CF8C材質因在高溫高壓環境使用時變形小,強度大,耐磨耐腐蝕,一般被選用為閥門材質。標準的CF8C材質成分要求硫磷含量分別為S≤0.040%、P≤0.040%,硫磷含量較高。硫含量高,閥門使用中硫與氫形成硫化氫,硫化氫常溫下可引起金屬材料的應力腐蝕開裂,高溫高壓下能引起金屬材料的快速均勻腐蝕,不能滿足閥門高溫高壓環境使用要求。為滿足高溫高壓閥門使用要求,將有害元素硫含量嚴格控制在0.015%以下,有害元素磷含量控制在0.020%以下。
CF8C材質合金元素含量較高,碳含量較低,硫、磷含量低,電弧爐返回吹氧法冶煉過程中主要存在以下問題:冶煉過程中合金元素燒損嚴重;冶煉時間較長;爐襯燒損嚴重。澆注過程中鋼液表面易產生氧化鉻膜、冷隔、表面皺皮和夾雜等現象。
為解決CF8C材質冶煉過程中存在的問題,得到合格的化學成分,主要采用以下措施。
配料:90%的爐料采用本鋼種高合金鋼返回料,在裝料前爐底加入鋼液重量1.0%~1.5%的FeSi,配入Ni到中上線。
熔化期:當爐料熔清后,鋼液的溫度≥1 600 ℃時,根據爐渣情況,判斷是否放渣,保證吹氧脫碳在薄渣下進行。
氧化期:取試樣分析鋼液成分,將Si的成分調整控制到鋼液重量的1.0%~1.5%,Ni的成分調整控制到鋼液重量的9.5%~10.5%,計算鋼液成分鉻碳質量比,確定吹氧溫度(1 705~1 835 ℃),當爐內鋼液溫度滿足要求時,將吹氧壓力提高至1.5~1.8 MPa,用兩根吹氧管連續吹氧18~22 min,觀察爐膛氣氛、吹氧火焰的顏色,再次取樣分析鋼液成分,將C的成分調整控制到≤鋼液重量的0.03%。
還原期:在脫氧良好的白渣情況下補加Fe-Cr合金,及時攪拌鋼液,把露于渣面上的固體Fe-Cr合金塊推入鋼液中,分批次加入還原劑回收渣中的Cr,當加入的合金露于渣面上時,采用電壓210 V、電流10 kA的供電方式;如合金埋入渣面下時則采用電壓180 V,電流8 kA的供電方式,還原期嚴禁短弧操作,電極下降要同步。
為解決鋼液流動性差,使鑄件產生冷隔、表面皺皮、夾雜及鋼液表面氧化鉻膜等問題,澆注時,應適當提高澆注溫度,并合理設計澆注系統縮短澆注時間,同時實施氬氣保護澆注。
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