300 MW发电机转子钢水纯净度控制

王 刚 曾 杰 廖 凯

(二重集团(德阳)重型装备股份有限公司，四川618013)

300MW发电机转子钢水纯净度控制

王 刚 曾 杰 廖 凯

(二重集团(德阳)重型装备股份有限公司，四川618013)

300 MW发电机转子力学性能、超声检测、磁粉检测要求高，制造难度极大，制造厂极易因磁粉检测不合格，导致报废。通过严格把控炼钢工序，有效地降低钢水中微小夹杂物，极大地提高了钢水纯净度。

发电机转子；夹杂物；纯净度

发电机转子作为火力发电系统中的关键大型锻件，质量要求非常高，不仅有力学性能、超声检测要求等，而且还要对关键部位进行磁粉检测，且验收标准要求极高，几乎不允许有任何缺陷显示。这就对锻件制造厂提出了极高的要求，为此制造厂从提高钢锭冶金质量的角度出发，进行了严格的质量管控，从实际结果看，质量控制成效显著。

1 工艺技术准备

根据制造厂实际条件，制定专用冶炼工艺，结合质量控制要求，筛选出质量控制关键点，制定针对性措施，对关键点专人监控、专人负责，严肃工艺纪律，确保执行过程的精细化。

2 生产过程控制

300 MW发电机转子执行电炉粗炼→钢包炉真空精炼→真空浇注→热送的双联法工艺流程，采用低Si纯净钢的生产工艺方法。电炉配料主要以优质生铁、优质废钢为主，采用大渣量操作，去除钢中有害杂质元素，以获得低P、低C粗水。钢包精炼炉采用VCD工艺方法，前期通过造高碱度渣、强还原性渣，进行强制脱氧、脱硫，进一步降低钢中的残余有害元素，达到提高钢水纯净度的目的。中期根据标准要求进行合金化，调整钢液成分。成分达到工艺要求后，再进行真空精炼，更 进一步的降低钢中的气体等残余元素含量，真空后软吹氩，出钢温度达到工艺要求后出钢。在整个精炼过程持续进行扩散脱氧，确保炉内的强还原气氛[1]。

2.1 制取试样

在冶炼的不同时期，按关键工序控制要求，制取渣样、钢样，进行炉渣碱度、化学成分及夹杂物分析，取样时间及数量见表1。不同时期的渣样照片见图1。

2.2 附具准备

附具的清洁干燥状况直接关系到钢锭的冶金质量，所以对整个附具的装配过程进行了监督、跟踪。关键点执行效果见图2。

通过精细化控制，整个冶炼过程正常。

3 理化检验

3.1 冶炼过程中气体分析

气体分析结果见表2。

从表2数据可以看出：

(1)在整个冶炼过程中，气体呈下降趋势，真空后达到最低，在出钢前略有回升。

表1 取样数量及时间安排Table1 Sampling amount and time arrangement

图1 不同时期的渣样照片Figure 1 Slag pictures at different periods

图2 关键附具准备情况Figure 2 Preparation of key auxiliary tools

图3 夹杂物照片Figure 3 Pictures of inclusions

(2)整体来说，气体含量处于较低水平。再经过真空浇注，钢锭中的气体含量还将会进一步降低。

(3)从真空前后O、N的去除率看，炉体真空效果良好。

3.2 渣样分析

渣样分析结果如表3所示。

3.3 冶炼过程夹杂物分析

对所取的钢样进行夹杂物评级，夹杂物照片见图3，夹杂物数量统计见表4、表5。

表3 渣样分析结果Table 3 Analysis results of slag samples

表4 A炉夹杂物统计分析Table 4 Statistical analysis of inclusions in heat A

通过对分析数据的统计发现：

(1)在钢样上基本看不到A类(硫化物类)、B类(氧化铝类)两类夹杂物，发现的夹杂物主要以C类(硅酸盐类)、D类(球状氧化物类)和DS类(单颗粒球状类)为主。

(2)在整个冶炼过程中，夹杂物数量及尺寸持续降低。

3.4 锻件成品理化分析

以上A、B两炉钢锭，经过锻造、锻后热处理、调质、超声检测等工序，超声检测、理化检验、磁粉检测一次合格。其中成品气体分析结果见表6，夹杂物评级见表7。

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

表7 成品夹杂物评级Table 7 Inclusions rating at finished product

两支钢锭的投料过程均按照相关要求严格执行，对整个过程均进行了严密跟踪，并对关键点进行验证分析。就这两支钢锭投料过程及验证结果分析看：

(1)钢锭的投料过程受控，从理化检验及无损检测结果看，冶金质量良好。

(2)从整个制造过程中气体取样结果看，O、N含量持续降低，锻件上的O≤10×10-6，处于超低水平。

(3)从夹杂物评级看，在冶炼过程中，随着时间的推进，夹杂物数量和尺寸都在降低。从锻件分析，8项夹杂物总和≤2.0级，达到了超纯净钢的要求[2]。

4 结论

从300 MW发电机转子钢锭的投料及后续的质量检验看，钢锭的投料过程受控，冶金质量良好，质量控制措施有效。

[1] 蒋新亮，王涛，罗玉立. 核电半速转轴用巨型钢锭的生产过程控制及冶金质量评价[J]. 大型铸锻件，2017(4)：1-4.

[2] 罗玉立，鞠庆红，曾杰. 燃机轮盘锻件用30Cr2Ni4MoV钢冶炼工艺研究及冶金质量评价[J]. 大型铸锻件，2017(2)：36-37.

编辑 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