一種雙相不銹鋼冶煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙相不銹鋼冶煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]雙相不銹鋼由奧氏體和鐵素體兩相組織構(gòu)成。兩相比例可以通過(guò)合金成分和熱處理?xiàng)l件的改變予以調(diào)整。此類(lèi)鋼屈服強(qiáng)度高、耐點(diǎn)蝕、耐應(yīng)力腐蝕，易于成型和焊接，特別適于制造含氯化物和硫化氫介質(zhì)條件下的設(shè)備，雙相不銹鋼又因高強(qiáng)度使其在負(fù)荷較重的結(jié)構(gòu)應(yīng)用中成為奧氏體不銹鋼理想的替代材料。
[0003]雙相不銹鋼的開(kāi)發(fā)是為了解決高碳奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕，主要向兩個(gè)方向發(fā)展，一是節(jié)鎳，二是具有耐腐蝕性，在熱加工變形溫度下，由于雙相不銹鋼中奧氏體和鐵素體強(qiáng)度、韌性不同，其變形行為存在差異，導(dǎo)致鋼的熱塑性下降，熱加工性變壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)成本低、制得的鋼大大滿(mǎn)足使用要求的雙相不銹鋼冶煉工藝。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種雙相不銹鋼冶煉工藝，該工藝包括如下工序:
步驟1:精選以碳鋼料頭、不鎊鋼料頭、不鎊鋼鋼肩、尚碳絡(luò)鐵為主的原材料，控制有害元素As、Sn、Pb、Sb及Bi的總含量不大于0.05% ；
步驟2:進(jìn)行中頻爐冶煉，將原材料熔清，加入適量石灰和螢石，還原后取樣分析成分，[C] 2.00 ?3.00%、[P] ( 0.025%、有害元素 As、Sn、Pb、Sb 及 Bi 的總含量不大于 0.05%，溫度彡1600°C后中頻爐出鋼；
步驟3:將鋼水通過(guò)鋼包兌入AOD爐后分三個(gè)階段進(jìn)行吹氧精煉；
第一階段:氧:氮=3: I即氧氣流量約500?600m3/h，氮?dú)饬髁考s150?250m3/h進(jìn)行吹煉，鋼液溫度彡1680°C, [C] ( 0.20%進(jìn)入第二階段；
第二階段:氧:氮=I: I即氧氣流量大約350?400m3/h、氮?dú)饬髁看蠹s350?400m3/h進(jìn)行吹煉，鋼液溫度彡1720 °C, [C] ( 0.06%進(jìn)入第三階段；
第三階段:氧:氬=I: 3即氧氣流量大約150?200m3/h、氬氣流量大約450?550m3 /h進(jìn)行吹煉，當(dāng)鋼液中[C] ( 0.01%、溫度在1700?1750°C時(shí)，進(jìn)入還原期；
吹氧結(jié)束后加入烘烤好的硅鐵約15?25kg/t，氬氣流量500?600m3/h，時(shí)間5?10分鐘進(jìn)行還原，化學(xué)分析樣結(jié)果回來(lái)后扒渣量多80%，調(diào)整鋼液成分，加入適量烘烤過(guò)的石灰、螢石、鋁塊或硅鈣塊，進(jìn)行脫氧和脫硫，氮?dú)鈹嚢钑r(shí)間3?5分鐘；化學(xué)成分符合要求后，鋼液溫度不小于1580°C即可出鋼，根據(jù)鋼液溫度氬氣弱攪拌時(shí)間不小于5分鐘，弱攪拌后包中鋼液溫度:1490?1500 °C則吊包澆注；
