镍基合金板坯铸造技术优化设计及实验研究

发布时间：2016-08-02 06:17

  本文关键词：镍基合金板坯铸造技术优化设计及实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

《燕山大学》 2014年

镍基合金板坯铸造技术优化设计及实验研究

黄晶  

【摘要】：镍合金板材广泛应用于海洋油气、化工生产和轮机设备等各种腐蚀环境中，，其应用大多为贵重原件或者主要原件，由此引起了质量要求更高的中厚板、高强板材的需求量上升。连铸工艺由于其工艺限制，无法满足中厚板及小批量有色金属铸坯产品需求。而传统的模铸工艺则工艺流程长、成本高，严重制约了企业生产效益，也不能满足日益增长的板坯需求。本文基于秦皇岛核诚镍业有限公司现有板坯生产基础上，利用现有设备，进行工艺优化，达到提高材料收得率且降低成本的目的。 分别利用现有2t真空感应熔炼浇注炉以及单变压器双臂、五工位电渣重熔炉，对现有板坯铸造工艺进行优化改良，其中包括模铸方案和电渣重熔方案。在模铸方案中，板坯外形尺寸为1315mm×1050mm×(156~175) mm，设计核心思路是减少冒口比例，使冒口仅满足补充液态收缩需求。在凝固中期，通过模具顶部冷却结构使板坯顶部凝固成壳，将缺陷包裹在板坯内部。在采用侧注式浇注系统、板坯楔形外形以及变厚度模具等特殊设计综合作用下，将板坯内部最后凝固产生的缺陷分散在板坯内部，形成大面积微小空洞的疏松区域。通过大变形量热轧，将板坯内部缺陷焊合。此外，还利用计算机数值仿真软件，对设计参数进行验证，根据hotspot判据和Niyama判据所得结果，调整浇道内径和高度及板坯尺寸，使缺陷分布面积最大。 电渣重熔方案中，板坯尺寸为250mm×80mm×700mm。其设计核心思路是利用小模具模铸多块板坯，再将其焊接成电极，插入板形结晶器中重熔出重熔板坯，然后经热轧生产出板材。该方案作为辅助方案，主要应用在较长尺寸的板坯料生产中。主要设计部分为板形结晶器设计、电气控制参数设计及渣系设计等，通过电渣锭生产经验参数，设计出一套板坯熔铸系统。 依据模铸板坯外形尺寸的0.29倍设计中试板坯外形尺寸，得中试板坯外形尺寸为300mm×238mm×(35~40) mm，通过中试板坯探伤及剖开分析，确定条形冒口结构可行性以及內浇道直径选取，为板坯模铸工艺提供反馈和试验依据。取封闭缺陷的料块，尺寸为120mm×40mm×22mm。加热至1100℃后进行热轧，总压下量85%。轧后取缺陷区域试样，与常规生产板材同炉退火后，取不同厚度截面在3.5wt%NaCl溶液中进行Tafel极化曲线测定。通过阳极极化曲线及腐蚀区域的腐蚀形貌分析各截面耐蚀性能。

【关键词】：
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG24
【目录】：

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