CN106493311A - 高温耐蚀合金电极锭的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高温耐蚀合金电极锭的生产方法，属于特殊钢冶炼领域。本发明解决的技术问题是提供高温耐蚀合金电极锭的生产方法。本发明采用模铸法，电极锭的钢种为NS1402；通过设计合理的金属模，制定合金锭身和冒口浇注工艺参数，以及保护渣和发热剂的加入时间和重量，最终完全消除了NS1402合金冒口下的缩孔缺陷。本发明的应用对于提高该合金成材率，稳定后续的电渣重熔生产具有重要作用。本方法简单、易操作，生产成本低，适用于大生产。
Description
技术领域
本发明涉及高温耐蚀合金电极锭的生产方法，属于特殊钢冶炼领域。
背景技术
NS1402合金是一种用Ti稳定化的Ni-Fe-Cr-Mo-Cu高温耐蚀合金。它具有良好的耐一般腐蚀和局部腐蚀性能，以及良好的工艺性能，主要用于氢裂化和渣油加氢装置中的高压空冷器主体材料，具有较高附加值。这种高温耐蚀合金采用模铸方锭或扁锭直接轧制板材时，容易产生裂纹、中心疏松和夹杂等缺陷。目前，主要通过模铸电极棒，然后电渣重熔，最后轧制的方式来生产。经过重熔渣洗和逐步冷却，可以得到夹杂少，并且裂纹和疏松缺陷低的合金棒材。
现有的通过模铸生产该高温耐蚀合金电极锭还有很多问题。如中心缩孔深度较大，最大可达到1m；缩孔半径较大，超过40mm。这种大缩孔缺陷会严重影响电渣重熔过程电压的稳定，不利于电渣重熔工艺的顺行。因此冒口下需要切除较长的铸锭，严重降低了该合金的成材率。
目前，有大量研究报道了电极锭的浇注方法，如胡小东等发表于《特种铸造及有色合金》的文献“细长电极锭凝固缺陷的模拟”，针对45钢，调整冒容比(从5％到10％)，发热剂用量，以及浇注速度，优化了直径500mm，高4500mm电极锭的内部质量。
刘楚威等发表于《铸造技术》中的文献“Φ450mm电极锭浇注中疏松缩孔的模拟研究”，于海龙等发表于《特种铸造及有色合金》的文献“Φ450mm电极锭浇注时间的模拟研究”，以及张振山等发表于《铸造技术》的文献“基于Procast的Φ650mm电极锭浇注方案优化研究”，这三篇文献都通过调整电极锭冒口和锭身的浇注时间，优化了冒口补缩，减小了电极锭缩孔深度。但是文献的钢种为9Cr2Mo，与高温耐蚀合金有重大差异。
申请号201310174419.4的发明专利公开了一种大断面自耗电极的浇注方法，该技术主要是针对S44SY、H13和TSM166三个钢种，设计了一种浇注电极锭的方法，目的是减少铸锭轧制或锻造成电极锭的工序，将钢液直接浇注成电极锭，降低生产成本。而对于高温耐蚀合金NS1402，采用该方法并不能制备得到很好的模铸电极。
发明内容
针对上述问题，本发明解决的技术问题是提供一种高温耐蚀合金电极锭的生产方法，该方法适用于高温耐蚀合金NS1402的生产。
本发明高温耐蚀合金电极锭的生产方法，采用模铸法：
所述电极锭的钢种为NS1402；
锭模为金属模，金属模内径为上小下大，上口内径540～580mm，下口内径590～630mm，锥度1～1.5％；金属模上口厚度110～150mm，下口厚度为180～220mm；金属模冒口高480～520mm，绝热板高度480～520mm，绝热板厚度20～40mm；金属模高3500～4500mm；
浇注采用下注法，出钢温度为1480～1510℃，锭身浇注时间为810～870s，冒口浇注时间≥400s；
浇注时加入保护渣10～14kg/支，浇注结束加入发热剂15～17kg/支，动模时间3.5～4小时。
优选的，所述金属模上口内径560mm，下口内径610mm，锥度1.25％；金属模上口厚度130mm，下口厚度为200mm；金属模冒口高500mm，绝热板高度500mm，厚度30mm；金属模高4000mm。
优选的，冒口浇注时间为400～500s。
进一步的，优选锭身浇注时间840s，冒口浇注时间400s。
作为优选方案，浇注时加入保护渣12kg/支，浇注结束加入发热剂16kg/支，动模时间3.7小时。
优选的，所述保护渣的加入具体方法为：浇注前将保护渣悬挂在金属模内，距离底部80～120mm；优选距离底部100mm。
本发明所述金属模的材质优选为30#钢。
优选的，浇注前金属模烘烤至少2小时。
本发明方法通过设计合理的金属模，制定合金锭身和冒口浇注工艺参数，以及保护渣和发热剂的加入时间和重量，最终完全消除了NS1402合金冒口下的缩孔缺陷。本发明的应用对于提高该合金成材率，稳定后续的电渣重熔生产具有重要作用。本方法简单、易操作，生产成本低，适用于大生产。
具体实施方式
本发明高温耐蚀合金电极锭的生产方法，采用模铸法：
所述电极锭的钢种为NS1402；
锭模为金属模，为了便于通过电极锭自重来脱模，金属模内径为上小下大，上口内径540～580mm，下口内径590～630mm，锥度1～1.5％；为了减缓电极锭上部的凝固速度，金属模上口厚度110～150mm，下口厚度为180～220mm；金属模冒口高480～520mm，绝热板高度480～520mm，绝热板厚度20～40mm；金属模高3500～4500mm；
