專利名稱：高溫合金真空感應熔煉超純凈脫硫技術的制作方法
技術領域：
本發明屬于真空冶金領域，適用于冶煉超純凈S含量的鎳基高溫合金。
CaO低的蒸汽壓、高堿度、良好的熱力學穩定，使其可能作為耐火材料，在高溫合金的VIM中發揮重要作用。只是由于CaO存在易水化的致命弱點，目前在工業生產中難以得到推廣應用。本專利申請人首先研究出抗水化能力較好的CaO耐火材料(發明專利號97103854.6)，使用該耐火材料，并結合該專利發明的純凈化的脫硫冶煉工藝，實現了熔煉高溫合金S的超純凈。
本發明熔煉超低硫脫硫高溫合金的工藝過程為裝料→熔化期→前精練期→合金化期→后精練期→澆鑄，具體操作如下1.合金的裝料順序C、Ni、Cr、Co、W、Mo、Nb、Ta等主原料一次性裝入坩堝中，Al、Ti、Ni-B、Ca等裝入合金加料斗。
2.合金熔化期高真空下熔化合金熔化主原料，實現熔化期要有良好碳脫氧。
3.前精練期容量小于200Kg合金的冶煉，主原料化清后，升溫至1600℃，精練時間10～15min。容量大于500Kg以上合金的熔煉，精練時間可適當延長，該精練期主要作用是的碳脫氧。
4.合金化期前精練期后，鋼液降溫至約1380℃，加Al、Ti，加入時要漸序加入，同時伴隨好的攪拌，防止Al、Ti的比重偏析。Al、Ti加完，通Ar至400mmHg，在保護氣氛下加Ca(總加入量小于0.1wt％)，攪拌鋼液。合金化加入的強脫硫劑Ca，可有效的脫硫。
5.后精練期后精練期的主要作用是脫硫。加完Al、Ti、Ca后，抽真空，升溫至1650℃，精練10～15min。采用較高的精煉溫度，利用感應熔煉良好的攪拌，增大了S的擴散速度，降低硫在CaO坩堝表面的邊界層厚度，使得S在強堿性CaO坩堝表面的更新速度加快，強化了脫硫的熱力學和動力學，提高脫硫速率，實現熔煉合金S的超純凈，6.合金的澆注后精練期完成，調整鋼液的溫度，澆注。
下面通過實施例詳述本發明。
實施例采用本專利技術冶煉了鑄造和變形高溫合金，容量從10Kg至350Kg，合金的S含量都降至10ppm以下，合金的的性能高而穩定，結果見表1。現該技術可批量冶煉低S含量的高溫合金，實現熔煉合金S的超純凈。
表1脫硫新工藝下合金的S含量(ppm)及性能
權利要求
1.一種真空感應冶煉脫硫的新技術，其特征在于應用純度較高(CaO＞98.9％)、熱力學穩定性好、水化速度較低的CaO耐火材料作為真空感應熔煉的坩堝材料；冶煉工藝包括熔化期，前精煉期，合金化期和后精煉期，在前精煉期熔融鋼液具有一定脫氧的前提下，合金化期加入Al后，提高后精煉期的精煉溫度，強化脫硫的熱力學和動力學條件，在CaO坩堝壁進行有效脫硫，同時合金化期加入強脫硫元素Ca，通過如下反應，可進一步脫硫，兩者相結合，可將新料合金的S含量降至5ppm以下，返回料的S含量降至10ppm以下。
全文摘要
一種真空感應冶煉脫硫的新技術,其特征在于:應用純度較高(CaO>98.9%)、熱力學穩定性好、水化速度較低的CaO耐火材料作為真空感應熔煉的坩堝材料;冶煉工藝包括:熔化期,前精煉期,合金化期和后精煉期,在前精煉期熔融鋼液具有一定脫氧的前提下,合金化期加入Al后,提高后精煉期的精煉溫度,強化脫硫的熱力學和動力學條件,在CaO坩堝壁進行有效脫硫,同時合金化期加入強脫硫元素Ca,通過如下反應,可進一步脫硫,兩者相結合,可將新料合金的S含量降至5ppm以下,返回料的S含量降至10ppm以下。
文檔編號C22C1/06GK1360071SQ0013434
公開日2002年7月24日 申請日期2000年12月21日 優先權日2000年12月21日
發明者張順南, 劉奎, 張晉德, 高明, 趙秀娟, 馬穎澈 申請人:中國科學院金屬研究所