GB/T 42091-2022 大型锻钢件用真空钢锭的冶炼与铸锭规范（正式版）

国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I Ⅲ 1 1 2 2 2 37安全环保要求 4 4 8表1真空泵主要性能参数(推荐值) 3表2精炼流程 5ⅢGB/T42091—2022本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国大型铸锻件标准化技术委员会(SAC/TC506)归口。1大型锻钢件用真空钢锭的冶炼与铸锭规范本文件规定了大型锻钢件用真空钢锭的冶炼和铸锭的原材料、设备及仪器要求、人员要求、安全环本文件适用于大型锻钢件用50t以上真空钢锭(以下简称为“钢锭”)的冶炼和铸锭。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T223(所有部分)钢铁及合金化学分析方法GB/T2272硅铁GB/T2988高铝砖GB/T3863工业氧GB/T4336碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法)GB/T5611铸造术语镍铁钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法(常规方法)GB/T20125低合金钢多元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法GB/T22589镁碳砖GB/T39733再生钢铁原料AQ2001炼钢安全规程JB/T3261LG系列盛钢桶型式与基本参数2GB/T42091—2022YB/T5049滑板砖YB/T5217萤石3术语和定义GB/T5611界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1真空钢锭vacuumingot的钢锭。4原材料要求4.1生铁、废钢等钢铁原材料应符合YB/T5296、GB/T4223、GB/T39733的4.2石灰、萤石、碳粉、硅钙粉、硅铁粉等渣料原材料应符合YB/T042、YB/T5217、YB/T192、YB/T5051、GB/T2272的规定。GB/T5683、GB/T6516、GB/T25049、GB/T3649、GB/T4139的规定。4.5根据锻件化学成分和机械性能要求，应对原辅材料的有害残余元素如Ni(当产品对Ni有残余要有残余要求时)等化学元素4.6冶炼用氧气应符合GB/T3863的规定，其中氧气含量(体积分数)应大于或等于99.5%;氮气应符合GB/T3864的规定，其中氮气含量(体积分数)应大于或等于99.2%;纯氩应符合GB/T4842的规定，其中氩气含量(体积分数)应大于或等于99.99%;高纯氩也应符合GB/T4842的规定，其中氩气含量(体积分数)应大于或等于99.999%。5设备及仪器要求钢液粗炼应选用大型高功率或超高功率碱性电炉(冶炼能力大于或等于60t),并配有吹氧、喷碳及除尘等设备。5.2钢包炉设备脱气/真空吹氧脱碳工位及搅拌功能。3GB/T42091—20225.3.2真空室能力应与生产的钢锭锭型相匹配，最小真空室能力应大于或等于50t。真空泵主要性能参数(推荐值)见表1。表1真空泵主要性能参数(推荐值)参数名称数值抽气量蒸汽泵：≥500kg/h;机械泵：≥200000m³/h工作真空度泵口极限真空度5.4.1化学成分分析检验使用的设备应经具备相关资质的第三方检测机构检定合格。制造商应具备5.4.2检验钢锭所使用的检测计量设备应由具备相关资质的第三方检测机构定期进行检查和检定并宜使用铂铑热电偶测量钢液温度。测温完毕后，应将偶头从钢液规定。5.6.2钢包、中间包、各种锚链以及钢丝绳(吊索具)、夹钳等冶金辅具和吊具应符合JB/T3261、GB/T549、GB/T20118、GB/T8918、JB/T7333的规定。5.6.3冶金辅具出现以下任何一条都应报废：a)因灼损或剥落修补不经济时；d)裂纹过大不能使用时。6人员要求冶炼与铸锭操作人员应具备相应的冶炼与铸锭知识和具有相关设备操作证，并应经过专业培训和考核。制造厂应评估冶炼与铸锭操作人员的水平，并按照人员水平安排相应的冶炼与铸锭工作。检验4GB/T42091—20227安全环保要求7.1应按AQ2001的要求制定冶炼和铸锭工艺过程的事故处理预案，并建立应急处理机制，以应对制造过程中出现的突发事故。7.3生产现场有害及危险物品控制应符合AQ2001的规定。8冶炼和铸锭工艺成钢锭。长宜小于或等于1000mm,单重宜小于或等于1000kg。