水輪機(jī)用材主要選用超低碳馬氏體不銹鋼，用在該設(shè)備的上冠、下環(huán)、葉片與導(dǎo)葉上面。此系列不銹鋼材料的冶煉技術(shù)難度很大，因?yàn)橛糜诘闹破焚|(zhì)量要求非常高，尤其是在制造三峽水電機(jī)組時(shí)，國(guó)內(nèi)三大水電設(shè)備制造公司，經(jīng)過(guò)引進(jìn)國(guó)內(nèi)外水電制造技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，最終制定國(guó)內(nèi)水電設(shè)備關(guān)鍵部件的三峽標(biāo)準(zhǔn)，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)涉及的材料要求基本上代表國(guó)內(nèi)相應(yīng)行業(yè)最高水準(zhǔn)。

超低碳馬氏體不銹鋼的冶煉

生產(chǎn)廠為生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)不銹鋼鑄件，主要使用電弧爐與精煉的方式生產(chǎn)，其中使用AOD冶煉不銹鋼，已是不銹鋼精煉的主導(dǎo)技術(shù)?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外廠家在生產(chǎn)該系列不銹鋼材料時(shí)，在生產(chǎn)和后續(xù)加工過(guò)程中比較容易形成裂紋，在使用過(guò)程中有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生裂紋。所以如要增強(qiáng)該系列不銹鋼鑄件的質(zhì)量，就一定要經(jīng)過(guò)增強(qiáng)冶煉鋼水內(nèi)在質(zhì)量來(lái)提高鑄件整體性能。

我們都知道，吹氧脫碳的關(guān)鍵是控制鋼液中的氧與碳、鉻、硅、錳等元素的反應(yīng)。根據(jù)不銹鋼的冶金原理，結(jié)合使用AOD方法，技術(shù)人員對(duì)原不銹鋼冶煉的主要工藝參數(shù)做出改進(jìn)與優(yōu)化。

AOD法是通過(guò)用氬、氧氣體對(duì)不銹鋼液做吹煉，以混合氣體的形式從爐底側(cè)面吹入熔池。在吹煉過(guò)程中，因?yàn)镃O分壓被氬氣稀釋而降低，如此就能很大程度上利于冶煉不銹鋼時(shí)的脫碳保鉻。在AOD精煉的還原階段，因?yàn)樘砑恿斯梃F與石灰石爐渣脫氧，并且還有著氬氣的激烈攪拌，所以不銹鋼液能夠進(jìn)行深度脫硫；AOD精煉期氬氣的激烈攪拌可促使不銹鋼液中的氧化物分離、上浮，鋼水的清潔度提高，所以鋼液中的夾雜物含量低，基本上沒(méi)有大顆粒夾雜，夾雜物的主要形態(tài)也從電爐法的錳硅酸鹽變?yōu)殁}硅酸鹽。

另外，AOD法還能夠在吹煉過(guò)程中脫除鋼中的鉛。數(shù)據(jù)顯示，不銹鋼中存在一定量鉛會(huì)不利于熱加工性能，而經(jīng)過(guò)AOD吹煉，成品不銹鋼中的鉛量低到完全不會(huì)影響材料性能。

經(jīng)過(guò)工藝改進(jìn)與使用AOD，得到較高質(zhì)量的鋼水，使用Si-Ca、Si-Fe等復(fù)合脫氧，鋼水ω（O）降至80×10-6；采用活性石灰強(qiáng)化脫硫，會(huì)導(dǎo)致ω（S）降到0.015%之下，很大程度上增加不銹鋼水清潔度，能夠達(dá)到熔煉成分和各項(xiàng)理化指標(biāo)的需求；不銹鋼水中有害氣體成分和球狀氧化物夾雜的含量也會(huì)大幅減少；提升鋼水純凈度，可以增加不銹鋼鑄件基體抗裂紋性能。