一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电渣重熔冶炼技术领域，特别是涉及一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法。
【背景技术】
[0002]电渣重熔镍基高温合金生产的重要工艺，具有脱夹杂物能力强、脱S能力强、改善铸锭凝固组织等一系列优点。对于普通级至高端级镍基高温合金，电渣重熔会作为第二道或者最终道制造工序。目前广泛使用的镍基高温合金中，均含有一定量的Ti元素。合金中的Ti与Ni相结合，形成一定量的纳米级Ni3Ti析出物，使合金在高温条件下具有较高的力学性能及持久强度。一般情况下，为了使合金中Ni3Ti析出物稳定，会同时添加一定量的Al，形成Ni3 (Al、Ti)析出物。但是，含有一定量Ti元素的镍基高温合金在电渣重熔过程中会遇到Ti烧损严重、电渣锭头尾Ti含量相差过大，一般差值大于0.2%，以及电渣锭表面出现凹坑，甚至裂纹等问题，从而影响最终产品的使用性能。而对于含Ti镍基高温合金电渣重熔Ti烧损及表面质量影响最大的为渣系中的T12含量。
【发明内容】
[0003]为了克服现有含Ti镍基高温合金电渣重熔方法的上述不足，本发明提供一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法，用该方法在合金中同时含有Al条件下，电渣锭头尾Ti含量差值不大于0.1%，电渣锭表面质量显著改善。
[0004]
本含Ti镍基高温合金电渣重熔方法包括下述依次的步骤:
I将含有CaF2 (40%?55%)、A1203 ( 15%?25%)及CaO (15%?25%)普通三元预熔渣进行二次提纯，使其中的S12S 0.5%。
[0005]II将提纯后的三元预恪渣进行破碎，要求破碎后三元预恪渣当量粒径< 3mm。
[0006]III将纯MgO及T12粉末(当量粒径< 1mm)，加入到三元预恪渣，均勾混合成五元渣。其中五元渣中MgO重量百分比控制在3%?6%之间，五元渣中T12所占重量百分比需按如下公式计算(不考虑除五元渣外的其他组分及杂质含量):
Ti02%=合金中Ni含量％XM+合金中Ti含量％XN
其中，M为Ni含量修正系数，取值0.01?0.012 #为11含量修正系数，取值1.8?
2.2。
[0007]IV五元渣在使用前需经过800 °C?850 °C，4h?6h高温烘烤，并且使用时渣温度不低于100°C。五元渣使用量按照每100Kg自耗电极重量使用30-35Kg计。
[0008]V准备适当Al粉末(当量粒径彡3mm)，在电渣重熔前均匀混入五元渣中，Al粉末使用量按每100Kg自耗电极使用0.06-0.09Kg计。
[0009]VI在结晶器底部首先添加30%?35%重量的辅料，辅料是电渣料以及适当同钢种车削料，车削料重量约为1.5-3Kg之间开始电渣重熔，剩余电渣料在电渣重熔开始后20min内逐渐加入。
[0010]进一步讲，上述的含Ti镍基高温合金电渣重熔方法在步骤VI中，电渣重熔过程采用恪速控制4 Kg/min?6Kg/min，起弧阶段可采用大恪速8 Kg/min?10Kg/min，恪速采用时间< 20min。
[0011]本发明技术方案主要优点
I)不同钢种的化学成分及物理特性不同，可以根据如上技术方案对渣系进行调配，使化学成分控制准确。
[0012]2) Al粉末的加入可以在电渣重熔初期对电渣进行脱氧，使其气体含量降低，同时也避免了自耗电极中Ti的大量烧损，使电渣锭头尾Ti含量趋于一致。
[0013]3)电渣重熔初始阶段采用大熔速，可以使渣料熔化均匀，改善电渣锭表面质量。
[0014]采用如上技术方案，电渣锭头尾Ti含量差值< 0.1%，电渣锭表面质量显著改善。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例详细说明本发明的【具体实施方式】，以便对本发明的构思、所解决的技术问题、技术特征有进一步的了解。但下述是实施例并不是对本发明的限制。
[0016]实施例一
采用100Kg电渣重熔炉冶炼Inconel740H合金，自耗电极重量为lOOOKg。合金中含有(质量百分比)N1-48%、Cr-25%、Co-20%、Α1_1.4%、Ti_l.4% 元素。
[0017]本实施例采取下述位次的步骤:
I将含有CaF2 (40%?55%)、A1203 ( 15%?25%)及CaO (15%?25%)普通三元预熔渣进行一■次提纯，提纯后其中的Si02为0.33% ；
II将提纯后的三元预恪渣进行破碎，要求破碎后三元预恪渣当量粒径为2mm ；
III将纯MgO及T12粉末，当量粒径0.5mm，加入到三元预恪渣，均勾混合成五元渣。
[0018]T12在五元渣系中所占重量百分比为:48%X0.01+1.4%X2.0=3.28%，取值3.3%。最终所调配的五元渣系各组分比例为:CaF2:Al 203:Ca0:MgO:Ti02=51:21:20.2:4.5:3.3。
[0019]IV五元渣在使用前需经过800°C，6h高温烘烤，并且使用时渣温度120°C，使用五元渣量为33Kg。
[0020]V准备适当Al粉末(当量粒径2mm)，在电渣重熔前均匀混入五元渣中，本次Al粉末使用量为0.065Kgo
