Mejora y optimización del proceso de fundición de acero inoxidable martensítico ultrabajo en carbono
El acero inoxidable martensítico ultrabajo en carbono (06Cr13Ni46Mo y 06Cr16Ni46Mo) es un material importante que se utiliza generalmente para la corona superior, el anillo inferior, las palas y las paletas de guía de partes importantes de las turbinas hidráulicas. Esta serie de materiales de acero inoxidable son difíciles en la tecnología de fundición y tienen altos requisitos de calidad del producto.
Especialmente al fabricar la unidad de energía hidroeléctrica Three Gorges, las tres principales empresas de fabricación de equipos hidroeléctricos nacionales han formulado tecnologías y estándares de fabricación de energía hidroeléctrica nacionales y extranjeras. El estándar Three Gorges para componentes clave de equipos hidroeléctricos (los requisitos de materiales involucrados en este estándar representan el nivel más alto en la industria nacional). Los requisitos de composición del acero fundido son: ω (C) ≤0.05%, ω (P) ≤0.028%, ω (S) ≤0.015%, ω (Si) ≤1.00%, ω (Mn) ≤1.00%, ω ( Cr) ≥12.45%, ω (Ni) = 3.5 ～ 4.5%, ω (Mo) = 0.40 ～ 1.00%, ω (O) ≤80 × 10-6, ω (N) ≤150 × 10-6, ω ( H) ≤3 × 10-6.
Para producir piezas de fundición de acero inoxidable de alta calidad, los fabricantes nacionales y extranjeros utilizan principalmente hornos de arco eléctrico + refinado (AOD, VOD, LF, etc.). Entre ellos, el uso de AOD para fundir acero inoxidable se ha convertido en la tecnología líder en el refinado de acero inoxidable. En la actualidad, cuando los fabricantes nacionales y extranjeros producen esta serie de materiales de acero inoxidable, es más probable que se produzcan grietas durante la producción y el procesamiento posterior, y ocasionalmente se producen grietas durante el uso. Por lo tanto, para mejorar la calidad de esta serie de piezas fundidas de material, es necesario mejorar el rendimiento general de las piezas fundidas mejorando la calidad inherente del acero fundido.
El personal técnico de Dongfang Electric Group se centró en los problemas del largo tiempo de descarburación, el gran consumo de oxígeno, la alta temperatura de la piscina fundida y el largo tiempo de residencia a alta temperatura en el proceso original de fundición de acero inoxidable de la empresa. Mediante la mejora del proceso y el uso de un horno de refinación AOD, se mejoró la calidad del acero fundido.
Como todos sabemos, la clave para el soplado de oxígeno y la descarburación es controlar la reacción del oxígeno en el acero fundido con carbono, cromo, silicio, manganeso y otros elementos. Basado en el principio de la metalurgia del acero, combinado con el uso de AOD, los técnicos han mejorado y optimizado los principales parámetros del proceso de la fundición original de acero inoxidable.
El método AOD utiliza gas argón y oxígeno para soplar acero fundido en la piscina fundida desde el lado del fondo del horno en forma de gas mixto. En el proceso de soplado, la presión parcial de CO se diluye con argón y se reduce, lo que facilita enormemente la descarburación y conservación del cromo durante la fundición del acero inoxidable.
En la etapa de reducción del refinado de AOD, debido a la adición de ferrosilicio y escoria de piedra caliza para la desoxidación, y la intensa agitación del argón, el acero fundido puede desulfurizarse profundamente; la intensa agitación del argón durante el refinado de AOD puede promover la separación de óxidos en el acero fundido,
Ascendiendo, se mejora la limpieza del acero fundido, por lo que el contenido de inclusiones en el acero fundido es pequeño y casi no hay inclusiones de partículas grandes. La forma principal de las inclusiones también ha cambiado del silicato de manganeso del método del horno eléctrico al silicato de calcio.
Además, el método AOD también puede eliminar el plomo del acero durante el proceso de conversión. Los estudios han demostrado que una cierta cantidad de plomo en el acero inoxidable afectará su trabajabilidad en caliente, y después del soplado AOD, el ω (Pb) en el acero terminado es menos de 10 × 10-6, lo que no afectará el desempeño del acero. en absoluto.
Mediante la mejora del proceso y el uso de AOD, se obtiene acero fundido de alta calidad. Usando la desoxidación compuesta de Si-Ca y Si-Fe, el acero fundido ω (O) se reduce a 80 × 10-6; la cal activada se usa para fortalecer la desulfuración, de modo que ω (S) se reduce a menos del 0.015%, lo que mejora en gran medida la limpieza del acero fundido y cumple con los requisitos de composición de fusión y varios indicadores físicos y químicos; el contenido de componentes de gases nocivos e inclusiones de óxido esférico en el acero fundido (la clasificación de óxido esférico no excede de 2.0) se reduce considerablemente; La mejora de la pureza del acero fundido aumenta la capacidad de la matriz de fundición para resistir las grietas.