Martensitischer Edelstahl mit ultraniedrigem Kohlenstoffgehalt (06Cr13Ni46Mo und 06Cr16Ni46Mo) ist ein wichtiges Material, das üblicherweise für die obere Krone, den unteren Ring, die Schaufeln und die Leitschaufeln wichtiger Teile von Hydraulikturbinen verwendet wird. Diese Serie von Edelstahl Materialien sind schmelztechnisch anspruchsvoll und stellen hohe Anforderungen an die Produktqualität.
Insbesondere bei der Herstellung der Drei-Schluchten-Wasserkraftanlage haben die drei größten inländischen Wasserkraftausrüstungshersteller inländische und ausländische Wasserkraftherstellungstechnologien und -standards formuliert. Der Drei-Schluchten-Standard für Schlüsselkomponenten von Wasserkraftausrüstung (die Materialanforderungen dieses Standards stellen das höchste Niveau der inländischen Industrie dar). Die Zusammensetzungsanforderungen für geschmolzenen 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 Lichtbogenöfen + Raffination (AOD, VOD, LF usw.). Unter ihnen hat sich die Verwendung von AOD zum Schmelzen von Edelstahl zur führenden Technologie bei der Edelstahlraffination entwickelt. Derzeit treten bei in- und ausländischen Herstellern, die diese Reihe von Edelstahlmaterialien herstellen, während der Produktion und der anschließenden Verarbeitung häufiger Risse auf, und während des Gebrauchs treten gelegentlich Risse auf. Um die Qualität dieser Reihe von Materialgussteilen zu verbessern, ist es daher erforderlich, die Gesamtleistung der Gussteile durch Verbesserung der inhärenten Qualität des geschmolzenen Stahls zu verbessern.
Die technischen Mitarbeiter der Dongfang Electric Group haben sich mit den Problemen der langen Entkohlungszeit, des hohen Sauerstoffverbrauchs, der hohen Schmelzbadtemperatur und der langen Hochtemperaturverweilzeit im ursprünglichen Edelstahlschmelzprozess des Unternehmens befasst. Durch Prozessverbesserungen und den Einsatz eines AOD-Raffinationsofens wurde die Qualität des geschmolzenen Stahls verbessert.
Wie wir alle wissen, liegt der Schlüssel zum Sauerstoffblasen und Entkohlen in der Kontrolle der Reaktion von Sauerstoff in geschmolzenem Stahl mit Kohlenstoff, Chrom, Silizium, Mangan und anderen Elementen. Basierend auf dem Prinzip der Stahlmetallurgie, kombiniert mit der Verwendung von AOD, haben Techniker die wichtigsten Prozessparameter der ursprünglichen Edelstahlschmelze verbessert und optimiert.
Bei der AOD-Methode wird geschmolzener Stahl in Form eines Mischgases mit Argon und Sauerstoffgas von der Seite des Ofenbodens in das Schmelzbad geblasen. Beim Blasvorgang wird der CO-Partialdruck durch Argon verdünnt und reduziert, was die Entkohlung und Chromkonservierung beim Schmelzen von Edelstahl erheblich erleichtert.
In der Reduktionsphase der AOD-Raffination kann der geschmolzene Stahl durch die Zugabe von Ferrosilizium und Kalksteinschlacke zur Desoxidation und das intensive Rühren von Argon tief entschwefelt werden; das intensive Rühren von Argon während der AOD-Raffination kann die Trennung von Oxiden im geschmolzenen Stahl fördern,
Beim Aufsteigen wird die Sauberkeit des geschmolzenen Stahls verbessert, sodass der Gehalt an Einschlüssen im geschmolzenen Stahl gering ist und es fast keine Einschlüsse mit großen Partikeln gibt. Die Hauptform der Einschlüsse hat sich ebenfalls von Mangansilikat aus der Elektroofenmethode zu Calciumsilikat geändert.
Darüber hinaus kann mit der AOD-Methode während des Umwandlungsprozesses auch Blei aus Stahl entfernt werden. Studien haben gezeigt, dass eine bestimmte Menge Blei in Edelstahl dessen Warmverarbeitbarkeit beeinträchtigt. Nach dem AOD-Blasen beträgt das ω (Pb) im fertigen Stahl weniger als 10 × 10-6, was die Leistung des Stahls überhaupt nicht beeinträchtigt.
Durch Prozessverbesserung und den Einsatz von AOD wird geschmolzener Stahl von hoher Qualität erhalten. Durch die kombinierte Desoxidation von Si-Ca und Si-Fe wird ω(O) in geschmolzenem Stahl auf 80 × 10-6 reduziert; Aktivkalk wird verwendet, um die Entschwefelung zu verstärken, sodass ω(S) auf weniger als 0.015 % reduziert wird, was die Sauberkeit von geschmolzenem Stahl erheblich verbessert und die Anforderungen an Schmelzzusammensetzung und verschiedene physikalische und chemische Indikatoren erfüllt; der Gehalt an schädlichen Gaskomponenten und sphärischen Oxideinschlüssen in geschmolzenem Stahl (der sphärische Oxidwert überschreitet 2.0 nicht) wird erheblich reduziert; die Verbesserung der Reinheit von geschmolzenem Stahl erhöht die Fähigkeit der Gussmatrix, Rissen zu widerstehen.