30Cr2Ni4MoV超純凈鋼冶煉技術(shù)研究

隨著我國對燃?xì)廨啓C(jī)基礎(chǔ)研究的高度重視，2014年3月，四川省燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在德陽成立，由二重等22家單位共同組成，二重負(fù)責(zé)30Cr2Ni4MoV超純凈材料的研究，用于該項(xiàng)目的葉輪、輪盤、轉(zhuǎn)子等部件的制造。從2014年開始至今，二重已成功制造出燃機(jī)葉輪、燃機(jī)輪盤、燃機(jī)轉(zhuǎn)子等，這給我國燃?xì)廨啓C(jī)用超純凈鍛件的制造積累了寶貴的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

超純凈鋼對鋼液中的殘余元素要求非常嚴(yán)格，特別是Mn、Si、P、Sn、Sb和J系數(shù)，如果鋼液中殘余有害雜質(zhì)元素及非金屬夾雜物含量過高，則很難達(dá)到該產(chǎn)品各方面的性能要求。由于超純凈鋼產(chǎn)品要求超純凈、高壽命，對金屬內(nèi)部缺陷控制和力學(xué)性能要求極為嚴(yán)格，加上該鋼顯微組織復(fù)雜，極易形成混晶和粗晶，相變應(yīng)力大，極易開裂，制造風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)大。因此，在整個(gè)冶煉工序控制過程中，必須嚴(yán)格控制殘余有害元素的含量，并盡可能降低鋼液中的氣體含量和非金屬夾雜物含量，以提高鋼液的純凈度。

30Cr2Ni4MoV超純凈鋼冶煉技術(shù)難點(diǎn)分析：

（1）標(biāo)準(zhǔn)要求熔煉分析Si≤0.03%、Mn≤0.05%、Al≤0.008%。所以在冶煉過程中沒有很好的脫氧元素能夠在保證前述三者化學(xué)元素熔煉要求的前提下還要進(jìn)行徹底的脫氧，此為難點(diǎn)之一。

（2）P、S、As、Sn、Sb等殘雜元素要求高，且標(biāo)準(zhǔn)要求系數(shù)J≤8。As、Sn、Sb等元素的還原性均比Fe弱，它們在冶煉過程中不可能被氧化去除。因此，按照一般工藝技術(shù)方法不可能將As、Sn、Sb控制在技術(shù)條件要求的限制范圍內(nèi)。市場上絕大部分廢鋼無法滿足要求，冶煉過程中大量的鐵合金加入對此類殘雜元素的影響也很大，所以要使用殘雜元素極低的專用廢鋼、鐵合金。在保證技術(shù)要求的同時(shí)，如何控制生產(chǎn)成本又是一大難題。

（3）以現(xiàn)有設(shè)備及成熟的工藝模式，采用傳統(tǒng)流程生產(chǎn)此類超純凈鋼，如何進(jìn)行冶煉過程鋼水純凈的的控制、澆注環(huán)節(jié)的防污染控制、凝固過程中的均勻化控制也極為困難。

經(jīng)過分析，二重在原有成熟的雙真空冶煉澆注工藝流程的基礎(chǔ)上，增加新的工藝措施和澆注保護(hù)措施，即優(yōu)化后的工藝流程為：電爐（初煉）+鋼包爐（真空精煉）+真空澆注（真空直接澆注）。