Verbesserung und Optimierung des martensitischen Schmelzprozesses aus rostarmem Edelstahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt

Martensitischer Edelstahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt (06Cr13Ni46Mo und 06Cr16Ni46Mo) ist ein wichtiges Material, das normalerweise für den oberen Kranz, den unteren Ring, die Laufschaufeln und Leitschaufeln wichtiger Teile von Hydraulikturbinen verwendet wird. Diese Reihe von Edelstahlmaterialien sind schwierig in der Schmelztechnologie und stellen hohe Anforderungen an die Produktqualität. Insbesondere bei der Herstellung des Drei-Schluchten-Wasserkraftwerks haben die drei großen inländischen Hersteller von Wasserkraftanlagen durch die Einführung in- und ausländischer Technologien und Standards für die Herstellung von Wasserkraft inländische Produktionstechnologien und -standards etabliert. Der Drei-Schluchten-Standard für Schlüsselkomponenten von Wasserkraftanlagen (die in diesem Standard enthaltenen Materialanforderungen stellen das höchste Niveau in der heimischen Industrie dar). Die Anforderungen an die Zusammensetzung von geschmolzenem Stahl sind: ω(C)≤0.05%, ω(P)≤0.028%, ω(S) ≤0.015%, ω(Si)≤1.00%, ω(Mn)≤1.00%, ω( Cr)≥12.45 %, ω(Ni)=3.5～4.5%, ω(Mo)=0.40～1.00%, ω(O)≤80×10-6, ω(N)≤150×10-6, ω( H)≤3×10-6.

Um hochwertige Edelstahlgussteile herzustellen, verwenden in- und ausländische Hersteller hauptsächlich den Elektrolichtbogenofen + Raffination (AOD, VOD, LF, etc.) für die Produktion. Unter ihnen hat sich die Verwendung von AOD zum Schmelzen von Edelstahl zur führenden Technologie für die Edelstahlveredelung entwickelt. Wenn in- und ausländische Hersteller diese Serie von Edelstahlmaterialien herstellen, treten derzeit eher Risse während der Produktion und der anschließenden Verarbeitung auf, und es treten gelegentlich Risse während des Gebrauchs auf. Um die Qualität dieser Serie von Materialgussteilen zu verbessern, ist es daher notwendig, die Gesamtleistung der Gussteile durch Verbesserung der inhärenten Qualität des geschmolzenen Stahls zu verbessern.

Das technische Personal der MINGHE-Gruppe hat sich mit den Problemen der langen Entkohlungszeit, des hohen Sauerstoffverbrauchs, der hohen Badtemperatur und der langen Hochtemperatur-Verweilzeit im ursprünglichen Edelstahl-Schmelzprozess des Unternehmens befasst. Durch Prozessverbesserungen und den Einsatz von AOD-Veredelungsöfen wurde die Qualität des geschmolzenen Stahls verbessert.

Wie wir alle wissen, liegt der Schlüssel zum Sauerstoffblasen und Entkohlen darin, die Reaktion von Sauerstoff in geschmolzenem Stahl mit Kohlenstoff, Chrom, Silizium, Mangan und anderen Elementen zu kontrollieren. Basierend auf dem Prinzip der Stahlmetallurgie, kombiniert mit dem Einsatz von AOD, haben Techniker die wichtigsten Prozessparameter der ursprünglichen Edelstahlschmelze verbessert und optimiert.

Das AOD-Verfahren verwendet Argon- und Sauerstoffgas, um geschmolzenen Stahl in Form eines Mischgases von der Seite des Ofenbodens in das Schmelzbad einzublasen. Während des Blasvorgangs wird der CO-Partialdruck durch Argon verdünnt und reduziert, was die Entkohlung und Chromerhaltung von Edelstahl beim Schmelzen erheblich erleichtert. In der Reduktionsstufe der AOD-Raffination kann der geschmolzene Stahl aufgrund der Zugabe von Ferrosilicium und Kalksteinschlacke zur Desoxidation und des intensiven Rührens von Argon tief entschwefelt werden; Das intensive Rühren von Argon während der AOD-Raffinierung kann die Abscheidung von Oxiden in der Stahlschmelze fördern. Aufsteigend wird die Reinheit der Stahlschmelze verbessert, so dass der Gehalt an Einschlüssen in der Stahlschmelze gering ist und fast keine großen Partikeleinschlüsse. Auch die Hauptform der Einschlüsse hat sich von Elektroofen-Mangansilikat zu Calciumsilikat geändert.

Darüber hinaus kann das AOD-Verfahren während des Blasvorgangs auch Blei aus Stahl entfernen. Studien haben gezeigt, dass eine bestimmte Menge Blei in Edelstahl die Warmumformbarkeit beeinträchtigt, aber nach dem AOD-Blasen beträgt der ω (Pb) im fertigen Stahl weniger als 10 × 10-6, was die Leistung des Stahls nicht beeinträchtigt überhaupt.

Durch Prozessverbesserung und den Einsatz von AOD wird hochwertiger geschmolzener Stahl erhalten. Unter Verwendung von Si-Ca- und Si-Fe-Verbunddesoxidation wird geschmolzener Stahl ω(O) auf 80 × 10 –6 reduziert; aktivierter Kalk wird verwendet, um die Entschwefelung zu verstärken, so dass ω(S) auf weniger als 0.015% reduziert wird, was die Sauberkeit von geschmolzenem Stahl stark verbessert und die Anforderungen an die Schmelzzusammensetzung und verschiedene physikalische und chemische Indikatoren erfüllt; der Gehalt an schädlichen Gaskomponenten und kugelförmigen Oxideinschlüssen in geschmolzenem Stahl (die kugelförmige Oxidbewertung überschreitet nicht 2.0) wird stark reduziert; Die Verbesserung der Reinheit von geschmolzenem Stahl erhöht die Fähigkeit der Gussmatrix, Risse zu widerstehen

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