cf类铸造不锈钢在电弧冶炼钢炉中的应用

cf类铸造不锈钢在电弧冶炼钢炉中的应用

1输送过程中耐腐蚀性石油和天然气行业使用大量工业腐蚀溶液，如硫酸、硫酸、醋酸和造纸液。这些腐烂溶液在生产、储存和运输过程中对所使用的阀、管道和其他耐腐蚀性有严格的要求。CF类铸造不锈钢是满足这一要求的最佳材料。在近年的生产经营中,阀门行业接受了大量的CF类不锈钢阀门订货,对CF类不锈钢阀门材质作了比较深入的了解,对CF类不锈钢阀门铸件的生产积累了一定的经验,形成了比较成熟及稳定的工艺。2特征性2.1最高含碳量的计算按美国合金铸造研究所的定义,CF类铸造不锈钢中C表示用于腐蚀溶液工况,F表示Cr19Ni9这种合金元素含量搭配,在字母后面的数字表示最高含碳量。如果含有Mo和Nb等合金元素,则用M、C等注明。如CF8M就是一种耐腐蚀用的合金,其名义含19%Cr,名义含9%Ni,最大含0.08%C,含有2%～3%Mo。石油化工行业常用的CF类铸造不锈钢牌号有CF3、CF3M、CF8、CF8M、CF8C、CF10、CF10M和CF10C,等等。2.2耐腐蚀性测定CF类铸造不锈钢金相组织为奥氏体-铁素体双相组织,通常含有5%～40%的铁素体。材料中的铁素体可以提高强度,改善可焊性以及对某些特殊介质有最大的耐腐蚀性。据资料介绍,在19Cr-9Ni铸钢中引入铁素体,在425℃以下,提高了屈服强度和抗拉强度,而塑性或冲击韧性降低不多。为说明CF类铸造不锈钢中铁素体含量的控制,引入“铬当量”和“镍当量”的概念,即把化学成分中铁素体稳定元素换算成铬当量,Cre=Cr%+1.5(Si%)+Mo%+Cb%-4.99。把奥氏体稳定元素换算成镍当量,Nie=Ni%+30C%+26(N-0.02)%+2.77。随铬当量/镍当量比值增加,铁素体含量增加。2.3温度对抗晶间腐蚀能力的影响CF类铸造不锈钢对固溶处理的要求非常严格,处理温度为1060～1100℃,保温足够时间,使碳化物全部溶解,然后淬火快冷,以免碳化物析出,这样才能保证产品的抗晶间腐蚀能力。3系统操作难点CF类铸造不锈钢熔点高,流动性差,合金含量高,对气体敏感,对冶炼工艺有很高要求,冶炼过程操作难度很大。这里以普通电弧炼钢炉(全新料)为例简要谈一些实际生产中的做法。3.1入炉微6和废钢的量测材料要选用合理,主要指铬铁。从质量角度来讲,微6、微3、金属铬都能用,且微3、金属铬更利于冶炼操作。但从成本角度考虑,微6最便宜,选用微6最合理。入炉合金和废钢准确计量。因为在普通电弧炉条件下,没有电磁搅拌等辅助措施,还原期取样存在误差,化学成分特别是Cr的控制很大程度上依赖计算结果,所以各种入炉材料一定要准确计量,彻底烘烤,还原期各种入炉料要烤透,不能存留结晶水。3.2还原期操作要点氧化期脱碳量应在0.25%～0.30%范围内。尽量少加矿石,防止降温。吹氧氧化温度保证1600℃,氧气压力>1MPa;保证氧化末期钢水中含碳量≤0.06%,钢水温度t≥1660℃。还原期操作一定要做到快速和准确。预脱氧插铝1.2kg/t。铬铁分批加入,并加强搅拌,防止堆积于炉门口附近。还原前期扩散脱氧用硅钙粉进行,分2～3批加入,批量2～3kg/t,用木炭粉保持还原气氛。渣白后充分搅拌取样分析。接着用铝粉扩散脱氧,分2～3批加入,批量1～2kg/t,木炭粉保持还原气氛。根据取样分析结果调整合金成分。然后取收缩样看收缩,用热电偶测温1640～1660℃。一切合乎要求后方可出钢。4浇注系统设计根据CF类不锈钢的铸造性能特点,造型和制芯时要选用优质的造型材料,保证砂型和芯子有足够的耐火度,表面刷锆英粉涂料。冒口尽量采用明冒口,浇注系统采用开放式的,保证钢水快速和平稳地充满型腔。造型制芯时一定要考虑到排气问题,上下箱平面、芯头处和芯子分盒面扎上出气孔。砂型和芯子要采取措施烘干,尽量减少浇注时砂型和芯子的发气量。5浇注过程中二次氧化形成气孔①气孔CF类铸造不锈钢含碳量低,冶炼过程中过氧化现象严重,脱氧操作比较困难。熔点高,浇注温度高,在出钢及浇注过程中二次氧化严重容易产生气孔。解决办法是在冶炼过程中加强除气、加强脱氧,造型过程中采取排气措施,多设出气孔,型和芯彻底烘干。快速浇注,钢水充满浇注系统,减少吸气等。②粘砂CF类铸造不锈钢熔点高,浇注温度高,容易引起粘砂,特别是铸件厚和大处,形状复杂处要采取措施,如刷2～3遍锆砂涂料或用锆砂作为型和芯的面砂等。6酸洗液配比试验为了提高CF类不锈钢铸件的表面质量,铸件一般要经过酸洗处理。常用的酸洗液配比为:硝酸∶盐酸∶氢氟酸=2∶2∶1。酸洗过程