步驟4:根據(jù)鋼液溫度鎮(zhèn)靜時(shí)間不小于2分鐘，澆注成不銹鋼電極坯，澆注前加入適量保護(hù)渣，冒口凝固后即脫模空冷或風(fēng)冷； 步驟5:電渣重熔時(shí)通過(guò)調(diào)整電壓電流控制熔化率，重熔時(shí)采取氬氣或干空氣保護(hù)，進(jìn)一步降低熔池吸氣量，根據(jù)母材中硅含量，在重熔時(shí)持續(xù)加入脫氧劑脫氧，保持渣中(FeO)含量不大于0.6%，成品中[Al]不大于0.015%，進(jìn)一步提高鋼液純凈度。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的積極效果如下:本生產(chǎn)工藝通過(guò)中頻爐等熔煉設(shè)備冶煉高鉻、高碳鋼水，采用氬氧爐等熔煉設(shè)備吹氧脫碳精煉鋼水，采用氬氧爐冶煉可通過(guò)向鋼中吹氮?dú)饨o鋼增氮，減少采用氮化合金增氮的成本。鑄造成電極坯然后電渣成電渣錠，獲得本雙相不銹鋼，而不需要采用價(jià)格相對(duì)較高的低碳或微碳鉻鐵來(lái)冶煉。根據(jù)兩相組織特點(diǎn)，通過(guò)合理控制化學(xué)成分和熱處理工藝，將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性能與鐵素體不銹鋼所具有的較高強(qiáng)度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起，使雙相不銹鋼兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明中雙相不銹鋼具有韌性高、脆性轉(zhuǎn)變溫度低，焊接性能好，屈服強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，特別適于制造含氯化物和硫化氫介質(zhì)條件下的設(shè)備，雙相不銹鋼又因高強(qiáng)度使其在負(fù)荷較重的結(jié)構(gòu)應(yīng)用中成為奧氏體不銹鋼理想的替代材料。雙相不銹鋼具有可焊接性好，熱裂傾向小，焊前不需要預(yù)熱，焊后不需熱處理，可與奧氏體不銹鋼和碳鋼等異種負(fù)進(jìn)行焊接等到優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]一種雙相不銹鋼冶煉工藝，該雙相不銹鋼化學(xué)成分重量百分組成如下:C 彡 0.03%、Mn 彡 1.0%、Si 彡 1.0%、P 彡 0.030%, S 彡 0.010%, Cr 24.0 — 26.0%, Ni
6.0 - 8.0%,Mo 3.0-4.0%,ff 0.5 - 1.0%,Cu 0.5 - 1.0%,N 0.20-0.30%，余量為鐵；且滿(mǎn)足耐點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN值=Cr (%) +3.3Mo (%) +16N(%)彡40的條件。還可含有一種或一種以上下列重量含量的成分:Nb < 0.20%、B < 0.0035% ；以下成分重量百分含量為最佳選擇:Cr 25.0 — 26.0%、Mo 3.5-4.0%、N 0.25-0.30%，其余成分按中限控制。
[0009]該雙相不銹鋼冶煉工藝包括如下工序:
步驟1:精選以碳鋼料頭、不鎊鋼料頭、不鎊鋼鋼肩、尚碳絡(luò)鐵為主的原材料，控制有害元素As、Sn、Pb、Sb及Bi的總含量不大于0.05%，各種含量如上；
步驟2:進(jìn)行中頻爐冶煉，將原材料熔清，加入適量石灰和螢石，還原后取樣分析成分，溫度多1600 C后中頻爐出鋼；
步驟3:將鋼水通過(guò)鋼包兌入AOD爐后分三個(gè)階段進(jìn)行吹氧精煉；
