本發(fā)明屬于冶煉鑄造，具體來(lái)說(shuō)是涉及一種高純凈耐蝕高溫合金冶煉-電渣重熔的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著石化和煤炭資源日益枯竭，全球越來(lái)越注重新能源行業(yè)的發(fā)展，太陽(yáng)能是世界各國(guó)競(jìng)相開(kāi)發(fā)的新能源產(chǎn)品，是“雙碳目標(biāo)”得以實(shí)現(xiàn)的有效途徑。高純多晶硅是太陽(yáng)能光伏和電子工業(yè)的基礎(chǔ)性原料，是光伏產(chǎn)業(yè)和電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要原材料，隨著對(duì)太陽(yáng)能應(yīng)用的發(fā)展，高純多晶硅的使用量也會(huì)與日俱增。高純多晶硅的生產(chǎn)需要借助冷氫化反應(yīng)器這種核心設(shè)備，因其在多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中，需要具備高溫、耐蝕的性能，設(shè)計(jì)的主體材料是一種固溶強(qiáng)化的耐熱合金，由于其優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和抗氧化、抗?jié)B氮和其他形式的高溫腐蝕性能，同時(shí)冷熱加工成型均較良好，產(chǎn)品涉及棒、法蘭鍛件、管、板等，在多晶硅行業(yè)冷氫化反應(yīng)器、換熱器、塔器、球罐、還原爐等核心壓力容器裝備上被廣泛使用，它能夠在保持設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，減少結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省材料，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，得到成分、性能、晶粒度、鋼水純凈度更為優(yōu)異的耐蝕高溫合金。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了高純凈耐蝕高溫合金冶煉-電渣重熔的方法，包括以下步驟：

3、eaf電弧爐冶煉：

4、電爐迅速熔化全部爐料，熔化過(guò)程適當(dāng)吹氧助熔，化清后碳含量達(dá)到0.5%，后期補(bǔ)加石灰，使渣量控制在3%以上，加入硅鈣粉、硅鐵粉還原渣中cr2o3，出鋼前的成分c：0.50-0.70%，si：0.20-0.40%，cr：19.0-21.0%，ni：30.0-31.0%，出鋼溫度控制在1640-1660℃。

5、aod精煉：

6、（一）加入3%（鋼水重量）的石灰，aod爐提前烘烤4h，鋼水入爐溫度≥1560℃。

7、（二）吹煉脫碳：脫碳期溫度控制在≤1720℃，吹煉分為四步，第一步吹煉c（o2：ar=4：1）加入50-100kg石灰；第二步吹煉c（o2：ar=1：1）調(diào)整mn成分，加入50-100kg石灰；第三步吹煉c（o2：ar=1：3）吹煉就結(jié)束后取6碳樣分析，加入50kg石灰，立即進(jìn)行第四步吹煉；第四步吹煉c（o2：ar=1：4），吹煉結(jié)束后取碳樣分析測(cè)溫，吹煉終點(diǎn)碳≤0.030%。

8、（三）預(yù)還原：按照3%si含量加入工業(yè)硅，還原渣中的cr2o3，還原時(shí)間10-15min，觀察渣樣，若渣黏度大，加入50-100kg螢石增加渣的流動(dòng)性，以提高cr的回收率，扒渣95%以上；

9、（四）造渣脫硫：加入石灰造新渣，15-20kg/t石灰，螢石3-5kg/t，加硅鈣粉1kg/t脫氧，若脫硫效果不好繼續(xù)造渣脫硫，控硫目標(biāo)值≤0.005%。

10、（五）出鋼：出鋼溫度控制在1640-1660℃，出鋼成分≤0.03%，除al、ti元素外，其他元素控制在內(nèi)控要求。

11、第一次lf爐精煉：

12、（一）升溫，加入石灰5-10kg/t，螢石2kg/t造渣同時(shí)加入2kg/t硅鐵粉進(jìn)行擴(kuò)散脫氧。

13、（二）根據(jù)渣況進(jìn)行體調(diào)整，白渣保持30min以上，過(guò)程中適當(dāng)加入硅鈣粉、鋁粉進(jìn)行脫氧，溫度升至1680℃，快速吊包至vd爐進(jìn)行抽真空。

14、vd爐精煉：

15、真空度≤67pa，保壓10min，保持真空狀態(tài)下一定時(shí)間去氣去夾雜；

16、出鋼：取樣測(cè)溫，吊包至lf調(diào)整al、ti。

17、第二次lf爐進(jìn)行成分調(diào)整:

18、溫度≥1600℃，按爐內(nèi)爐料質(zhì)量比例0.3-0.32%鋁含量喂鋁線，攪拌5min，按爐內(nèi)爐料質(zhì)量比例0.28-0.30%加入鈦鐵，取樣分析，碳含量控制在0.05%-0.06%，軟吹＞15min，溫度1520-1530℃吊包澆注為電極棒。

19、所述電渣重熔包括以下步驟：

20、渣料準(zhǔn)備和烘烤：按質(zhì)量百分比caf2:50-60%；a1203:15-20%；cao:20-25；mg0:1-4%；tio:3-6%進(jìn)行配料，渣量按錠重的3-4%準(zhǔn)備。將配好的電渣渣料放入馬弗爐中，在600±50℃烘烤4-5小時(shí)，烘烤完成后200℃保溫，經(jīng)烘烤后的渣料必須隨用隨取，通常從加熱爐取出到電渣爐化渣時(shí)間不超過(guò)20min。