同时，应保证钢铁料备料中无密闭容器、积水应装在出钢口及炉门口。8.2.1.1.4应根据设备能力进行装料，不应超装，并根据不同炉期适当调整装入量，以确保设备安全8.2.1.3.1出钢温度宜大于或等于1650℃。若钢包烘烤效果不理想或倒包出钢时，应适当提高出钢温度。8.2.1.3.2偏心炉底出钢的电炉可执行留钢留渣操作。5GB/T42091—2022工艺名称真空度典型锻件范围高真空精炼核电中真空精炼火电、水电、压力容器、支承辊应采用较大气体流量搅拌，气体流量宜大于或等于100L/min;在结束真空至出钢期间，为了使夹杂物系有CaO-SiO₂、CaO-CaF₂、CaO-SiO₂-Al₂O3等。FeSi粉、Al粉、电石粒等粉状或粒状脱氧剂进行扩散脱氧。在精炼过程中，应观察炉渣的流动性和颜8.2.2.4.3钢液中的合金充分熔化后，方可取样进行化学成分分析。对于高熔点铁合金如FeMo、LCr、8.2.2.5.2真空处理前，应适当升高钢液温度。该温度应综合考虑过高温度对钢包耐火材料的侵蚀及真空过程的降温，真空前钢水温度在出钢温度的基础上宜相应增加50℃~100℃。免真空处理过程中喷溅的钢渣粘住真空盖或进入真空管道。真空处理的自由空间宜大于或等于6GB/T42091—20228.2.2.5.4炼钢工艺应根据材料标准的质量要求和具体的钢包参数确定真空处理的时间，真空时间宜大于或等于15min。8.2.2.6.2精准调整合金总用量宜小于或等于所用合金总量的20%。8.2.2.6.4应根据合金微调量确定不同的镇静时间。种熔点的基础上宜相应增加50℃~150℃。等于1mm。8.3.1.3.2安装芯杆前，应再一次检查确认水口工作面的完好情况及是否有下沉。装好的芯杆检查塞8.3.1.3.3中间包装配到真空盖前，应再次对真空盖密封圈之内的范围进行清理。中间包应按定位标8.3.1.3.5盖板盖好后，进行烘烤，直至浇钢。烘烤时间宜大于或等于1h,包壁中部温度宜大于或等于8.3.1.4.2导流管应在装配底盘前安装到真空盖上。8.3.1.4.3导流环砖材质一般为高铝质。为避免导流环砖下部结瘤，最下面一环宜采用石墨等材质。7GB/T42091—2022所有导流环砖应与导流管钢壳保持同心。8.3.1.4.4导流管装配好后，应烘烤干燥，宜用小火烘烤大于或等于12h。8.3.1.5.2装配前底盘、钢锭模(包括钢锭模加高圈)温度宜大于或等于70℃。8.3.1.5.3装配时宜尽可能使真空室、底盘、钢锭模及保温帽的中心线对正。底盘中心线与真空室中心线的偏差宜小于40mm。8.3.1.5.4装配时应保证钢锭模与底盘、保温帽与钢锭模(包括钢锭模加高圈)之间接触严实。钢锭模加高圈和钢锭模棱线应对正。8.3.2浇注8.3.2.2真空系统应处于正常状态。开浇前应保证真空室内真空度符合工艺要求。一般锻件开浇前的真空度宜小于或等于67Pa。8.3.2.3钢包的起落和移动应保持平稳，并保持适当的浇注速度，以保证钢液在模内平稳上升。8.3.2.4如中间包浇注时，中间包内兑入的钢液积存至一定高度(宜为中间包高度的2/3)应进行测温、取样。达到规定的工艺浇注温度后，应打开中间包水口进行浇注。8.3.2.5在中间包浇注时，钢包兑钢时应及时打掉水口钢瘤，确保钢瘤不掉入中间包内。8.3.2.6浇注应根据注温范围，遵循高温慢注，低温快注的原则。对无法调整的超出注温范围的高、低8.3.2.7多包合浇时，应严格控制各钢包的衔接时间，间隔时间应根据中间包内钢水量情况，间隔时间宜小于或等于4min。8.3.2.8浇注后期应提前疏散真空室周围的人员，全体人员疏散到安全位置。8.3.2.9浇注完成后，应在钢锭冒口结壳前及时加入适量的发热剂及稻壳，以保证钢锭在凝固过程中的冒口补缩。8.3.2.10浇钢结束后应将包内钢渣翻入渣罐或指定地点，在翻包时宜尽量缓慢，防止突然将包内的渣子及残钢翻出发生喷溅。翻包时四周人员不应靠近，以免发生意外。8.3.3.1钢锭在浇注完成后，应在规定的时间内进行脱模热送。8.3.3.2钢锭脱模前应准备好吊链、钢丝绳和专用吊具。8.3.3.3脱模起吊钢锭及装车过程应由专人指挥，以保证安全并防止事故发生。8.3.4.2砌筑用砖不应有裂纹或缺棱少角；应规范砌筑及摆放，保证表观良好。8GB/T42091—2022为了确保钢锭的质量受控，钢锭制造商应建立完备的质量保证体系，并获得ISO9000质量体系认证及对应产品质量认证。9.1.2钢中气体及残余有害元素控制钢液出钢前H、O含量(质量分数)控制推荐值为：H含量小于或等于2.0×10-⁶、O含量小于或等有残余要求时)、B(当产品对B有残余要求时)等残余有害元素应控制在产品技术标