專利名稱：一種汽輪機(jī)葉片用耐熱不銹鋼的連鑄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)葉片用耐熱不銹鋼連鑄方法，具體講是一種1CrllMoV汽 輪機(jī)葉片用耐熱不銹鋼的連鑄方法。
背景技術(shù)：
1CrllMoV(GB/TB8732-2004)為馬氏體型不銹熱強(qiáng)鋼，是用于制造低于540。C條件 下使用的汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)葉片的良好材料。由于1CrllMoV鋼中碳含量處于鑄坯縱裂最 敏感區(qū)域，連鑄非常困難，現(xiàn)有的連鑄方法生產(chǎn)的連鑄坯有縱裂紋缺陷，縱裂紋一般在鑄坯 寬度的中心，深10 15mm，長(zhǎng)2 8mm(有時(shí)整爐鑄坯存在縱裂)。所以1CrllMoV均為模 注生產(chǎn)，綜合成材率低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有1CrllMoV連鑄方法縱裂嚴(yán)重的不足，本發(fā)明提供一種避免鑄坯縱 裂的1CrllMoV汽輪機(jī)葉片用耐熱不銹鋼的連鑄方法。 本發(fā)明的構(gòu)思是分析lCrllMoV馬氏體不銹鋼縱裂機(jī)理，采用合理的連鑄工藝技 術(shù)，避免了鑄坯縱裂。 本汽輪機(jī)葉片用耐熱不銹鋼中板的化學(xué)成分的質(zhì)量百分配比為
C :0. 11% 0. 18% Si 0. 25% 0. 50% Mn 0. 30% 0. 60%
0<P《0.035% 0<S《0.030% Cr :10. 0% 11. 5% 0《Ni《0.6% V :0. 25% 0. 40% Mo :0. 50% 0. 70%， 其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。鑄還外形尺寸一般長(zhǎng)1500mm 3000mm，寬950mm 1280mm，厚度160mm或180mm。
本1CrllMoV連鑄方法包括下述依次的步驟
( — )大包開澆 大包鋼水重量40 45噸，溫度1560°C 1570°C，鋼水化學(xué)成分的質(zhì)量百分配比 為C :0. 11% 0. 18% Si 0. 25% 0. 50% Mn 0. 30% 0. 60%
0<P《0.035% 0<S《0.030% Cr :10. 0% 11. 5%0《Ni《0.6% V :0. 25% 0. 40% Mo :0. 50% 0. 70%， 其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。 裝有鋼水的大包在連鑄叉臂上鎮(zhèn)靜8 lOmin后，大包通過長(zhǎng)水口導(dǎo)入中間包中， 中間包烘烤溫度1000 120(TC，長(zhǎng)水口與大包連接處采取氬氣密封。
(二)中間包開澆 中間包鋼水溫度控制1520 154(TC，嚴(yán)格控制過熱度為20 3(TC，當(dāng)中間包 鋼水達(dá)12噸時(shí)，中間包鋼水通過浸入式水口導(dǎo)入結(jié)晶器中，浸入式水口烘烤溫度1100 1200°C。
3
(三)拉坯 當(dāng)中間包開澆80 110秒后開始拉坯，在2 4min內(nèi)，拉速?gòu)?. 3m/min —直提 高到目標(biāo)拉速0. 7 1. 0m/min，達(dá)到目標(biāo)拉速后，保證恒拉速拉坯。結(jié)晶器冷卻水控制為 結(jié)晶器寬面水量1800L/min 2200L/min， 一般2000L/min，結(jié)晶器窄面水量280L/min 320L/min， 一般300L/min， 二冷總水量740L/min 780L/min， 一般760L/min，結(jié)晶器液面波 動(dòng)區(qū)間控制在士5mm。為了保證鑄坯的質(zhì)量，連鑄最后8 10分鐘需要緩慢降低拉速，拉速 從目標(biāo)拉速一直降低到0. 2m/min。中包鋼水剩余2 4噸時(shí)，連鑄進(jìn)行封頂操作。
(四)切割 鑄坯采取火焰切割，切割長(zhǎng)度為1500 3000mm，為防止鑄坯冷卻組織發(fā)生馬氏體 轉(zhuǎn)變，要求紅坯切割，切割時(shí)鑄坯溫度不低于700°C。
(五)鑄坯退火 為防止鑄坯冷卻組織發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變及消除鑄坯應(yīng)力，鑄坯還發(fā)紅時(shí)(一般鑄 坯溫度650。C ±50°C)送到退火爐退火，鑄坯入退火爐時(shí)溫度不低于30(TC，退火溫度 760°C 士30。C，保溫4 6小時(shí)，出爐堆冷。 lCrllMoV屬于馬氏體鋼，其高溫強(qiáng)度較低，凝固時(shí)收縮率較大，嚴(yán)重影響表面質(zhì) 量。因此，對(duì)于lCrllMoV鑄坯來講，連鑄容易產(chǎn)生縱裂，且鑄坯切割后需及時(shí)退火，以防止 鑄坯應(yīng)力釋放產(chǎn)生裂紋。 本發(fā)明提供的1CrllMoV馬氏體不銹鋼連鑄技術(shù)，工藝過程的機(jī)理是這樣的