21、（一）電渣自耗電極的準(zhǔn)備：采用電弧爐—aod爐—lf爐—vd爐-lf爐精煉后模注，制作鎳基高溫合金電極棒，在冶煉時(shí)保證電極棒的合金含量符合標(biāo)準(zhǔn)化分要求，自耗電極棒的規(guī)格根據(jù)電渣爐結(jié)晶器規(guī)格尺寸設(shè)計(jì)。模注后的電極棒要進(jìn)行兩端鋸切平整和表面去除氧化皮處理（若電極棒存儲(chǔ)不當(dāng)銹蝕嚴(yán)重需要拋丸處理），處理好的自耗電極棒一端焊接假電極，焊接過(guò)程中盡可能防止電極棒的表面受油污和銹蝕等污染。

22、（二）裝爐：在底水箱銅板上放置好引弧板，引弧板上鋪2-3kg底渣，放置引弧劑，鋪石棉布（過(guò)程注意防止底渣鉆入）。吊裝結(jié)晶器至熔煉站中低水箱的固定位置。再次確認(rèn)冶煉電極棒規(guī)格和材料，將電極棒裝卡好后垂直入爐，調(diào)整居中，使得端頭距離引弧劑50-100mm。

23、（三）起弧化渣階：一切準(zhǔn)備就緒后，通電合閘后，迅速下降電極，起弧后將渣料均勻的加入結(jié)晶器四周，確保電流很快穩(wěn)定，起弧電壓控制在50-66v之間，電流控制在3000-7500a之間，起弧造渣時(shí)間控制在30-40分鐘，并確保電壓、電流的穩(wěn)定，防止突然滅弧。

24、（四）電流提升階段：當(dāng)渣料化清后，投電容，電流升至11500-13500a，電壓控制在54-63v之間。

25、（五）電渣重熔階段：進(jìn)入正常穩(wěn)定冶煉過(guò)程，電流、電壓分別控制在電流提升階段范圍的上限和下限。

26、（六）補(bǔ)縮階段：電渣重熔后期時(shí)，采用逐漸降流的方式進(jìn)行補(bǔ)縮填充，每次降流控制在1000-1200a，確保填充補(bǔ)縮充分，保證電渣錠頂端面平整無(wú)凹心。

27、（七）電渣錠冷模階段：補(bǔ)縮完畢后斷電，但冷卻系統(tǒng)正常運(yùn)行，電渣錠在水冷結(jié)晶器內(nèi)保溫60-80分鐘后，吊出結(jié)晶器蓋上保溫罩進(jìn)行緩冷。

28、（八）電渣重熔鋼錠出模：電渣錠保溫完成后，出模，溫度在100℃時(shí)，轉(zhuǎn)入退火爐中進(jìn)行去應(yīng)力退火，完成本發(fā)明的工藝步驟。

29、有益效果：本發(fā)明提供了一種高純凈耐蝕高溫合金冶煉-電渣重熔的方法，通過(guò)備料、eaf爐冶煉、aod調(diào)整成分、lf精煉、vd、lf調(diào)整成分、澆注、電渣重熔等步驟，可將c含量控制在0.08%以下，同時(shí)使s含量降到更低，相比于通常的冶煉工藝路線，加入電渣工藝后耐蝕高溫合金的純凈度、組織、成分、理化性能更為優(yōu)異。

技術(shù)特征：

1.?一種高純凈耐蝕高溫合金冶煉-電渣重熔的方法，其特征在于合金的化學(xué)成分以重量百分比計(jì)由下列組份構(gòu)成：c：0.05-0.08%、si≤0.31%、mn≤1.5%、p≤0.025%、s≤0.010%、cr：19.0-23.0%、ni：30.0-35.0%、cu≤0.75%、ti：0.15-0.60%、al：?0.15-0.60%；

2.如權(quán)利要求1所述的高純凈耐蝕高溫合金冶煉-電渣重熔的方法，其特征在于：所述的電渣重熔包括以下步驟：

3.如權(quán)利要求2所述的高純凈耐蝕高溫合金冶煉-電渣重熔的方法，其特征在于，所述的eaf電弧爐的冶煉包括以下步驟：

4.如權(quán)利要求2所述的所述的高純凈耐蝕高溫合金冶煉-電渣重熔的方法，其特征在于，所述aod爐的冶煉包括以下步驟：

5.如權(quán)利要求2所述的高純凈耐蝕高溫合金冶煉-電渣重熔的方法，其特征在于，所述的第一次lf爐的冶煉包括以下步驟：

6.如權(quán)利要求2所述的高純凈耐蝕高溫合金冶煉-電渣重熔的方法，其特征在于，所述的vd爐的冶煉包括以下步驟：

7.如權(quán)利要求2所述的高純凈耐蝕高溫合金冶煉-電渣重熔的方法，其特征在于，所述的第二次lf爐的冶煉包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種高純凈耐蝕高溫合金冶煉?電渣重熔的方法，其化學(xué)成分以重量百分比計(jì)由下列組份構(gòu)成：C?0.067%、Si≤0.31%、Mn≤0.58%、P≤0.005%、S≤0.001%、Cr?21.55%、Ni30.72%、Cu≤0.01%、Ti0.29%、Al?0.15%。該方法主要步驟包括：備料、EAF爐冶煉、AOD調(diào)整成分、LF精煉、VD、LF調(diào)整成分、澆注、電渣重熔。采用本發(fā)明的冶煉方法可將C含量控制在0.08%以下，同時(shí)使S含量降到更低，相比于通常的冶煉工藝路線，加入電渣工藝后耐蝕高溫合金的純凈度、組織、成分、理化性能更為優(yōu)異。

技術(shù)研發(fā)人員：劉林,閆沛堂,吳少文,嚴(yán)新永,李國(guó)洲,李志雄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘭州蘭石超合金新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6