300 MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鋼水純凈度控制

王 剛 曾 杰 廖 凱

(二重集團(tuán)(德陽(yáng))重型裝備股份有限公司，四川618013)

300MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鋼水純凈度控制

王 剛 曾 杰 廖 凱

(二重集團(tuán)(德陽(yáng))重型裝備股份有限公司，四川618013)

300 MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子力學(xué)性能、超聲檢測(cè)、磁粉檢測(cè)要求高，制造難度極大，制造廠極易因磁粉檢測(cè)不合格，導(dǎo)致報(bào)廢。通過(guò)嚴(yán)格把控?zé)掍摴ば?，有效地降低鋼水中微小夾雜物，極大地提高了鋼水純凈度。

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；夾雜物；純凈度

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子作為火力發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵大型鍛件，質(zhì)量要求非常高，不僅有力學(xué)性能、超聲檢測(cè)要求等，而且還要對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行磁粉檢測(cè)，且驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求極高，幾乎不允許有任何缺陷顯示。這就對(duì)鍛件制造廠提出了極高的要求，為此制造廠從提高鋼錠冶金質(zhì)量的角度出發(fā)，進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量管控，從實(shí)際結(jié)果看，質(zhì)量控制成效顯著。

1 工藝技術(shù)準(zhǔn)備

根據(jù)制造廠實(shí)際條件，制定專用冶煉工藝，結(jié)合質(zhì)量控制要求，篩選出質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)，制定針對(duì)性措施，對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)專人監(jiān)控、專人負(fù)責(zé)，嚴(yán)肅工藝紀(jì)律，確保執(zhí)行過(guò)程的精細(xì)化。

2 生產(chǎn)過(guò)程控制

300 MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子執(zhí)行電爐粗煉→鋼包爐真空精煉→真空澆注→熱送的雙聯(lián)法工藝流程，采用低Si純凈鋼的生產(chǎn)工藝方法。電爐配料主要以優(yōu)質(zhì)生鐵、優(yōu)質(zhì)廢鋼為主，采用大渣量操作，去除鋼中有害雜質(zhì)元素，以獲得低P、低C粗水。鋼包精煉爐采用VCD工藝方法，前期通過(guò)造高堿度渣、強(qiáng)還原性渣，進(jìn)行強(qiáng)制脫氧、脫硫，進(jìn)一步降低鋼中的殘余有害元素，達(dá)到提高鋼水純凈度的目的。中期根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行合金化，調(diào)整鋼液成分。成分達(dá)到工藝要求后，再進(jìn)行真空精煉，更 進(jìn)一步的降低鋼中的氣體等殘余元素含量，真空后軟吹氬，出鋼溫度達(dá)到工藝要求后出鋼。在整個(gè)精煉過(guò)程持續(xù)進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，確保爐內(nèi)的強(qiáng)還原氣氛[1]。

2.1 制取試樣

在冶煉的不同時(shí)期，按關(guān)鍵工序控制要求，制取渣樣、鋼樣，進(jìn)行爐渣堿度、化學(xué)成分及夾雜物分析，取樣時(shí)間及數(shù)量見(jiàn)表1。不同時(shí)期的渣樣照片見(jiàn)圖1。

2.2 附具準(zhǔn)備

附具的清潔干燥狀況直接關(guān)系到鋼錠的冶金質(zhì)量，所以對(duì)整個(gè)附具的裝配過(guò)程進(jìn)行了監(jiān)督、跟蹤。關(guān)鍵點(diǎn)執(zhí)行效果見(jiàn)圖2。

通過(guò)精細(xì)化控制，整個(gè)冶煉過(guò)程正常。

3 理化檢驗(yàn)

