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RG03-12.18 ZG10Cr13铸造不锈钢冶炼浇注操作工艺规程

1 适用范围、钢号特性
1.1 本规程适用于GB6967-86工程结构用中、高强度不锈钢铸件规定的ZG10Cr13。

1.2 化学成分(wt.%)如下表:
1.3 力学性能
2 冶炼浇注特点
2.1 本钢号属半马氏体半铁素体钢,易产生轴心裂纹,对氢气敏感性强,力学性能(主要指强度)不易合格。

成品碳应尽量控制在0.10~0.15范围内。

2.2 在不锈钢中加入稀土元素及钙能有效地改善钢的耐腐蚀性、铸造流动性及力学性能(特别是冲击韧性)。

为此,出钢时在出钢槽内随钢流加入1kg/t的Ca-Si粒,出完钢在钢包中插入混合稀土丝0.10%,出钢前温度为1620~1640℃。

2.3 在大气中浇钢,钢液二次氧化会严重恶化铸件的内在质量。

氩气保护浇注是防止二次氧化的有效措施。

在钢包底部水口与铸型浇口之间安装吹氩保护罩,浇注前向浇注系统和型腔内通入氩气,驱除空气降低系统内氧的分压,并在氩气保护下浇注。

3 冶炼前的准备工作
参见ZG05Cr13Ni4Mo铸造不锈钢冶炼浇注工艺操作规程(RG.03-12.14)中的3.1、3.2、3.3节。

4 新料氧化法冶炼浇注操作要点
4.1 配料:钢铁料应选用清洁少锈的低磷硫碳素废钢,不得配入含铬、钼、镍的合金废钢。

配料成分应保证熔清后C≥0.40%,Cr≤0.50%,炉料中不足之碳用废电极块补足。

4.2 装料及熔化
4.2.1 装料前炉底垫石灰100~150kg。

4.2.2 熔化后期可吹氧助熔,熔清前可加≤1.5%碎矿石及适量石灰,放初期渣,以利早期去磷。

4.2.3 炉料全熔,温度达到1560℃,搅拌取样分析C、P、S及Cr的含量。

4.3 氧化
4.3.1 采用综合氧化,加矿氧化时做到高温沸腾,自动流渣,严禁发喷。

取样分析C、P,当P≤0.010%时,迅速扒去全部炉渣,加入石灰、萤石造新渣,做到流动性良好,以利吹氧去碳。

4.3.2 测温≥1600℃,单管吹氧,待炉内有强烈碳火焰喷出后,提升电极,停电连续吹氧。

汇流排氧压保持在2.0~2.5 MPa。

吹氧过程中,每隔5~6分钟取样分析C,估计碳降至0.06~0.08%,停止吹氧。

搅拌后取样分析C、Mn、P、Cr测温。

4.3.3 停吹氧前3~5分钟,必须将电极、卡头、横臂及绝缘圈上的灰尘吹净。

4.4 还原
4.4.1 停吹氧取样后,立即开出炉体,加入烤红的微碳铬铁,应尽量加在熔池中心,开进炉体,将暴露在渣面上的铬铁推入熔池,吹氧化铬铁,氧压5~8MPa。

随后加Fe-Si粉调整炉渣的流动性,用量3~4kg/t。

4.4.2 铬铁熔清:送电,预脱氧。

继续用Fe-Si粉与Ca-Si粉脱氧,用量3~5kg/t。

Al粉4~5kg/t。

待炉渣颜色变为黑褐色,流动性良好,扒去大部分或全部渣。

4.4.3 扒渣后在钢液面上加Ca-Si块2kg/t,然后加渣料,石灰16~20kg/t,稀渣化好后插铝1.0 kg/t。

还原过程中适当加石灰造渣。

4.4.4 用石棉绳封闭电极孔。

视温度情况决定是否关电。

分两批加Ca-Si粉脱氧,总用量5~7kg/t,Al粉2~3kg/t,间隔5分钟看渣,渣白则提升电极停电,连续搅6个耙子,取一个试样,专人连取2个试样全分析。

用Al粉与Ca-Si粉个1~2kg/t保持白渣。

10分钟后搅拌取还原第3样。

取还原1、3样时。

取渣样分析(FeC),要求≤0.50%。

4.4.5 钢液在白渣下30分钟,根据还原样分析结果,调整成分。

测温要求在1620~1640℃,插铝0.5kg/t。

适当加萤石稀渣,充分搅拌。

4.5 出钢浇注
4.5.1 提升电极,停止出钢。

渣钢混出,大流集中。

出钢槽中顺钢流加Ca-Si粒1kg/t,包内插混合稀土丝1kg/t,包内取成品样,并测温。

4.5.2 使用3次以后的新钢包,烘烤要控制好风油流量,避免柴油渗入包底,水口周围不得冒黑烟。

4.5.3 钢包调至浇注现场,松开塞杆保险前,安装吹氩保护罩,连接氩气管,对准浇口,落下保护罩,通入氩气,然后开浇,开启塞杆不得用力过猛,防止喷钢。

4.5.4 不锈钢含铬量高,易氧化产生氧化物夹杂。

应尽量快速平稳浇注。

上冒口后减慢注速。

平冒口达到1/3高度加覆盖剂,达到浇注高度后,补加覆盖剂。

5 返回吹氧法冶炼浇注操作要点
5.1 配料与装料
5.1.1 炉料由Cr13型返回钢(包括浇冒口、废铸件及汽轮机废叶片等)及优质低磷硫碳素废钢组成。

不得配入06Cr13Ni4Mo 及其它含镍、钼、钨、钒等元素的合金废钢。

5.1.2 配料成分规定如下:
C:0.25~0.35% 不足之碳用废电极补足。

P:≤0.020,S:≤0.035%
Cr:废钢中的铬按7~8%配入。

Si:按铬的1/10配入,不足的Si可在吹氧去碳前用细碎的
Fe-Si补足。

5.1.3 料前炉底垫石灰100~150 kg。

5.2 熔化
5.2.1 熔化期原则上不得吹氧助熔。

炉坡上的废钢尽量用铁耙拉下。

如必须吹氧,时间不得超过10分钟,以减少铬的烧损。

5.2.2 炉料彻底熔清,测温≥1600℃,取样分析C、P、S、Cr。

如渣层过厚可加部分Fe-Si粉对炉渣初步脱氧后,扒去部分炉渣,调整渣流动性,以便吹氧去碳。

5.3 吹氧脱碳
吹氧前加入0.5%Si的Fe-Si(平时用剩的细碎硅铁亦可),吹氧脱碳后期可适当加些Fe-Si粉保持炉渣流动性。

吹氧操作按氧化法操作要点中的4.3.2、4.3.3执行。

5.4 还原、出钢、浇注
同氧化法冶炼浇注操作要点。

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