一种电炉生产模铸成材800MPa级水电钢的冶炼方法与流程

本发明属于冶金，涉及一种电炉生产模铸成材800mpa级水电钢的冶炼方法。

背景技术：

1、国内大容量抽水蓄能电站的兴建，对水电站引水钢岔管、上下游连接管与蜗壳的强度等级提出了更高要求，所用钢板已从碳素钢向低合金高强钢转变，大型水电站普遍使用800 mpa级水电钢来满足减量化的需求。800mpa级水电钢主要用于压力钢管和岔管部件制作，其中岔管钢板的最大厚度为150mm，因其成分和性能要求较为严格，具备较大的生产难度。

2、对于120-150mm厚800mpa级水电钢，在合金含量确定的前提下，钢液中的氮含量对钢板低温冲击韧性有较大影响。电炉生产相较转炉生产，钢液中的n含量明显偏高，当钢板中氮含量＞50ppm时，钢板冲击急剧恶化，为保证大厚度800mpa级水电钢低温冲击韧性，在采用电炉冶炼时需要严格控制钢液中的n含量≤40ppm，提高有效酸溶硼的含量，进而提高钢板淬透性。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种电炉生产模铸成材800mpa级水电钢的冶炼方法，得到的钢板n含量≤40ppm，有效酸溶硼的含量≥60%，板厚1/4处-40℃横向冲击功≥150j。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

3、一种电炉生产模铸成材800mpa级水电钢的冶炼方法，包括电炉、lf炉、vd炉和模铸工序；所述lf炉工序，合金料选择电解锰、镍铁、铜板、钼铁、低碳铬铁、铌铁、钒铁。

4、进一步地，本发明所述lf炉工序，所述镍铁用镍板代替。

5、进一步地，本发明所述lf炉工序，所述铜板不允许使用废铜。

6、进一步地，本发明所述电炉工序，双兑铁水，单炉铁水量兑入总量≥60吨。

7、进一步地，本发明所述vd炉工序，采用（10+5+5）vd真空模式加入ti铁和b铁，即：首次vd真空大氩气高真空度66pa以下保持10min-15min，破空后加钛铁；再次大氩气vd高真空度66pa以下保持5min-8min，二次破空后加入硼铁；再次大氩气vd高真空度66pa以下保持5min-8min。硼铁加入前先加入钛铁，钛铁优先与钢液中的氮气结合生成氮化钛夹杂，进一步降低钢液中的氮气含量，进而提高有效酸溶硼的含量，提高钢板淬透性。

8、进一步地，本发明所述模铸工序，采用密封罩氩气保护浇铸。

9、进一步地，本发明所述800mpa级水电钢的化学成分及质量百分含量如下：c：0.09～0.11%，si：0.10～0.25%，mn：0.90～1.10%，ni：1.50～1.60%，p≤0.010%，s≤0.005%，nb：0.015～0.025%，v：0.035～0.045%，cr：0.40～0.50%，mo：0.40～0.50%，cu：0.20-0.25%，ti：0.010-0.018%,b：0.0010-0.0018%，al：0.020～0.040%，n≤40ppm，余量为fe和不可避免的杂质。

10、进一步地，本发明所述钢板厚度为120-150mm。

11、本发明技术方案的发明原理在于：

12、在调质高强钢中，加入合金元素b可以提高淬透性，其作用机理是：微量b固溶于高温奥氏体中，冷却过程中在奥氏体晶界偏聚，抑制晶界铁素体形核，从而提高钢的淬透性，尤其是使低冷速条件下的淬透性大大提高。但是，钢中的b属于活泼元素，易与n结合形成稳定的bn，这些bn在淬火温度下不溶解，奥氏体中固溶的有效b含量减少，降低了b对淬透性的提高作用。因此需要添加氮化物形成元素，固定n元素，保持b在奥氏体中的固溶量，从而提高淬透性。一般认为，ti、al、v等强氮化物形成元素，能在不同程度上起到固定n的作用。合金元素v、ti、al、b是钢中的强氮化物形成元素，它们与n的结合能力由强到弱为tin、bn、aln、vn。在含b钢中添加ti元素，钢中的n将优先析出tin 或ti(c,n )，析出开始温度一般高达1400℃以上，远远高出bn的析出开始温度。随着温度的降低，tin中的固n比例会随之升高，从而极大地固定了钢中的n，阻止bn的形成，使奥氏体中有效的b固溶含量增加，达到提高淬透性的目的。