第一階段:氧:氮=3: I即氧氣流量約500?600m3/h，氮?dú)饬髁考s150?250m3/h進(jìn)行吹煉，鋼液溫度彡1680°C, [C] ( 0.20%進(jìn)入第二階段；
第二階段:氧:氮=I: I即氧氣流量大約350?400m3/h、氮?dú)饬髁看蠹s350?400m3/h進(jìn)行吹煉，鋼液溫度彡1720 °C, [C] ( 0.06%進(jìn)入第三階段；
第三階段:氧:氬=I: 3即氧氣流量大約150?200m3/h、氬氣流量大約450?550m3 /h進(jìn)行吹煉，當(dāng)鋼液中[C] ( 0.01%、溫度在1700?1750°C時(shí)，進(jìn)入還原期；
吹氧結(jié)束后加入烘烤好的硅鐵約15?25kg/t，氬氣流量500?600m3/h，時(shí)間5?10分鐘進(jìn)行還原，化學(xué)分析樣結(jié)果回來(lái)后扒渣量多80%，調(diào)整鋼液成分，加入適量烘烤過(guò)的石灰、螢石、鋁塊或硅鈣塊，進(jìn)行脫氧和脫硫，氮?dú)鈹嚢钑r(shí)間3?5分鐘；化學(xué)成分符合要求后，鋼液溫度不小于1580°C即可出鋼，根據(jù)鋼液溫度氬氣弱攪拌時(shí)間不小于5分鐘，弱攪拌后包中鋼液溫度:1490?1500 °C則吊包澆注；
步驟4:根據(jù)鋼液溫度鎮(zhèn)靜時(shí)間不小于2分鐘，澆注成電極坯，電極坯加冒口、不銹鋼專(zhuān)用保護(hù)渣，澆完補(bǔ)加碳化稻殼保溫，凝固后即脫模空冷或風(fēng)冷；
步驟5:電渣重熔時(shí)通過(guò)調(diào)整電壓電流控制熔化率，重熔時(shí)采取氬氣或干空氣保護(hù)，進(jìn)一步降低熔池吸氣量，根據(jù)母材中硅含量，在重熔時(shí)持續(xù)加入脫氧劑脫氧，保持渣中(FeO)含量不大于0.6%，成品中[Al]不大于0.015%，進(jìn)一步提高鋼液純凈度。
[0010]其生產(chǎn)工藝通過(guò)中頻爐熔煉設(shè)備冶煉鋼水，采用AOD設(shè)備精煉鋼水鑄造成電極坯。
[0011]所述方法包括電渣重熔，通過(guò)調(diào)整電壓電流控制熔化率，重熔時(shí)采取氬氣或干空氣保護(hù)，進(jìn)一步降低熔池吸氣量；
本發(fā)明生產(chǎn)工藝原料為碳鋼料頭、不銹鋼料頭、不銹鋼鋼肩、高碳鉻鐵，冶煉采用中頻爐冶煉高鉻高碳的鋼水，大部分的高碳鉻鐵和全部的N1、Mo在中頻爐熔化期加入，并控制鋼中P彡0.025%。
[0012]采用氬氧精煉吹氧脫碳精煉鋼水，降低CO分壓，有利于降C保Cr。氬氧爐吹氧脫碳精煉鋼水時(shí)，采用氮?dú)馊〈鷼鍤庾鳛橄♂寶怏w和攪拌氣體，既增加鋼中的N含量，同時(shí)又降低了鋼的冶煉成本。當(dāng)鋼中C達(dá)到0.08%時(shí)，氬氧爐要不斷降低氧氮比，或停吹氧，僅吹氮?dú)饷撎迹袰降到要求的范圍以?xún)?nèi)；電解錳在氬氧爐脫碳后的還原期加入，用硅鐵和鋁還原脫氧、成份合格后出鋼澆鑄電極坯。
[0013]電渣重熔時(shí)通過(guò)調(diào)整電壓電流控制熔化率，重熔時(shí)采取氬氣或干空氣保護(hù)，進(jìn)一步降低熔池吸氣量，根據(jù)母材中硅含量，在重熔時(shí)持續(xù)加入脫氧劑脫氧，保持渣中(FeO)含量不大于0.6%，成品中[Al]不大于0.015%，進(jìn)一步提高鋼液純凈度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙相不銹鋼冶煉工藝，其特征在于:該工藝包括如下工序: 步驟1:精選以碳鋼料頭、不鎊鋼料頭、不鎊鋼鋼肩、尚碳絡(luò)鐵為主的原材料，控制有害元素As、Sn、Pb、Sb及Bi的總含量不大于0.05% ； 