浇注采用下注法，出钢温度为1480～1510℃，液态合金从钢包底部水口经过中注管和模底砖，从金属模底部进入，一盘可同时生产6支铸锭。
为了冒口区域实现更好地填充，防止出现较深的缩孔，锭身浇注时间为810～870s，冒口浇注时间≥400s；浇注速度可通过滑板开度控制；
浇注时加入保护渣10～14kg/支，浇注结束加入发热剂15～17kg/支，动模时间3.5～4小时。
优选的，所述金属模上口内径560mm，下口内径610mm，锥度1.25％；金属模上口厚度130mm，下口厚度为200mm；金属模冒口高500mm，绝热板高度500mm，厚度30mm；金属模高4000mm，该金属模可以生产重量为7.85吨的电极锭。
优选的，冒口浇注时间为400～500s。
进一步的，优选锭身浇注时间840s，冒口浇注时间400s。
作为优选方案，浇注时加入保护渣12kg/支，浇注结束加入发热剂16kg/支，动模时间3.7小时。
可在浇注初期加入保护渣，具体的操作为：浇注前将保护渣悬挂在金属模内，距离底部80～120mm，优选距离底部100mm。
本发明所述金属模的材质优选为30#钢。
优选的，浇注前金属模烘烤至少2小时。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例采用电炉冶炼+LF炉精炼+VOD脱气，冶炼了一炉NS1402高温耐蚀合金，采用7.85吨电极锭浇注。
出钢成分如下：
C 0.018％；Si 0.18％；Mn 0.3％；P 0.025％；S 0.015％；Cr 22.09％
Mo 3.17％；Cu 1.91％；Ti 1.2％；Fe 27.6％；Ni 43.37％；Al 0.12％
金属模的材质为30#钢，规格如下：
具体要求与步骤如下：
浇注温度1490℃，金属模烘烤温度60℃，烘烤时间2h。
浇注前将保护渣(12kg/支)悬挂在金属模内，距离底部100mm；
锭身浇注时间840s，冒口浇注时间400s；冒口浇注结束时加入发热剂16kg/支，动模时间3.7小时。
脱模得到的电极锭冒口下无缩孔缺陷，采用该电极锭进行电渣重熔，电渣重熔过程中电压稳定，生产正常，最终轧材的质量优良。
实施例2
本实施例采用的钢水成分及金属模同实施例1。
具体要求与步骤如下：
浇注温度1510℃，金属模烘烤温度60℃，烘烤时间2h。
浇注前将保护渣(14kg/支)悬挂在金属模内，距离底部120mm；
锭身浇注时间810s，冒口浇注时间500s；冒口浇注结束时加入发热剂15kg/支，动模时间3.5小时。
脱模得到的电极锭冒口下无缩孔缺陷，采用该电极锭进行电渣重熔，电渣重熔过程中电压稳定，生产正常，最终轧材的质量优良。
实施例3
本实施例采用的钢水成分及金属模同实施例1。
具体要求与步骤如下：
浇注温度1480℃，金属模烘烤温度60℃，烘烤时间2h。
浇注前将保护渣(10kg/支)悬挂在金属模内，距离底部80mm；
锭身浇注时间870s，冒口浇注时间450s；冒口浇注结束时加入发热剂17kg/支，动模时间4小时。
脱模得到的电极锭冒口下无缩孔缺陷，采用该电极锭进行电渣重熔，电渣重熔过程中电压稳定，生产正常，最终轧材的质量优良。
Claims (8)
1.高温耐蚀合金电极锭的生产方法，采用模铸法，其特征在于：
所述电极锭的钢种为NS1402；
锭模为金属模，金属模内径为上小下大，上口内径540～580mm，下口内径590～630mm，锥度1～1.5％；金属模上口厚度110～150mm，下口厚度为180～220mm；金属模冒口高480～520mm，绝热板高度480～520mm，绝热板厚度20～40mm；金属模高3500～4500mm；
浇注采用下注法，出钢温度为1480～1510℃，锭身浇注时间为810～870s，冒口浇注时间≥400s；
浇注时加入保护渣10～14kg/支，浇注结束加入发热剂15～17kg/支，动模时间3.5～4小时。
2.根据权利要求1所述的高温耐蚀合金电极锭的生产方法，其特征在于：所述金属模上口内径560mm，下口内径610mm，锥度1.25％；金属模上口厚度130mm，下口厚度为200mm；金属模冒口高500mm，绝热板高度500mm，厚度30mm；金属模高4000mm。
3.根据权利要求1或2所述的高温耐蚀合金电极锭的生产方法，其特征在于：冒口浇注时间为400～500s。
4.根据权利要求3所述的高温耐蚀合金电极锭的生产方法，其特征在于：锭身浇注时间840s，冒口浇注时间400s。
5.根据权利要求1～4任一项所述的高温耐蚀合金电极锭的生产方法，其特征在于：浇注时加入保护渣12kg/支，浇注结束加入发热剂16kg/支，动模时间3.7小时。
6.根据权利要求1～5任一项所述的高温耐蚀合金电极锭的生产方法，其特征在于：所述保护渣的加入具体方法为：浇注前将保护渣悬挂在金属模内，距离底部80～120mm；优选距离底部100mm。
7.根据权利要求1～5任一项所述的高温耐蚀合金电极锭的生产方法，其特征在于：所述金属模的材质为30#钢。
8.根据权利要求1～7任一项所述的高温耐蚀合金电极锭的生产方法，其特征在于：浇注前金属模烘烤至少2小时。
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