a、過熱度控制 過熱度高，縱裂發(fā)生率也高。由于中包溫度過高，在結(jié)晶器中新生坯殼厚度較薄， 高溫強(qiáng)度變?nèi)?，鑄坯坯殼在凝固收縮過程中容易被撕開，形成微裂紋。另外，因溫度偏高，在 結(jié)晶器中鑄坯的整體收縮量變小，坯殼與結(jié)晶器之間的縫隙變小，保護(hù)渣流入產(chǎn)生困難，局 部被堵塞，這樣流入縫隙中的保護(hù)渣不均勻，引起傳熱不均勻，所形成的坯殼也不均勻，其 薄弱處就易產(chǎn)生縱裂。生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制過熱度為20 30°C。
b、拉速控制 裂紋與拉坯速度的波動(dòng)量有很大關(guān)系。在大生產(chǎn)中，生產(chǎn)節(jié)奏、鋼水溫度等許多因 素都會(huì)導(dǎo)致拉坯速度變動(dòng)。當(dāng)拉速波動(dòng)小于0. lm/min時(shí)，對(duì)縱裂基本無影響；當(dāng)拉速波動(dòng) 大于O. lm/min時(shí)，隨拉速波動(dòng)量的增大，縱裂指數(shù)直線上升。因此，鑄機(jī)拉坯速度的穩(wěn)定對(duì) 減少板坯縱裂有很大的意義。生產(chǎn)中，在控制鋼水溫度的基礎(chǔ)上，保證連鑄恒拉速。
c、結(jié)晶器液面波動(dòng)控制 連鑄操作中拉速升、降幅度過大造成液面波動(dòng)大，破壞了鋼液在結(jié)晶器里的流場(chǎng) 和保護(hù)渣合理的三層結(jié)構(gòu)，對(duì)裂紋的發(fā)生率有極大的影響。另外，無論是升速，還是降速，都 是一個(gè)不穩(wěn)定的狀態(tài)，增加了裂紋發(fā)生的幾率。如果液面波動(dòng)區(qū)間由士5mm增加到士20mm 時(shí)，縱裂紋指數(shù)從0增加到2. 0，因此，結(jié)晶器液面波動(dòng)區(qū)間控制在士5mm之內(nèi)。
d、冷卻制度控制 結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度大小，對(duì)初生坯殼的生長(zhǎng)有著重要影B向。如冷卻強(qiáng)度過大，使初 生坯殼生長(zhǎng)過快，在凝固收縮過程中易誘發(fā)裂紋，如冷卻強(qiáng)度過小，會(huì)造成坯殼厚度過薄， 易引起漏鋼的發(fā)生。1CrllMoV鋼屬于裂紋敏感性強(qiáng)的鋼種，對(duì)裂紋敏感性強(qiáng)的鋼種在保證 一定坯殼厚度的情況下，宜采用弱冷。因此結(jié)晶器冷卻水控制為結(jié)晶器寬面水量2000L/min，結(jié)晶器窄面水量300L/min， 二冷總水量760L/min。
e、鑄坯切割、退火控制 為防止鑄坯冷卻組織發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變及消除鑄坯應(yīng)力，鑄坯發(fā)紅時(shí)需送到退火爐 退火，鑄坯入退火爐時(shí)溫度大于30(TC，退火溫度740 76(TC，保溫4 6小時(shí)，出爐堆冷。
本1CrllMoV汽輪機(jī)葉片用耐熱不銹鋼的連鑄方法，克服了 1CrllMoV鋼中碳含量 處于鑄坯縱裂最敏感區(qū)域，連鑄困難的技術(shù)關(guān)鍵，鑄出的連鑄坯經(jīng)退火后，沒有縱裂紋，綜 合成材率提高到87 % ，降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明1CrllMoV汽輪機(jī)葉片用耐熱不銹鋼的連鑄方法的具體 實(shí)施方式，但本1CrllMoV汽輪機(jī)葉片用耐熱不銹鋼的連鑄方法的具體實(shí)施方式
不局限于 下述的實(shí)施例。鑄還外形尺寸長(zhǎng)2500mm，寬1015mm，厚度160mm。
( — )大包開澆 大包鋼水重量45噸，溫度1565(TC，鋼水化學(xué)成分的質(zhì)量百分配比為C :0. 14% Si:0.34% Mn:0.42% P :0.032% S :0. 005% Cr :10. 55% Ni :0. 18% V: 0.34% Mo :0.62， 其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。 裝有鋼水的大包在連鑄叉臂上鎮(zhèn)靜8min后，大包通過長(zhǎng)水口導(dǎo)入中間包中，長(zhǎng)水
