阅读说明：本技术 一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法 (Method for improving low-carbon, low-aluminum and high-chromium steel forging circle flaw detection qualification rate ) 是由 原凌云 李建军 赵志钢 王会亮 王育田 张锦文 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及铁素体耐热钢的冶炼、浇注、锻造领域。一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法,采用电炉冶炼＋LF炉精炼＋VD处理+模铸+锻造进行生产,在模铸时,钢包到铸台的温度控制在高于液相线70-80℃,浇注时采用氩封保护,要求模具温度80-100℃,采用低碳保护渣浇注,钢包吊挂到模具中心,距模具底150-200mm,浇筑过程,模具中加入高热值发热剂,使发热温度大于1500℃。从而提升钢液的补缩能力,减小铸锭心部的裂纹,有利于后步锻造加工过程中减少裂纹。(The invention relates to the field of smelting, pouring and forging of ferrite heat-resistant steel. A method for improving low-carbon, low-aluminum and high-chromium steel round forging flaw detection qualification rate includes the steps of electric furnace smelting, LF furnace refining, VD processing, die casting and forging, wherein during die casting, the temperature from a steel ladle to a casting platform is controlled to be 70-80 ℃ higher than a liquid phase line, argon sealing protection is adopted during casting, the temperature of a mold is required to be 80-100 ℃, low-carbon protective slag is adopted for casting, the steel ladle is hung to the center of the mold and is 150-200mm away from the bottom of the mold, and a high-calorific-value heating agent is added into the mold in the casting process to enable the heating temperature to be higher than 1500 ℃. Thereby improving the feeding capacity of molten steel, reducing cracks at the core part of the ingot and being beneficial to reducing cracks in the subsequent forging process.)

一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法

技术领域

本发明涉及铁素体耐热钢的冶炼、浇注、锻造领域。

背景技术

铁素体耐热钢（高铬钢锻圆）在高温高压条件下服役，成分具有低碳（C:0.07-0.13%）、低铝(Al≤0.015%)、高铬(Cr:8-10%)的特点，具有良好的抗氧化性和热强性，广泛应用于电站锅炉、石油化工等行业。

铁素体耐热钢实物质量的要求非常高，要求锻造后探伤缺陷当量≤φ2mm，目前，按此标准检验，合格率较低，仅为50-60%。

发明内容

铁素体耐热钢的钢液中的夹杂物，凝固后残留在钢锭中，造成钢基体不连续，故要提高探伤合格率，必须净化钢液，降低钢液中的夹杂物的含量；另外本钢种属于亚包晶钢，凝固过程先转变为高温铁素体相，然后组织再转变为奥氏体相，在高温铁素体向奥氏体转变过程中，收缩较大，会造成钢基体撕裂，钢种本身碳低，铬高，故其粘度较高，如温度过低会增加钢液的粘度，补缩能力不够，就会造成钢锭心部裂纹，因而需要提高浇注温度，浇注温度高，钢液流动性好，会提高凝固时的补缩能力；此外，后续的锻造中，需要加大锻造比，并且增加单道次压下量，提升钢锭心部裂纹的焊合能力。

本发明所采用非技术方案是：一种低碳、低铝、高铬钢锻圆探伤合格率提升方法，采用电炉冶炼＋LF炉精炼＋VD处理+模铸+锻造进行生产，在模铸时，钢包到铸台的温度控制在高于液相线70-80℃，浇注时采用氩封保护，要求模具温度80-100℃，采用低碳保护渣浇注，钢包吊挂到模具中心，距模具底150-200mm，浇筑过程，模具中加入高热值发热剂，使发热温度大于1500℃。从而提升钢液的补缩能力，减小铸锭心部的裂纹，有利于后步锻造加工过程中减少裂纹。

在电炉冶炼中，采用强氧化操作，降低钢中气体和夹杂的含量，出钢前C、P控制目标，按质量百分比含量计，C≤0.05%，P≤0.008%，电炉出钢温度T≥1750℃，出钢严禁下渣，电炉出钢过程中随钢流加入铝脱氧剂，

LF炉精炼过程中，加入硅钙粉扩散脱氧，调整成分完毕后，要求FeO的质量百分比含量FeO＜0.50%，纯还原时间大于25分钟，出钢时温度1665-1685℃。这样可改善脱氧的热力学和动力学条件，实现深脱氧，提高钢的洁净度。

VD处理中，真空度≤67Pa下保持时间20分钟以上，破空后立即定氢，要求[H]≤2.0ppm，出钢前，喂入硅钙线，氩气软搅时间≥20分钟，温度达标后加入覆盖剂≥200Kg出钢。

锻造时采用镦拔锻造，在直接拔长的基础上，增加2倍的钢锭锻压比，保证最小锻压比达到5以上，同时，增加单道次压下量，达到90 mm。进一步保证锻压力穿透至心部，从而增加锻材致密度，提高成品探伤合格率。

本发明的有益效果是：降低了钢中的夹杂含量，提高了钢的纯净度；缩小了钢锭中心裂纹，提高了钢锭的质量；增大压缩比，改善了钢的致密度，消除锻材中心部位裂纹缺陷。提高了锻材探伤合格率。

具体实施方式

一次性冶炼80吨，采用电炉冶炼＋LF炉精炼＋VD脱气工艺冶炼并浇注了三炉，镦拔锻造后，探伤合格率得到了极大的提升，具体内容如下：

电炉冶炼部分：

1、采用强氧化操作，降低钢中气体和夹杂的含量。终点C、P控制目标C≤0.05%，P≤0.008%。电炉出钢温度： T≥1750℃。出钢严禁下渣。

2、在线将造渣料合成渣和合金加入包内，合金要烘烤30分钟以上。

3、电炉出钢过程中随钢流加入部分铝脱氧剂150Kg。

LF炉精炼部分：

1、当温度T≥1560℃时，向炉渣中加入硅钙粉200kg，造还原渣。调整成分完毕后，要求（FeO）＜0.50%，纯还原时间必须大于25分钟。

2、最后一批合金加入后，保持20分钟以上。所有元素成分全部达内控标准，精炼渣流动性良好，钢水温度1665-1685℃即可出钢进入VD。

VD处理部分：

1、VD处理：高真空度（≤67Pa）下保持时间20分钟以上。破空后立即定氢，要求[H]≤2.0ppm。

3、喂入硅钙线200-250m，氩气软搅时间≥20分钟。温度达标后加入覆盖剂≥200Kg出钢。

浇注部分：

1、严禁使用冷模，模温要求80-100℃。冷模烘烤时间大于3小时。浇注前钢锭模充填氩气5分钟。

2、钢水镇静时间15-20分钟开浇。采用氩封保护浇注，氩气流量：90-100m³/h。

3、浇注追求控制目标温度：

4、采用低碳保护渣浇注，吊挂纯铁保护渣到锭模中心位置，高度距模底150-200mm；帽口注到2/3时轻轻加入高热值发热剂（发热温度大于1500℃），并扒平；发热剂面略高于帽口，以不溢出为好。 帽口加入发热剂后立即加入盖板，保证放平，加入量12.0 kg/支；浇注温度控制在高于液相线70-80℃。

7.5锻造部分

1、对钢锭采用镦拔锻造工艺，先镦粗至原料高度的一半，再进行拔长，实现小吨位锻机生产大规格的产品，总锻压比达到5以上。

2、单道次压下量单边为90mm以上，以增加对心部的作用力，焊合钢锭的心部缺陷。

实物探伤水平

采用以上工艺生产的锻圆，探伤合格率由原来的50-60%提高到95 %左右，提高了成材率，降低了生产成本。