超低碳不锈钢冲击式水轮机转轮冶炼生产实践

machin

随着中国工业化的不断发展，不锈钢因其良好的力学性能和耐腐蚀性得到了广泛应用。冲击式水轮机转轮就是典型的不锈钢部件。中信重工机械股份有限公司采用LF-VOD法成功开发出了不锈钢00Cr13Ni5Mo转轮锻件。

      超低碳不锈钢00Cr13Ni5Mo转轮钢锭的冶炼生产过程采用的生产工艺如下：EBT电炉冶炼→倒包除渣→VOD吹炼→VCD脱气→破空加入渣料及脱氧剂→返回LF精炼→VC浇注→热送钢锭。

      EBT电炉初炼。严格挑选优质废钢、钢板料，选用含镍高的料头和加氢专用生铁，随一次料配入5～6%的底灰，以满足残余元素的技术要求。通过加入大量石灰并在渣钢界面吹入氧气，采用自动留渣操作使出钢前[P]≤0.005%，[C]≤0.03%，采用留钢留渣操作，出钢过程严禁氧化渣进入精炼包内。为精炼炉提供低磷、低碳钢液。

      LF精炼。精炼过程中采用C粉和硅铝钙钡粉扩散脱氧，脱氧剂要分批加入，保持炉内还原气氛，通过造高碱度精炼渣完成脱硫。此钢种因合金加入量大，故需分批加入，Cr一般控制在中上限，控制[C]+[Si]＜0.75%。合金加完后要求精炼白渣保持时间≥20min，以提高铬铁合金的回收率。取样分析，并根据分析结果调整合金成分。待成分达到VOD吹炼前工艺要求、温度为1630～1650℃时，出钢倒包除渣。

     VOD吹炼。倒包除渣完毕后，当真空度达到10kPa～15kPa时，开始供氧。吹氧结束后，调整Ar气流量，提起氧枪，关闭氧气阀门，启动蒸汽泵，进行真空碳脱氧操作，以进一步深脱碳，同时利用钢液中的残碳降低钢液的含氧量。通过不断的探索和实践，中信重工已完全掌握了超低碳不锈钢冶炼及真空钢锭的浇注技术，完成了冲击式水轮机转轮的整体锻造。

    为防止返回LF炉精炼过程中发生回碳现象，选用特配渣料，以铝粉作为扩散脱氧剂，保证了返回精炼时碳始终控制在0.03%以下。采用双真空浇注方案，可有效降低钢液中的气体含量，进一步提高钢锭质量。

     冶炼超低碳不锈钢时，根据氧浓差电势图、CO曲线、废气温度变化和吹O时间等参数可以准确判断终点停氧时间。实践证明，开盖后取样钢水含碳量普遍在0.02%以下，铬的回收率达到92.5%。