[发明专利]一种提高高温合金真空感应冶炼Mn元素收得率的方法

说明书

本发明为用于提高高锰Fe‑Cr‑Ni基合金真空冶炼Mn元素收得率的方法，其特征在于包括等真空炉冲入惰性气体Ar、迅速加入7%‑10%的Mn，再5‑8分钟内、进行浇注出钢、对步骤C获得的真空电极棒取样检测和分析Mn元素实际含量等步骤。本发明中方法制作的高Mn含量的高温合金电极棒，Mn元素收得率达到95%以上，且收得率稳定。真空环境下低蒸气压元素Mn挥发严重问题得以很好的解决，达到企业降本增效和提高产品质量的要求，创造可观的生产效益。

技术领域

本发明涉及一种提高高温合金真空感应冶炼Mn元素收得率的方法。属于真空冶炼易挥发金属元素控制的技术领域。

背景技术

随着我国海洋、航空、航天、电力等领域的极速发展，设备对材料的纯净度、使用寿命、使用强度等提出了更高的要求，因此金属材料采购标准的不断提高，大量高合金化材料已逐步要求真空感应炉进行熔炼。针对高Mn合金的真空冶炼，目前国内尚属起步阶段，Mn元素的高收得率控制方法更是一项技术壁垒。

以往国内生产高Mn含量的材料均采用非真空感应或者电炉进行冶炼，其Mn元素不会遇到高真空易挥发的问题。Mn分子在低压下通过液-气两相间的传质过程，传质的推动力则是压力差和浓度差。但在真空感应炉中冶炼Mn元素的收得率一直在75%以下，且收得极其不稳定，出现了大量废品和次品，为企业带来较大的生产经营负担。真空感应炉Mn收得率低的原因之一为Mn元素在真空感应冶炼过程中挥发量很大，收得率极低。

因此让真空感应炉Mn收得率变高是迫切需要解决的技术难题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种提高高温合金真空感应冶炼Mn元素收得率的方法，解决真空感应炉Mn收得率低的技术问题，制作的真空感应电极棒Mn元素收得率在95%以上，达到成分控制要求，方法简单，易操作，成本低。

解决以上技术问题的一种提高高温合金真空感应冶炼Mn元素收得率的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）高温合金真空感应炉冶炼末期冲入X pa的Ar气；

真空感应炉冶炼末期：炉内各主元素成分结果均达到标准要求（除Mn外出钢前加入的元素）。

充Ar和加Mn前，需要炉内主成分均达到标准要求，因为加Mn后没有时间再来调成分。达到基本要求，后续步骤才能达到发明的目的。

采用往真空感应炉内充入足量的Ar，以此减小Mn挥发传质推动力。Ar气为工业用Ar气。氩气Ar，稀有气体，用作电弧焊接(切割)不锈钢、镁、铝、和其它合金的保护气体，还用于钢铁、铝、钛和锆的冶炼中。

（2）以合金总质量计算，迅速加入7-10%的Mn；

（3）步骤（2）操作完成后的5-8min内，进行浇注出钢；

Mn是极易挥发的元素，即便充入了Ar气，随着时间延长，它依然会缓慢挥发，所以加Mn后，需要5-8分钟内出钢。

（4）对步骤（3）获得的真空电极棒取样检测，分析Mn元素实际含量。

检测步骤为在电极棒中间的表面，用取样设备钻取屑样，然后对屑样在实验室，采用化学分析方法分析（GB/T 223）。

所述高温合金为Fe-Cr-Ni基合金。

步骤（1）中所述冶炼设备为1.5T真空感应炉熔炼。

所述Ar充入量为20000-22000pa ，2-3min内完成充气量；优化方案中2min内充入Ar量20000pa。

Ar充入量是根据炉子大小来确定，基本1.5吨炉是20000pa左右。充入速度没有要求，因为是在加Mn之前充入的，充入速度基本在2分钟内充入20000pa。