隨著中國工業(yè)化的不斷發(fā)展，不銹鋼因其良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性得到了廣泛應(yīng)用。沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪就是典型的不銹鋼部件。中信重工機(jī)械股份有限公司采用LF-VOD法成功開發(fā)出了不銹鋼00Cr13Ni5Mo轉(zhuǎn)輪鍛件。
超低碳不銹鋼00Cr13Ni5Mo轉(zhuǎn)輪鋼錠的冶煉生產(chǎn)過程采用的生產(chǎn)工藝如下：EBT電爐冶煉→LF爐精煉→倒包除渣→VOD吹煉→VCD脫氣→破空加入渣料及脫氧劑→返回LF精煉→VC澆注→熱送鋼錠。
EBT電爐初煉。嚴(yán)格挑選優(yōu)質(zhì)廢鋼、鋼板料，選用含鎳高的料頭和加氫專用生鐵，隨一次料配入5～6%的底灰，以滿足殘余元素的技術(shù)要求。通過加入大量石灰并在渣鋼界面吹入氧氣，采用自動留渣操作使出鋼前[P]≤0.005%，[C]≤0.03%，采用留鋼留渣操作，出鋼過程嚴(yán)禁氧化渣進(jìn)入精煉包內(nèi)。為精煉爐提供低磷、低碳鋼液。
LF精煉。精煉過程中采用C粉和硅鋁鈣鋇粉擴(kuò)散脫氧，脫氧劑要分批加入，保持爐內(nèi)還原氣氛，通過造高堿度精煉渣完成脫硫。此鋼種因合金加入量大，故需分批加入，Cr一般控制在中上限，控制[C]+[Si]＜0.75%。合金加完后要求精煉白渣保持時間≥20min，以提高鉻鐵合金的回收率。取樣分析，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整合金成分。待成分達(dá)到VOD吹煉前工藝要求、溫度為1630～1650℃時，出鋼倒包除渣。
VOD吹煉。倒包除渣完畢后，當(dāng)真空度達(dá)到10kPa～15kPa時，開始供氧。吹氧結(jié)束后，調(diào)整Ar氣流量，提起氧槍，關(guān)閉氧氣閥門，啟動蒸汽泵，進(jìn)行真空碳脫氧操作，以進(jìn)一步深脫碳，同時利用鋼液中的殘?zhí)冀档弯撘旱暮趿俊Ｍㄟ^不斷的探索和實(shí)踐，中信重工已完全掌握了超低碳不銹鋼冶煉及真空鋼錠的澆注技術(shù)，完成了沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的整體鍛造。
為防止返回LF爐精煉過程中發(fā)生回碳現(xiàn)象，選用特配渣料，以鋁粉作為擴(kuò)散脫氧劑，保證了返回精煉時碳始終控制在0.03%以下。采用雙真空澆注方案，可有效降低鋼液中的氣體含量，進(jìn)一步提高鋼錠質(zhì)量。
冶煉超低碳不銹鋼時，根據(jù)氧濃差電勢圖、CO曲線、廢氣溫度變化和吹O2時間等參數(shù)可以準(zhǔn)確判斷終點(diǎn)停氧時間。實(shí)踐證明，開蓋后取樣鋼水含碳量普遍在0.02%以下，鉻的回收率達(dá)到92.5%。