效的控制镍基合金铸坯表面及心部缺陷，表面无裂纹、中心缩孔、中心裂纹均小于2.0级。能够满足下工序锻造、电渣重熔质量要求。

根据本发明的大规格圆坯连铸镍基合金的方法，包括下述依次的步骤：

步骤一：精炼：采用低熔点三元渣系，全程采用泡沫渣埋弧操作，禁用碳粉，防止增碳，加少量三氧化二铝粉，精炼过程小氩气操作，成分到位后进行倒渣操作。吊钢水至VD进行真空处理，VD后钙处理并软吹15分钟以上，控制气体含量[O]≤40ppmv，[N]≤300ppmv，[H]≤2ppmv。

步骤二：采用弧形连铸机连铸，过热度30～45℃；采用侧孔浸入式水口浇铸，浸入式水口插入深度80～110mm；拉速0.16～0.22m/min；采用三段式二冷，比水量0.11～0.15L/kg；结晶器中加入结晶保护渣，采用M+F-EMS组合电磁搅拌，M-EMS(结晶器电搅)电流强度350A，频率3Hz；F-EMS(凝固末端电搅)电流强度450A，频率7Hz，且针对镍基合金冷却快、拉速慢的特点将末端电搅位置进行上移2m。

步骤三：入坑缓冷，入坑前，缓冷坑进行红坯预热处理；预热至200℃左右。

步骤四：形成直径500mm圆形连铸坯。

具体情况下，步骤二中采用专用结晶保护渣：熔点1085℃，碱度0.90Pa.s，粘度(1300℃)1.6Poise，吨钢用量0.45～0.57kg/t。此保护渣专为镍基合金研制，熔点较常规保护渣大幅降低以保证保护渣良好的熔化性能，碱度和粘度也设计为较低值。成分如表1。

表1结晶器保护渣成分