口與大包連接處采取氬氣密封。 (二)中間包開澆 中間包烘烤溫度1150°C，中間包鋼水溫度控制1529t:，控制過熱度為20 30°C， 當(dāng)中間包鋼水達(dá)12噸時(shí)，中間包鋼水通過浸入式水口導(dǎo)入結(jié)晶器中，浸入式水口烘烤溫度 1180°C。(三)拉坯 當(dāng)中間包開澆96秒后開始拉坯，在拉坯4min后，拉速?gòu)?. 3m/min —直提高到目 標(biāo)拉速0. 85m/min，并在0. 85m/min恒拉速拉坯。結(jié)晶器冷卻水控制為結(jié)晶器寬面水量 2000L/min，結(jié)晶器窄面水量300L/min， 二冷總水量760L/min，結(jié)晶器液面波動(dòng)區(qū)間控制在 士3mm。連鑄最后8分鐘緩慢降低拉速，拉速?gòu)?. 85m/min —直降低到0. 25m/min，中包鋼水 剩余3. 5噸時(shí)，連鑄進(jìn)行了封頂操作。
(四)切割 鑄坯采取火焰切割，切割長(zhǎng)度為2500mm，為防止鑄坯冷卻組織發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，要 求紅坯切割，切割時(shí)鑄坯溫度測(cè)量值為760°C。 [OO51](五)鑄坯退火 鑄坯切割后，鑄坯還發(fā)紅時(shí)送到退火爐退火，鑄坯入退火爐時(shí)溫度35(TC，退火溫 度76(TC，保溫6小時(shí)，出爐堆冷。
權(quán)利要求
一種汽輪機(jī)葉片用耐熱不銹鋼的連鑄方法，它包括下述依次的步驟(一)大包開澆大包鋼水的溫度為1560℃～1570℃，鋼水化學(xué)成分的質(zhì)量百分配比為C0.11％～0.18％ Si 0.25％～0.50％ Mn 0.30％～0.60％0＜P≤0.035％ 0＜S≤0.030％ Cr10.0％～11.5％0≤Ni≤0.6％ V0.25％～0.40％ Mo0.50％～0.70％，其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)；裝有鋼水的大包在連鑄叉臂上鎮(zhèn)靜8～10min后，大包通過長(zhǎng)水口導(dǎo)入中間包中，中間包烘烤溫度1000～1200℃，長(zhǎng)水口與大包連接處采取氬氣密封；(二)中間包開澆中間包鋼水溫度控制1520～1540℃，嚴(yán)格控制過熱度為20～30℃，當(dāng)中間包鋼水達(dá)12噸時(shí)，中間包鋼水通過浸入式水口導(dǎo)入結(jié)晶器中，浸入式水口烘烤溫度1100～1200℃；(三)拉坯當(dāng)中間包開澆80～110秒后開始拉坯，在2～4min內(nèi)，拉速?gòu)?.3m/min一直提高到目標(biāo)拉速0.7～1.0m/min，達(dá)到目標(biāo)拉速后，保證恒拉速拉坯。結(jié)晶器冷卻水控制為結(jié)晶器寬面水量1800L/min～2200L/min，結(jié)晶器窄面水量280L/min～320L/min，二冷總水量740L/min～780L/min，結(jié)晶器液面波動(dòng)區(qū)間控制在±5mm；為了保證鑄坯的質(zhì)量，連鑄最后8～10分鐘需要緩慢降低拉速，拉速?gòu)哪繕?biāo)拉速一直降低到0.2m/min；中包鋼水剩余2～4噸時(shí)，連鑄進(jìn)行封頂操作；(四)切割鑄坯采取火焰切割，切割長(zhǎng)度為1500～3000mm，切割時(shí)鑄坯溫度不低于700℃；(五)鑄坯退火鑄坯還發(fā)紅時(shí)將鑄坯送到退火爐退火，鑄坯入退火爐時(shí)溫度不低于300℃，退火溫度760℃±30℃，保溫4～6小時(shí)，出爐堆冷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)葉片用耐熱不銹鋼的連鑄方法，其特征是在步驟 (三)拉坯時(shí)，結(jié)晶器寬面水量2000min，結(jié)晶器窄面水量300min， 二冷總水量760L/min.
全文摘要
一種汽輪機(jī)葉片用耐熱不銹鋼的連鑄方法，其步驟如下(一)大包開澆，鋼水的溫度為1560℃～1570℃，在連鑄叉臂上鎮(zhèn)靜8～10min后，大包導(dǎo)入中間包中，長(zhǎng)水口與大包連接處采取氬氣密封；(二)中間包開澆，中間包鋼水溫度1520～1540℃，當(dāng)中間包鋼水達(dá)12噸時(shí)，中間包鋼水導(dǎo)入結(jié)晶器中；(三)拉坯，當(dāng)中間包開澆80～110秒后開始拉坯，達(dá)到目標(biāo)拉速后，恒拉速拉坯。連鑄最后8～10分鐘緩慢降低拉速；中包鋼水剩余2～4噸時(shí)，連鑄進(jìn)行封頂操作；(四)切割，切割時(shí)鑄坯溫度不低于700℃；(五)鑄坯退火，鑄坯還發(fā)紅時(shí)送到退火爐，退火溫度760℃±30℃，保溫4～6小時(shí)，出爐堆冷。本發(fā)明鑄的連鑄坯沒有縱裂紋。
文檔編號(hào)C22C38/24GK101716660SQ200910227938
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月28日
發(fā)明者劉承志, 李俊, 范新智 申請(qǐng)人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司