一種超超臨界火電機組用管坯合金cn617生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于鎳基高溫合金材料領域，涉及一種超超臨界火電機組用管坯合金 CN617生產工藝。
【背景技術】
[0002] 目前，燃煤發電在我國主要能源發電量中近80%，必須把發電裝機容量結構逐步向 新能源和清潔能源調整。700°C超超臨界燃煤發電技術的供電效率將提高至50%，每千瓦時 煤耗可再降低近70克，二氧化碳排放減少14%，是潔凈燃煤發電技術的發展道路。2010年， 我國成立了國家700°C超超臨界燃煤發電技術創新聯盟，啟動了"PCR700"計劃。700°C超超 臨界燃煤機組的很多關鍵部件需用鎳基高溫合金材料，為此，聯盟成員單位開展了 700°C使 用的高壓鍋爐管材料的研制工作，在前期篩選材料過程中，聯盟技術委員會材料組確定了 在歐盟推薦的617合金基礎上改進材料成分和性能。CN617合金研制難度在于工業生產的 工藝設計(選擇合適的冶煉方法)，要保證成分和成品錠的可熱加工性；相關文獻介紹了 617 合金的成分范圍和性能參數，參數的范圍較寬泛無法具體到實際生產中；國外相關文獻對 617合金提出的冶煉方法很多，包括真空感應冶煉，或真空感應冶煉加電渣重熔，無論何種 冶煉工藝由于成分的配比不合適和工藝參數設計不合理都會給成品錠的熱加工帶來不利 的影響。

【發明內容】

[0003] 本發明公開一種超超臨界火電機組用管坯合金CN617生產工藝，目的是通過采用 真空感應冶煉及合理的成分的配比和工藝參數設計，實現工業試制，達到熱加工使用條件。
[0004] 管坯合金CN617生產總工藝流程： 原材料準備一真空感應爐冶煉一化學分析一金屬電極扒皮平頭一真空自耗爐重熔一 化學分析一合金錠扒皮一合金錠擴散退火一表面檢查一交付。
[0005] 為實現上述目的，對真空感應爐冶煉制定以下技術方案： 1.工藝流程：配料一備料一抽空一裝料一給電一裝料一全熔一攪拌一靜置一調成分 -澆注(見圖1); 工藝簡化為如下四個步驟（圖2包括2-4步）： ⑴配料及備料； ⑵抽真空、裝料、給電、全熔，以上步驟為連續工序，為化料的過程； ⑶精煉期過程：攪拌、靜置、調成分； ⑷澆注電極。 2.具體工藝措施 ①合金CN617化學成分應符合表1規定 表1%
【主權項】
1. 一種超超臨界火電機組用管坯合金CN617生產工藝，總工藝流程： 原材料準備一真空感應爐冶煉一化學分析一金屬電極扒皮平頭一真空自耗爐重熔一 化學分析一合金錠扒皮一合金錠擴散退火一表面檢查一交付，其特征在于： 所述真空感應爐冶煉合金CN617化學成分應符合表1規定： 表1%
合金Ni-Crl9-C〇12-M〇9成品化學成分應符合表2規定； 表2%
所述真空感應爐冶煉的具體工藝流程：配料一備料一抽空一裝料一給電一裝料一全熔 -攪拌一靜置一調成分一澆注； 工藝簡化為如下四個步驟： ⑴配料及備料； ⑵抽真空、裝料、給電、全熔，以上步驟為連續工序，為化料的過程； ⑶精煉期過程：攪拌、靜置、調成分； ⑷充氬、澆注； 所述配料根據合金化學成分及控制要求計算冶煉所需要的各種返回鋼、合金料的量； 所述備料選用金屬鎳、金屬鈷、金屬鉻、金屬鑰、金屬鋁、金屬鈦、石墨電極等材料，其中 金屬鎳和金屬鈷要預先處理掉表面的薄膜；返回料預先熔煉處理，化學成分準確，所有入爐 的原材料保持清潔、無油污； 所述抽真空，保證真空度< IOPa ;分批裝料入爐，裝入第一批料后給電化料，再裝料； 