3.1 冶煉過(guò)程中氣體分析

氣體分析結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2數(shù)據(jù)可以看出：

(1)在整個(gè)冶煉過(guò)程中，氣體呈下降趨勢(shì)，真空后達(dá)到最低，在出鋼前略有回升。

表1 取樣數(shù)量及時(shí)間安排Table1 Sampling amount and time arrangement

圖1 不同時(shí)期的渣樣照片F(xiàn)igure 1 Slag pictures at different periods

圖2 關(guān)鍵附具準(zhǔn)備情況Figure 2 Preparation of key auxiliary tools

圖3 夾雜物照片F(xiàn)igure 3 Pictures of inclusions

(2)整體來(lái)說(shuō)，氣體含量處于較低水平。再經(jīng)過(guò)真空澆注，鋼錠中的氣體含量還將會(huì)進(jìn)一步降低。

(3)從真空前后O、N的去除率看，爐體真空效果良好。

3.2 渣樣分析

渣樣分析結(jié)果如表3所示。

3.3 冶煉過(guò)程夾雜物分析

對(duì)所取的鋼樣進(jìn)行夾雜物評(píng)級(jí)，夾雜物照片見(jiàn)圖3，夾雜物數(shù)量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4、表5。

表3 渣樣分析結(jié)果Table 3 Analysis results of slag samples

表4 A爐夾雜物統(tǒng)計(jì)分析Table 4 Statistical analysis of inclusions in heat A

通過(guò)對(duì)分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：

(1)在鋼樣上基本看不到A類(硫化物類)、B類(氧化鋁類)兩類夾雜物，發(fā)現(xiàn)的夾雜物主要以C類(硅酸鹽類)、D類(球狀氧化物類)和DS類(單顆粒球狀類)為主。

(2)在整個(gè)冶煉過(guò)程中，夾雜物數(shù)量及尺寸持續(xù)降低。

3.4 鍛件成品理化分析

以上A、B兩爐鋼錠，經(jīng)過(guò)鍛造、鍛后熱處理、調(diào)質(zhì)、超聲檢測(cè)等工序，超聲檢測(cè)、理化檢驗(yàn)、磁粉檢測(cè)一次合格。其中成品氣體分析結(jié)果見(jiàn)表6，夾雜物評(píng)級(jí)見(jiàn)表7。

表6 成品O、N含量分析結(jié)果(×10-6)Table 6 Analysis result of O,N content in finished product(×10-6)

表7 成品夾雜物評(píng)級(jí)Table 7 Inclusions rating at finished product

兩支鋼錠的投料過(guò)程均按照相關(guān)要求嚴(yán)格執(zhí)行，對(duì)整個(gè)過(guò)程均進(jìn)行了嚴(yán)密跟蹤，并對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證分析。就這兩支鋼錠投料過(guò)程及驗(yàn)證結(jié)果分析看：

(1)鋼錠的投料過(guò)程受控，從理化檢驗(yàn)及無(wú)損檢測(cè)結(jié)果看，冶金質(zhì)量良好。

(2)從整個(gè)制造過(guò)程中氣體取樣結(jié)果看，O、N含量持續(xù)降低，鍛件上的O≤10×10-6，處于超低水平。

(3)從夾雜物評(píng)級(jí)看，在冶煉過(guò)程中，隨著時(shí)間的推進(jìn)，夾雜物數(shù)量和尺寸都在降低。從鍛件分析，8項(xiàng)夾雜物總和≤2.0級(jí)，達(dá)到了超純凈鋼的要求[2]。

4 結(jié)論

從300 MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鋼錠的投料及后續(xù)的質(zhì)量檢驗(yàn)看，鋼錠的投料過(guò)程受控，冶金質(zhì)量良好，質(zhì)量控制措施有效。

[1] 蔣新亮，王濤，羅玉立. 核電半速轉(zhuǎn)軸用巨型鋼錠的生產(chǎn)過(guò)程控制及冶金質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 大型鑄鍛件，2017(4)：1-4.

[2] 羅玉立，鞠慶紅，曾杰. 燃機(jī)輪盤(pán)鍛件用30Cr2Ni4MoV鋼冶煉工藝研究及冶金質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 大型鑄鍛件，2017(2)：36-37.

編輯 杜青泉

Purity Control of Molten Steel for 300MW Generator Rotors

WangGang,ZengJie,LiaoKai

The requirements of mechanical properties of 300MW generator rotors,as well as ultrasonic test and magnetic particles test are very high, the manufacture of it is extremely hard, the rotors may be rejected simply by the failure of magnetic particles test at manufacture′s. Through controlling the steelmaking processes very strictly can effectively reduce the tiny inclusions in molten steel and significantly improve the purity of it.

generator rotor, inclusions, purity

TF76

B

2017—05—06