步驟2:進(jìn)行中頻爐冶煉，將原材料熔清，加入適量石灰和螢石，還原后取樣分析成分，[C] 2.00 ?3.00%、[P] ( 0.025%、有害元素 As、Sn、Pb、Sb 及 Bi 的總含量不大于 0.05%，溫度彡1600°C后中頻爐出鋼； 步驟3:將鋼水通過(guò)鋼包兌入AOD爐后分三個(gè)階段進(jìn)行吹氧精煉； 第一階段:氧:氮=3: I即氧氣流量約500?600m3/h，氮?dú)饬髁考s150?250m3/h進(jìn)行吹煉，鋼液溫度彡1680°C, [C] ( 0.20%進(jìn)入第二階段； 第二階段:氧:氮=I: I即氧氣流量大約350?400m3/h、氮?dú)饬髁看蠹s350?400m3/h進(jìn)行吹煉，鋼液溫度彡1720 °C, [C] ( 0.06%進(jìn)入第三階段； 第三階段:氧:氬=I: 3即氧氣流量大約150?200m3/h、氬氣流量大約450?550m3 /h進(jìn)行吹煉，當(dāng)鋼液中[C] ( 0.01%、溫度在1700?1750°C時(shí)，進(jìn)入還原期； 吹氧結(jié)束后加入烘烤好的硅鐵約15?25kg/t，氬氣流量500?600m3/h，時(shí)間5?10分鐘進(jìn)行還原，化學(xué)分析樣結(jié)果回來(lái)后扒渣量多80%，調(diào)整鋼液成分，加入適量烘烤過(guò)的石灰、螢石、鋁塊或硅鈣塊，進(jìn)行脫氧和脫硫，氮?dú)鈹嚢钑r(shí)間3?5分鐘；化學(xué)成分符合要求后，鋼液溫度不小于1580°C即可出鋼，根據(jù)鋼液溫度氬氣弱攪拌時(shí)間不小于5分鐘，弱攪拌后包中鋼液溫度:1490?1500 °C則吊包澆注； 步驟4:根據(jù)鋼液溫度鎮(zhèn)靜時(shí)間不小于2分鐘，澆注成不銹鋼電極坯，澆注前加入適量保護(hù)渣，冒口凝固后即脫?？绽浠蝻L(fēng)冷； 步驟5:電渣重熔時(shí)通過(guò)調(diào)整電壓電流控制熔化率，重熔時(shí)采取氬氣或干空氣保護(hù)，進(jìn)一步降低熔池吸氣量，根據(jù)母材中硅含量，在重熔時(shí)持續(xù)加入脫氧劑脫氧，保持渣中(FeO)含量不大于0.6%，成品中[Al]不大于0.015%，進(jìn)一步提高鋼液純凈度。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙相不銹鋼的冶煉工藝。本發(fā)明生產(chǎn)工藝原料為碳鋼料頭、不銹鋼料頭、不銹鋼鋼屑、高碳鉻鐵，通過(guò)中頻爐熔煉高鉻高碳鋼水，而不需要采用價(jià)格相對(duì)較高的低碳或微碳鉻鐵來(lái)冶煉，溫度合適后由鋼包轉(zhuǎn)入AOD爐中，采用AOD氬氧爐等熔煉設(shè)備吹氧脫碳精煉鋼水，并通過(guò)向鋼中吹氮?dú)饨o鋼增氮，減少采用氮化合金增氮的成本，成分合格后澆注成電極坯，電渣重熔時(shí)采取氬氣或干空氣保護(hù)，進(jìn)一步降低熔池吸氣量，通過(guò)調(diào)整電壓電流控制熔化率，本發(fā)明的雙相不銹鋼鋼也適用于其它適用的領(lǐng)域。
【IPC分類(lèi)】C21C7/068, C21C7/072, C22B9/18
【公開(kāi)號(hào)】CN104988283
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510320155
【發(fā)明人】胡建成, 雙偉鵬, 張凱亮
【申請(qǐng)人】中原特鋼股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月12日