13、本技术方案采取的ti合金的加入方式，能够有效地提高ti合金与钢水中n含量的结合，阻止bn的形成，使奥氏体中有效的ｂ固溶含量增加，达到提高淬透性的目的。

14、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

15、本发明方法生产的钢板更纯净，最大厚度可达到150mm，且钢板n含量≤40ppm，有效酸溶硼的含量≥60%，钢板低温冲击韧性良好，板厚1/4处-40℃横向冲击功≥150j。

技术特征：

1.一种电炉生产模铸成材800mpa级水电钢的冶炼方法，其特征在于，包括电炉、lf炉、vd炉和模铸工序；所述lf炉工序，合金料选择电解锰、镍铁、铜板、钼铁、低碳铬铁、铌铁、钒铁。

2.根据权利要求1所述的一种电炉生产模铸成材800mpa级水电钢的冶炼方法，其特征在于，所述lf炉工序中的镍铁用镍板代替。

3.根据权利要求1所述的一种电炉生产模铸成材800mpa级水电钢的冶炼方法，其特征在于，所述lf炉工序中的铜板不允许使用废铜。

4.根据权利要求1所述的一种电炉生产模铸成材800mpa级水电钢的冶炼方法，其特征在于，所述电炉工序，双兑铁水，单炉铁水量兑入总量≥60吨。

5.根据权利要求1所述的一种电炉生产模铸成材800mpa级水电钢的冶炼方法，其特征在于，所述vd炉工序，采用（10+5+5）vd真空模式加入ti铁和b铁，即：首次vd真空大氩气高真空度66pa以下保持10min-15min，破空后加钛铁；再次大氩气vd高真空度66pa以下保持5min-8min，二次破空后加入硼铁；再次大氩气vd高真空度66pa以下保持5min-8min。

6.根据权利要求1所述的一种电炉生产模铸成材800mpa级水电钢的冶炼方法，其特征在于，所述模铸工序，采用密封罩氩气保护浇铸。

7.根据权利要求1所述的一种电炉生产模铸成材800mpa级水电钢的冶炼方法，其特征在于，所述800mpa级水电钢的化学成分及质量百分含量如下：c：0.09～0.11%，si：0.10～0.25%，mn：0.90～1.10%，ni：1.50～1.60%，p≤0.010%，s≤0.005%，nb：0.015～0.025%，v：0.035～0.045%，cr：0.40～0.50%，mo：0.40～0.50%，cu：0.20-0.25%，ti：0.010-0.018%,b：0.0010-0.0018%，al：0.020～0.040%，n≤40ppm，余量为fe和不可避免的杂质。

8.根据权利要求1所述的一种电炉生产模铸成材800mpa级水电钢的冶炼方法，其特征在于，所述方法生产的钢板n含量≤40ppm，有效酸溶硼的含量≥60%，板厚1/4处-40℃横向冲击功≥150j。

技术总结本发明公开一种电炉生产模铸成材800MPa级水电钢的冶炼方法，包括电炉、LF炉、VD炉和模铸工序；所述LF炉工序，合金料选择电解锰、镍铁、铜板、钼铁、低碳铬铁、铌铁、钒铁；所述VD炉工序，采用（10+5+5）VD真空模式加入Ti铁和B铁，即：首次VD真空大氩气高真空度66Pa以下保持10min‑15min，破空后加钛铁；再次大氩气VD高真空度66Pa以下保持5min‑8min，二次破空后加入硼铁；再次大氩气VD高真空度66Pa以下保持5min‑8min。本发明方法生产的120‑150mm厚800MPa级水电钢N含量≤40ppm，有效酸溶硼的含量≥60%，板厚1/4处‑40℃冲击功≥150J。技术研发人员：郭恒斌,吝章国,龙杰,庞辉勇,韦明,马吉力,吕建会,莫德敏,毕殿阁,李劲峰,李铮受保护的技术使用者：舞阳钢铁有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29