[0021]VI电渣重熔前，在结晶器底部首先添加1Kg (五元渣+混合Al粉)以及1.SKg同钢种车削料，开始电渣重熔，剩余(五元渣+混合Al粉)在电渣重熔开始后ISmin内逐渐加入。电渣重熔过程采用熔速控制(4.5Kg/min)，起弧阶段采用大熔速(8Kg/min)，熔速采用时间19min。
[0022]电渣重熔后所得IncOnel740H电渣锭表面质量光滑。在电渣锭头尾进行取样，分析Ti元素，头部Ti=L 36%，尾部Ti=L 31%，差值0.05%，满足要求。
[0023]实施例二:
采用100Kg电渣重熔炉冶炼617B合金，自耗电极重量为lOOOKg。合金中含有Ni_55%、Cr-22%、Co-12%、Μο-9%, Α1_1.2%、T1-0.5% 元素。
[0024]本实施例采取下述位次的步骤: I将含有CaF2 (40%?55%)、A1203 ( 15%?25%)及CaO (15%?25%)普通三元预熔渣进行二次提纯，提纯后其中的Si02为0.35% ;
II将提纯后的三元预恪渣进行破碎，要求破碎后三元预恪渣当量粒径为1.5mm ；
III将纯MgO及T12粉末，当量粒径0.6mm，加入到三元预恪渣，均勾混合成五元渣。
[0025]T12在五元渣系中所占重量百分比为:55%X0.01+0.5%X2.2=1.65%，取值1.7%。最终所调配的五元渣系各组分比例为:CaF2:Al 203:Ca0:MgO:Ti02=49:22.2:22:5.1:1.7。
[0026]IV五元渣在使用前需经过820°C，6h高温烘烤，并且使用时渣温度110°C，使用五元渣量为31Kg。
[0027]V准备适当Al粉末(当量粒径2_)，在电渣重熔前均匀混入五元渣中，本次Al粉末使用量为0.075Kgo
[0028]VI电渣重熔前，在结晶器底部首先添加1Kg (五元渣+混合Al粉)以及2.3Kg同钢种车削料，开始电渣重熔，剩余(五元渣+混合Al粉)在电渣重熔开始后15min内逐渐加入。电渣重熔过程采用熔速控制(4.8Kg/min)，起弧阶段采用大熔速(9Kg/min)，大熔速采用时间17min。
[0029]电渣重熔后所得电渣重熔后所得617B电渣锭表面质量光滑。在电渣锭头尾进行取样，分析Ti元素，头部Ti=0.49%，尾部Ti=0.47%，差值0.02%，满足要求。
【主权项】
1.一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法，它包括下述依次的步骤: I将含有CaF2、Al203及CaO的三元预熔渣进行二次提纯，使其中的S12S 0.5% ； II将提纯后的三元预恪渣进行破碎，要求破碎后三元预恪渣当量粒径< 3mm ； III将纯MgO及T12粉末加入到三元预熔渣，均匀混合成五元渣；其中五元渣中MgO重量百分比控制在3%?6%之间，五元渣中T12所占重量百分比需按如下公式计算: Ti02%=合金中Ni含量％XM+合金中Ti含量％XN 其中，M为Ni含量修正系数，取值0.01?0.012 #为11含量修正系数，取值1.8?2.2 ； IV五元渣在使用前经过800°C?850°C，4h?6h高温烘烤，并且使用时渣温度不低于100°C，五元渣使用量按照每100Kg自耗电极重量使用30-35Kg计； V准备Al粉末，在电渣重熔前均匀混入五元渣中，Al粉末使用量按每100Kg自耗电极使用0.06-0.09Kg计； VI在结晶器底部首先添加30%?35%重量的辅料，辅料是电渣料以及同钢种车削料，车削料重量为1.5-3Kg之间开始电渣重熔，剩余电渣料在电渣重熔开始后20min内逐渐加入。2.根据权利要求1所述的含Ti镍基高温合金电渣重熔方法，其特征是:在步骤VI中，电渣重恪过程采用恪速控制4 Kg/min?6Kg/min，起弧阶段可采用大恪速8 Kg/min?10Kg/min，恪速采用时间< 20min。
【专利摘要】本发明涉及一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法，它包括：<b>Ⅰ.</b>将含有CaF2、Al2O3及CaO的三元预熔渣二次提纯；<b>Ⅱ.</b>将提纯后的三元预熔渣进行破碎；<b>Ⅲ.</b>将MgO及TiO2粉末加入到三元预熔渣成五元渣。<b>Ⅳ.</b>五元渣在使用前需经过800℃～850℃，4h～6h高温烘烤，五元渣使用量按照每1000Kg自耗电极重量使用30-35Kg计；<b>Ⅴ.</b>电渣重熔前将Al粉末混入五元渣中，Al粉末按每1000Kg自耗电极使用0.06-0.09Kg计；<b>Ⅵ.</b>在结晶器底部先加30%～35%重量的辅料，辅料是电渣料以及同钢种车削料，车削料重量1.5-3Kg之间，开始电渣重熔，剩余电渣料在电渣重熔开始后20min内逐渐加入。本发明的方法电渣锭头尾Ti含量差值不大于0.1%，改善电渣锭表面质量。
【IPC分类】C22B9/18, C22C19/03
【公开号】CN105039733
【申请号】CN201510521771
【发明人】曾莉, 王岩, 徐芳泓, 李阳, 李莎
【申请人】太原钢铁(集团)有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月24日