水轮机固定导叶电渣熔铸方法

摘要

水轮机固定导叶电渣熔铸方法，是采用电弧炉精炼方法制备自耗电极和采用电渣溶铸工艺通过模具制备成导叶。自耗电极化学成分控制在C：0.14～0.19％、Si≤0.6％、Mn：1.5～1.9％、P≤0.035％、S≤0.035％、V：0.02～0.15％、Nb：0.015～0.06％、Ti：0.15～0.25％、Al：≥0.015、O≤0.0040％、N≤0.0080％、H≤0.00035％，余量为Fe。电渣溶铸渣系和渣导控制在CaF260～80％、Al2O340～20％或加入少量MgO或CaO(总量≤20％)；渣量一般为铸件重量的1.5～5％。本发明的优点在于氧化物、硫化物数量少、尺寸小、分布均匀，铸件基体纯净，冷却速度快、固液前沿结晶温度梯度大，铸件组织致密，尺寸精度高、变形小，使精炼铸件产品性能大幅度提高。

主权项

水轮机固定导叶电渣熔铸方法，包括采用电炉精炼方法制备自耗电极和采用电渣熔铸进行二次精炼制备水轮机固定导叶，其特征在于：1)所述的采用电炉精炼方法制备自耗电极包括：电弧炉精炼操作过程：采用电弧炉精炼工艺，主要完成低合金钢液去气、脱硫、脱磷、去夹杂物、脱氧、微合金化任务；原料：纯铁、硅铁、锰铁、废钢、铝锭、钛铁、钒铁、铌铁；①电弧炉精炼过程成分控制a：装炉前炉底加石灰，重量为炉料重的1.5～2％；b：炉料熔化65‑75％吹氧助熔，氧气压力为3～4kg；c：探底以确定炉料全部熔化，充分搅拌，取样分析C、P、S；化清后扒渣，补加炉料重量3～4％的渣料，当熔池温度达到1540～1550℃，进行氧化沸腾；d：熔池温度≥1560℃时开始沸腾脱氧，氧气压力为6～8kg，沸腾过程中自动流渣，吹氧脱碳速度为以重量百分比计每分钟脱除碳含量的0.02‑0.04％，矿石氧化脱碳速度为以重量百分比计每分钟脱除碳含量的0.015‑0.03％；氧化结束，取样分析C、P、S、Mn；e：扒渣进入还原期，造稀薄渣，插铝0.8kg/t脱氧，加入合金调整成份；最终成分合格出钢；②制备自耗电极化学成分控制在以重量百分比计：Q345C钢：C：0.14～0.19％、Si≤0.6％、Mn：1.5～1.9％、P≤0.035％、S≤0.035％、V：0.02～0.15％、Nb：0.015～0.06％、Ti：0.15～0.25％、Al：≥0.015、O≤0.0040％、N≤0.0080％、H≤0.00035％，余量为Fe；20SiMn钢：C：0.20％、Si：1.2％、Mn：1.65％、P：0.015％、S：0.015％、O≤0.0050％、N≤0.0070％、H≤0.00041％，余量为Fe。2)所述的电渣熔铸工艺过程主要完成电弧炉自耗电极基体的二次精炼提纯、铸件近净成型任务，具体步骤如下：①渣系与渣量控制考虑铸件凝固特性与化学元素成分变化，合理选择所需渣系，其主要成分以重量百分比计为CaF260～80％、Al2O340～20％；渣量为铸件重量的1.5～5％；②引燃方式采用固态或液态渣引燃，其化学成分以重量百分比为TiO2：40％～60％，CaF2：60％～40％；③供电参数的选择根据铸件电极与结晶器的几何参数来确定熔铸功率、电压、电流等各相应电参数，熔铸过程中注意保持电流和电压的稳定性；U＝[(0.5～0.7)D结晶器+(25～35)]  VI＝[(580～680)+(30～36)d电极]    A上式中D结晶器、d电极分别为结晶器和电极截面积的等效直径；④铸件防裂纹热处理工艺过程电熔铸后采用随炉冷却退火工艺，减小铸件马氏体转变趋势，退火温度为800～850℃；铸件正火工艺温度范围910～930℃，根据铸件壁厚确定保温时间，确保铸件完全奥氏体化，出炉后采用风冷加大冷却强度，确保碳化物弥散析出。