超超临界机组马氏体耐热钢及其真空感应炉冶炼工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108642364A(43)申请公布日2018.10.12(21)申请号201810416104.9(51)Int.Cl.(22)申请日2018.05.03C22C33/04(2006.01)C22C38/02(2006.01)(71)申请人兰州兰石集团有限公司C22C38/04(2006.01)地址730050甘肃省兰州市兰州新区昆仑C22C38/44(2006.01)大道西段516号C22C38/52(2006.01)申请人兰州兰石能源装备工程研究院有限C22C38/46(2006.01)公司C22C38/48(2006.01)(72)发明人王旭明许敬月祁庆花赵子文C22C38/54(2006.01)魏海东蒋春宏高峰宋道春C22C33/06(2006.01)李七平石佩璎马升李岚峰袁玲道杨德生陈永丽(74)专利代理机构甘肃省知识产权事务中心62100代理人马小瑞权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称超超临界机组马氏体耐热钢及其真空感应炉冶炼工艺(57)摘要本发明公开了一种超超临界机组马氏体耐热钢及其真空感应炉冶炼工艺，超超临界机组马氏体耐热钢，其化学分子式为13Cr9Mo2Co1VNbNB，用于600℃/620℃/30Mpa第二代超超临界机组燃气轮机高温部件的制造。其制备工艺采用真空感应炉冶炼，选取包含工业纯铁、金属铬、金属锰、金属钼、钒铁、金属钴、铌铁、硼铁、工业纯硅、电极块、氮化铬铁和镍板的炉料，经过熔化期、精炼期后出钢，惰性气体保护浇注，得到合格的马氏体耐热钢钢锭。本发明在准确控制Cr、Mo、Co、V、Nb等合金元素的同时，采用氩氮混合气体保证气压，稳定保证了易挥发、易烧损元素的成分精确控制，大大提高了耐热钢冶炼成分的稳定性，满足第二代超超临界机组发展的需求。CN108642364ACN108642364A权利要求书1/1页1.一种超超临界机组马氏体耐热钢，其化学分子式为13Cr9Mo2Co1VNbNB，用于600℃/620℃/30Mpa第二代超超临界机组燃气轮机高温部件的制造，其特征在于：以重量百分比计，它包括如下组分：C:0.11~0.13，Si:0.22~0.27，Mn:0.82~0.95，P≤0.015，S≤0.008，Cr:9.2~9.5，Mo:1.45~1.58，Co:0.95~1.05，V:0.18~0.21，Ni:0.12~0.18，Nb:0.05~0.065，N:0.015~0.020，B:0.008~0.011，残余元素Cu≤0.10；Al≤0.020，As≤0.025；Sn≤0.015；Sb≤0.001；气体元素[H]≤0.0007；[O]≤0.0090；余量为Fe及不可避免的杂质。2.一种超超临界机组马氏体耐热钢的真空感应炉冶炼工艺，本工艺用于冶炼如权利要求1所述的超超临界机组马氏体耐热钢，其特征在于：它包括以下内容：（1）炉料：包含工业纯铁、金属铬、金属锰、金属钼、钒铁、金属钴、铌铁、硼铁、工业纯硅、电极块、氮化铬铁和镍板；冶金过程中加入的合金及辅料及砂箱使用前必须烘烤干燥；（2）布料：坩埚外圈布放长度为750mm工业纯铁棒料，中间底部布放长度为100mm工业纯铁棒料，在下部布放金属钴、镍板，中部布放金属钼和全部电极块，中上部布放铌铁、钒铁、金属铬，上部布放长度为100mm工业纯铁棒料；装料要下紧上松，精心布料，便于自动塌料，防止架桥；（3）熔化期：合炉逐级启动机械泵和罗茨泵，将炉内抽真空至10Pa以下；通水后通电，逐级升功率调整升温，升温速度为600℃/h，控制融化速度，较慢熔化，保证炉料充分预热而不使局部过热，炉料能充分去气而不产生喷溅，钢液面无气泡上浮；炉料全熔后测温1560~1570℃，保温3min，待炉料熔清，取样检测分析，钢液面平静，进入精炼期；（4）精炼期：a、全熔后，开动全部高真空泵进行抽气，控制好钢液的精炼温度1560~1570℃，保持10min后，根据分析结果调整钢液成分至C:0.11~0.13，Cr:9.2~9.5，Mo:1.45~1.58，Co:0.95~1.05，V:0.18~0.21，Ni:0.12~0.18，Nb:0.05~0.065，并加入工业纯硅；b、保持10min后停止抽真空，充入氮气至9kPa，再充入氩气至混合气压达12kPa；加入电解锰1.9kg、氮化铬铁0.3kg，保证充分升温并搅拌5min，调整炉内温度至1560~1570℃，再次取样检测分析，根据分析结果调整钢液中除B以外的元素至目标值，即C:0.11~0.13，Si:0.22~0.27，Mn:0.82~0.95，Cr:9.2~9.5，Mo:1.45~1.58，Co:0.95~1.05，V:0.18~0.21，N