所述裝料順序要按照先純金屬后返回料，并且含Nb金屬及返回料不與電極同時加入； 所述給電即是電力系統啟動利用爐體的感應圈進行加熱，使原材料受熱并開始熔化； 所述全烙后攪拌IOmin?15min，靜置12min?20min，取樣I分析成分及氣體含量；氣 體含量分析，其應符合〇:彡20ΧΚΓ 6, N :(100?200) X KT6;如果超出規定，需要加熱溫 度在1500°C?1520°C，進行感應攪拌，攪拌lOmin，靜止5min，周期需根據氣體分析結果而 定； 所述精煉期真空度控制在IPa?5Pa，并且不少于90min，測溫T2,調整成分C、Mo、Cr、 C0,加 AU Ti，攪拌lOmin，靜置； 所述充氬3000Pa，取樣II，微調整成分C、AU Ti,并加入B，攪拌lOmin，測溫T3,取雙 樣； 所述澆注：溫度達到1460°C?1490°C可出鋼，調整坩堝角度并轉動電極模，使澆注漏 斗與模相對，控制澆注速度并保證補縮的時間。
2. 根據權利要求1所述一種超超臨界火電機組用管坯合金CN617生產工藝，其特征在 于：所述真空感應爐冶煉CN617合金成分按表3配入與控制， 表3%
所述全熔狀態測溫保證溫度在1520°C，氧含量12 X 10_6氮含量：127 X 10 _6; 所述精煉期，根據全熔的化學成分進行調整，使化學成分接近目標值，如下表4， 表4%
所述充Ar氣后加入Fe-B使B元素按照0. 0035%目標控制，根據成品結果未全收得； 成品化學成分分析結果如表5， 表5%
所述澆注溫度在1480°C，澆注時間為8min。
3. 根據權利要求1所述一種超超臨界火電機組用管坯合金CN617生產工藝，其特征在 于： 所述合金成分按表2配入與控制； 表2%
所述抽真空達到8Pa并且隨著原材料的熔化不斷的放氣、脫氣至全熔；所述裝料順 序：依次為Ni板，中間合金，金屬Cr、Mo、Co ; 所述全熔后調料同時加入Ta,攪拌20min，全熔氣體獲得結果0 :7X 10_6, N:85X 10_6; 所述精煉過程中攪拌脫氣，氣體結果〇: IOX 10' N: 20 X 10_6; 所述澆注過程控制澆注速度，澆注時間2min，澆注溫度在1480°C，澆注一支電極，成品 化學成分分析結果如表7， 表7% 〇
【專利摘要】本發明公開一種超超臨界火電機組用管坯合金CN617生產工藝，目的是實現工業試制，達到熱加工使用條件。為實現上述目的，對真空感應爐冶煉制定以下技術方案：工藝流程:配料→備料→抽空→裝料→給電→裝料→全熔→攪拌→靜置→調成分→澆注；采用獨特的合金化學成分配比以及添加微量元素；合理的工藝參數。本方明的有益效果：①解決了工業生產的工藝設計即選擇合適的冶煉方法、保證了化學成分和成品錠的良好熱加工性，據此管坯合金CN617具有很好的性能和廣泛的用途；②在此之前CN617合金只是實驗室試驗階段，無工業試制，現在小規模的工業化生產工藝已成功試制，已具備批量生產的能力。
【IPC分類】C22C1-02, C22B9-04, C22C19-05
【公開號】CN104532027
【申請號】CN201410742232
【發明人】張鵬, 張玉春, 王志剛, 李愛民, 楊玉軍, 楊曉利, 李寧, 田水仙, 王洋洋, 劉猛, 王樹財, 王艾竹, 朱洪濤, 劉正東, 包漢生, 陳璐珂, 于杰, 閆森
【申請人】撫順特殊鋼股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月9日