[发明专利]一种铁镍基高温合金夹杂物的控制方法

说明书

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，公开了一种铁镍基高温合金夹杂物的控制方法，步骤如下：（1）VOD脱氧及钛合金化；（2）LF使用硅镁钡合金去除夹杂物；（3）向钢液中喂入含纳米氧化物颗粒的稀土镁合金包芯线；（4）加强连铸保护浇铸并提高过热度。该方法主要针对铁镍基合金特点，通过优化脱氧和钛合金化以及微合金化处理促进细小氧化物生成，改进连铸中包覆盖剂和连铸中包钢水过热度，从而实现氮化钛的微细弥散化，满足铁镍基高温合金高纯净度生产要求，同时减少了铸坯凝固末端偏析。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种铁镍基高温合金夹杂物的控制方法。

背景技术

铁镍基合金由于具有优良的高温强度和抗氧化腐蚀能力，广泛应用于海洋、环保、能源等领域。随着冶炼和连铸技术的进步，铁镍基合金的生产不再局限于感应炉小批量生产，基于不锈钢产线的铁镍基合金生产工艺在逐步完善。然而，由于铁镍基合金相比常规不锈钢具有铝钛等合金含量高，液相线温度低，导热性差等特点，导致凝固后期TiN大量析出，并沿晶界和枝晶间隙分布。在氮含量控制不稳定的情况下，这种现象更为突出，部分TiN在冶炼条件下就已经析出，并大量聚集形成大型夹杂物，对产品性能或质量造成不良影响。

申请号为201811259996 .2的专利公开了一种细化镍基变形高温合金中氮化物系夹杂物的方法，利用电渣重熔时熔渣与合金液的冶金反应，形成细小的均匀分布的MgO系夹杂物，为后续氮化物系夹杂物的形成提供核心；氮化物系夹杂物尺寸减小，分布更加均匀。

申请号为201610871499 .2的专利公开了一种船板钢钢液镁处理工艺，将镁处理工艺应用在船板钢精炼过程中，能够控制船板钢洁净度和钢中夹杂物成分、数量、粒度及其分布，改善船板钢的力学性能及其稳定性。申请号为201611016239.3和201611015743 .1公开了稀土镁合金包芯线结构和元素组分等。

综上所述，目前铁镍基合金的夹杂物的控制工艺主要针对感应炉和电渣炉冶炼，涉及大规模工业生产路线的夹杂物控制技术较少。微合金化处理技术主要作用为细化氧化物夹杂和晶粒，提高钢材性能，目前应用于碳钢，镁含量通常在30ppm以下；相比碳钢和常规不锈钢，铁镍基合金氧含量低，氧化物质点核心数量少，而且根据热力学计算，需要更高的镁含量才能形成含MgO夹杂物，因此难以形成氧化物冶金效果。

本发明提供一种铁镍基高温合金氮化钛的控制方法，该方法主要通过脱氧优化和微合金化处理技术，实现氮化钛夹杂物的微细弥散化，满足铁镍基高温合金高纯净度生产要求。

发明内容

本发明的目的就是针对上述问题，提供一种铁镍基高温合金夹杂物的控制方法。

本发明的目的是这样实现的：一种铁镍基高温合金夹杂物的控制方法，工艺流程为AOD—LTS—VOD—LF—连铸，具体步骤如下：（1）VOD进站渣厚控制在50mm以下，还原期分两批加入铝和钛合金块，第一批根据吹氧量加入吨钢5~8kg铝以及石灰、萤石渣料，底吹流量按吨钢6~8Nl/min搅拌5~10min，第二批根据铝、钛成分要求加入吨钢0~3kg的铝，0~10kg的钛合金，继续搅拌5~10min，钛合金化温度控制在1590~1620℃；（2） LF前期加入吨钢1~2kg硅镁钡合金进行深脱氧并促进夹杂物去除，底吹流量按吨钢3~6Nl/min搅拌5~10min，T.O含量控制在10ppm以下；（3）LF后期以1.5~2.5m/s喂入含纳米氧化物颗粒的稀土镁合金包芯线2~5m/t；喂线时底吹流量为吨钢1.5~5Nl/min，喂线后底吹流量按吨钢0.8~3Nl/min继续搅拌3~10min结束LF冶炼；（4）连铸中包采用CaO-Al₂O₃基覆盖剂，浸入式水口采用与中包一体的结构，减少氧化，控制中包过热度在50~80℃，加强连铸坯凝固末端冷却强度。

硅镁钡合金的质量百分比为：Si：55~60，Mg：1~8%，Ba：12~15%，余量为Fe。