王 剛 曾 杰 廖 凱

(二重集團(德陽)重型裝備股份有限公司，四川618013)

300MW發(fā)電機轉子鋼水純凈度控制

王 剛 曾 杰 廖 凱

(二重集團(德陽)重型裝備股份有限公司，四川618013)

300 MW發(fā)電機轉子力學性能、超聲檢測、磁粉檢測要求高，制造難度極大，制造廠極易因磁粉檢測不合格，導致報廢。通過嚴格把控煉鋼工序，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)電機轉子；夾雜物；純凈度

發(fā)電機轉子作為火力發(fā)電系統(tǒng)中的關鍵大型鍛件，質量要求非常高，不僅有力學性能、超聲檢測要求等，而且還要對關鍵部位進行磁粉檢測，且驗收標準要求極高，幾乎不允許有任何缺陷顯示。這就對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量的角度出發(fā)，進行了嚴格的質量管控，從實際結果看，質量控制成效顯著。

1 工藝技術準備

根據(jù)制造廠實際條件，制定專用冶煉工藝，結合質量控制要求，篩選出質量控制關鍵點，制定針對性措施，對關鍵點專人監(jiān)控、專人負責，嚴肅工藝紀律，確保執(zhí)行過程的精細化。

2 生產(chǎn)過程控制

300 MW發(fā)電機轉子執(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)質生鐵、優(yōu)質廢鋼為主，采用大渣量操作，去除鋼中有害雜質元素，以獲得低P、低C粗水。鋼包精煉爐采用VCD工藝方法，前期通過造高堿度渣、強還原性渣，進行強制脫氧、脫硫，進一步降低鋼中的殘余有害元素，達到提高鋼水純凈度的目的。中期根據(jù)標準要求進行合金化，調整鋼液成分。成分達到工藝要求后，再進行真空精煉，更 進一步的降低鋼中的氣體等殘余元素含量，真空后軟吹氬，出鋼溫度達到工藝要求后出鋼。在整個精煉過程持續(xù)進行擴散脫氧，確保爐內的強還原氣氛[1]。

2.1 制取試樣

在冶煉的不同時期，按關鍵工序控制要求，制取渣樣、鋼樣，進行爐渣堿度、化學成分及夾雜物分析，取樣時間及數(shù)量見表1。不同時期的渣樣照片見圖1。

2.2 附具準備

附具的清潔干燥狀況直接關系到鋼錠的冶金質量，所以對整個附具的裝配過程進行了監(jiān)督、跟蹤。關鍵點執(zhí)行效果見圖2。

通過精細化控制，整個冶煉過程正常。

3 理化檢驗

3.1 冶煉過程中氣體分析

氣體分析結果見表2。

從表2數(shù)據(jù)可以看出：

(1)在整個冶煉過程中，氣體呈下降趨勢，真空后達到最低，在出鋼前略有回升。

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

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

圖2 關鍵附具準備情況Figure 2 Preparation of key auxiliary tools

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

(2)整體來說，氣體含量處于較低水平。再經(jīng)過真空澆注，鋼錠中的氣體含量還將會進一步降低。

(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

渣樣分析結果如表3所示。

3.3 冶煉過程夾雜物分析

對所取的鋼樣進行夾雜物評級，夾雜物照片見圖3，夾雜物數(shù)量統(tǒng)計見表4、表5。

表3 渣樣分析結果Table 3 Analysis results of slag samples

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

通過對分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計發(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)在整個冶煉過程中，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)過鍛造、鍛后熱處理、調質、超聲檢測等工序，超聲檢測、理化檢驗、磁粉檢測一次合格。其中成品氣體分析結果見表6，夾雜物評級見表7。

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

表7 成品夾雜物評級Table 7 Inclusions rating at finished product

兩支鋼錠的投料過程均按照相關要求嚴格執(zhí)行，對整個過程均進行了嚴密跟蹤，并對關鍵點進行驗證分析。就這兩支鋼錠投料過程及驗證結果分析看：

(1)鋼錠的投料過程受控，從理化檢驗及無損檢測結果看，冶金質量良好。

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

(3)從夾雜物評級看，在冶煉過程中，隨著時間的推進，夾雜物數(shù)量和尺寸都在降低。從鍛件分析，8項夾雜物總和≤2.0級，達到了超純凈鋼的要求[2]。

4 結論

從300 MW發(fā)電機轉子鋼錠的投料及后續(xù)的質量檢驗看，鋼錠的投料過程受控，冶金質量良好，質量控制措施有效。

[1] 蔣新亮，王濤，羅玉立. 核電半速轉軸用巨型鋼錠的生產(chǎn)過程控制及冶金質量評價[J]. 大型鑄鍛件，2017(4)：1-4.

[2] 羅玉立，鞠慶紅，曾杰. 燃機輪盤鍛件用30Cr2Ni4MoV鋼冶煉工藝研究及冶金質量評價[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