一种用于高温合金深度脱硫的冶炼方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115323117A(43)申请公布日2022.11.11(21)申请号202210900357.X(22)申请日2022.07.28(71)申请人中国科学院金属研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号(72)发明人舒德龙谢君范世钢盛乃成侯桂臣王振江周亦冑孙晓峰(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234专利代理师张志伟(51)Int.Cl.C21C7/064(2006.01)C21C7/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种用于高温合金深度脱硫的冶炼方法(57)摘要本发明涉及金属熔炼、铸造领域，具体涉及一种用于高温合金深度脱硫的冶炼方法。根据实际情况选择CaO使用方式，并准备好CaO吊装装置或预压制CaO块，作为脱硫剂；将原料放入真空感应炉内进行熔炼母合金，并进行高温精炼；高温精炼结束后停电至熔体边缘出现凝固现象后，恢复供电并提高熔体温度至1550℃，将CaO吊装装置浸入熔体，或加入预压制CaO块，进行深度脱S处理；深度脱S处理工艺结束后，进行低温精炼处理；低温精炼结束后进行提温浇注，获得超低S含量高温合金。本发明能够深度降低母合金中的S含量，且使用的脱硫剂及脱硫产物为大尺寸颗粒，容易通过挡渣过滤系统去除，不引入新杂质，操作简单，实施难度低，效果显著。CN115323117ACN115323117A权利要求书1/1页1.一种用于高温合金深度脱硫的冶炼方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据实际情况选择CaO使用方式，并准备好CaO吊装装置或预压制CaO块，作为脱硫剂；(2)将原料放入真空感应炉内进行熔炼母合金，并进行高温精炼；(3)高温精炼结束后停电至熔体边缘出现凝固现象后，恢复供电并提高熔体温度至1550℃，将CaO吊装装置浸入熔体，或加入预压制CaO块，进行深度脱S处理；(4)深度脱S处理工艺结束后，进行低温精炼处理；(5)低温精炼结束后进行提温浇注，获得超低S含量高温合金。2.按照权利要求1所述的用于高温合金深度脱硫的冶炼方法，其特征在于，步骤(1)中，当冶炼质量不高于50kg，或使用Al质/高Al质坩埚材质时，通过预制的CaO陶瓷棒与吊装工装配合形成CaO吊装装置，通过上加料系统使CaO陶瓷棒浸入熔体。3.按照权利要求2所述的用于高温合金深度脱硫的冶炼方法，其特征在于，为了提高CaO陶瓷棒的强度，在CaO陶瓷棒中镶入2～3根φ0.18mm的Mo丝或W丝形成复合材料。4.按照权利要求3所述的用于高温合金深度脱硫的冶炼方法，其特征在于，CaO陶瓷棒的尺寸为10mm×5mm×100mm，浸入熔体的陶瓷棒面积总和大于1.5倍坩埚横截面积。5.按照权利要求1所述的用于高温合金深度脱硫的冶炼方法，其特征在于，步骤(1)中，当冶炼质量高于50kg时，采用Mg质或高Mg质坩埚，使用颗粒度为1mm～10mm的CaO颗粒作为脱硫剂，加入量为熔炼合金质量的0.05％～0.20％，使用时用Al箔将CaO颗粒进行包裹，并通过预压制成CaO块，通过上加料系统或侧加料系统加入熔体。6.按照权利要求1所述的用于高温合金深度脱硫的冶炼方法，其特征在于，步骤(2)中，熔炼期间炉内气压控制在10Pa以下，并在1500℃～1550℃下进行高温精炼，精炼时间与冶炼合金重量的关系如下：冶炼合金重量≤10kg精炼时间7min，冶炼合金重量10～25kg精炼时间10min，冶炼合金重量25～50kg精炼时间15min，冶炼合金重量50～100kg精炼时间25min，冶炼合金重量100～200kg精炼时间30min，冶炼合金重量>200kg精炼时间45min。7.按照权利要求1所述的用于高温合金深度脱硫的冶炼方法，其特征在于，步骤(3)中，将CaO陶瓷棒通过CaO吊装装置浸入合金熔体，浸入深度为500～700mm，进行二次高温精炼7～15min，二次精炼结束后将CaO吊装装置取出；或者，将Al箔包裹的CaO颗粒预压制CaO块，通过顶加料或侧加料加入合金熔体，进行15min以上二次高温精炼处理，待CaO颗粒边缘无明显气泡产生时结束二次高温精炼。8.按照权利要求1所述的用于高温合金深度脱硫的冶炼方法，其特征在于，步骤(4)中，深度脱S处理工艺结束后，降温至合金高于熔点10～30℃进行低温精炼，进一步促进加入CaO后合金中形成的脱S产物长大、上浮，低温精炼时间与冶炼合金重量的关系如下：冶炼合金重量≤10kg精炼时间5min，冶炼合金重量10～25kg精炼时间7min，冶炼合金重量25～50kg精炼时间10min，冶炼合金重量50～100kg精炼时间20min，冶炼合金重量100～200kg精炼时间25min，冶炼合金重量>200k