一種核電用奧氏體不銹鋼的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及技術(shù)冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種347核電用奧氏體不銹鋼的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 奧氏體不銹鋼由于具有良好的耐蝕性和力學(xué)性能，已經(jīng)廣泛用于核裂變反應(yīng)堆高 溫環(huán)境部件的制備，如堆內(nèi)構(gòu)件、硼注箱、核乏料儲運裝置和核燃料水池等。
[0003] 347奧氏體不銹鋼，其是一種含鈮Cr-Ni奧氏體不銹鋼，由于含穩(wěn)定化元素 Nb，其 耐晶間腐蝕和耐硫酸晶間應(yīng)力腐蝕性能良好，此外其還具有較高的高溫強度和良好的抗高 溫氧化性能，所以常作為主載熱劑管道廣泛應(yīng)用于核電工業(yè)中的動力裝置中。
[0004] 但是，隨著核電工業(yè)的快速發(fā)展，目前的347奧氏體不銹鋼的綜合性能已經(jīng)無法 滿足實際的生產(chǎn)應(yīng)用需求，因此急需進一步提高347奧氏體不銹鋼的綜合性能以適應(yīng)核電 工業(yè)的高速發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種47核電用奧氏體不銹鋼的制備方法，該制備方法工藝 步驟簡單，易操作，適合工業(yè)化生產(chǎn)，通過對不銹鋼化學(xué)成分的嚴(yán)格控制以及對冶煉、鍛造、 熱處理工藝的優(yōu)化設(shè)計，可進一步提高347不銹鋼的綜合性能，使得到的347核電用奧氏 體不銹鋼具有優(yōu)良的抗晶間腐蝕和力學(xué)性能，同時在酸堿鹽液中有良好的耐腐蝕性，并在 800°C以下對空氣有良好的抗氧化性和可焊接性能。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種347核電用奧氏體不銹鋼的制備方法，包括以下步驟：
[0008] (一）EAF電弧爐粗煉
[0009] 選用返回料或P < 0. 020%優(yōu)質(zhì)廢鋼作為原材料加入EAF電弧爐進行熔煉，原材 料中配C的含C量彡0.7%，成分初控Cr彡17%，在氧化期脫P時，控制熔池溫度1510? 1530°C，氧氣壓力0· 4?0· 5Mpa，控制鋼中Cr彡1. 5 %，脫P彡0· 012%，脫C彡0· 5 % ;氧 化期流渣后，控制熔池溫度1630?1660°C，取樣分析，當(dāng)P < 0. 012%，調(diào)整鋼水成分后，升 溫至1680?1700°C兌鋼，兌鋼時，主副槍全部吹N2，主槍壓力6?7kg/cm 2,副槍壓力6? 7kg/cm2。
[0010] (二）AOD 冶煉
[0011] (I)I期吹煉：02 : N2= 4?5 : 1，氧氣流量1850?1900m 3/h，控制成分Cr : 17. 2 ?17. 5%，Ni :9. 1 ?9. 2%，溫度控制在 1650±10°C，終點 C 控制在 0· 2 ?0· 25%。
[0012] (2)11期吹煉：02 : N2= 1?2 : 1，其中氧氣流量控制在1850?1900m 3/h，加 CaO,溫度控制在1690 ±10°C，碳控制在0. 03?0. 05 %時，吹氧1?2min后純吹A(chǔ)r 3? 5min〇
[0013] (3)預(yù)還原：加入Si-Fe粉還原，取樣分析，取樣分析的Si彡0. 3%時，控制溫度在 1700 ?1715°C，純吹 Ar 4 ?5min，Ar 流量 400 ?600m3/h。
[0014] (4)還原：扒渣全部，加入鋁錠還原，同時加 CaO、CaF2和鈮鐵，調(diào)整Cr、Ni、Mn、Nb 的含量達到成品中下限時，控制溫度在1600± 10°C，純吹A(chǔ)r至少3min后加入稀土，Ar流量 400 ?600mVh 〇
[0015] (5)出鋼：將鋼包調(diào)整好，對準(zhǔn)鋼包全流出鋼，出鋼時在鋼流中加入CaSi塊、硼鐵。
[0016] (三）澆注
[0017] 鋼包烘烤溫度彡800°C，鎮(zhèn)靜4?6min后開始澆注，鋼錠模模溫> 70°C，平板二塊 澆完，澆注時采用Ar保護。
[0018] (四）熱加工鍛造
[0019] 總鍛造比彡4,每火次變形量彡30%，頭部切除量為15?16%，尾部切除量為5? 6%，鍛造溫度范圍1150?860°C，鍛造后按退化工藝680?750°C X 2. 5分鐘/毫米，空冷。
[0020] (五）熱處理
[0021] 淬火溫度1030?1150°C，保溫時間I. 0?1. 4分鐘/毫米，油冷彡75°C后，空冷； 回火溫度630?680 °C，保溫時間2. 3?2. 7分鐘/毫米，空冷。
[0022] 作為優(yōu)選，步驟（2)中，CaO的加入量為28?30kg/噸鋼。
[0023] 作為優(yōu)選，步驟（3)中，Si-Fe粉的加入量為10?12kg/噸鋼。
[0024] 作為優(yōu)選，步驟（4)中，鋁錠的加入量為1?I. 2kg/噸鋼，CaO的加入量為28? 30kg/噸鋼，CaF2的加入量為7?8kg/噸鋼，鈮鐵加入量為12?13kg/噸鋼。
[0025] 作為優(yōu)選，鈮鐵在加入前至少烘烤4h。
[0026] 作為優(yōu)選，步驟（5)中，CaSi塊的加入量為0. 75?0. 9kg/噸鋼，硼鐵的加入量為 0· 1 ?0· 12kg/ 噸鋼。
[0027] 因此，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的制備方法工藝步驟簡單，易操作，適合工業(yè) 化生產(chǎn)，通過對不銹鋼化學(xué)成分的嚴(yán)格控制以及對冶煉、鍛造、熱處理工藝的優(yōu)化設(shè)計，可 進一步提高347不銹鋼的綜合性能，使得到的347核電用奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的抗晶間 腐蝕和力學(xué)性能，同時在酸堿鹽液中有良好的耐腐蝕性，并在800°C以下對空氣有良好的抗 氧化性和可焊接性能。
【具體實施方式】
[0028] 下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的描述。
[0029] 在本發(fā)明中，若非特指，所有百分比均為重量單位，所有設(shè)備和原料均可從市場購 得或是本行業(yè)常用的，下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域常規(guī)方法。
[0030] 實施例1
[0031] 一種347核電用奧氏體不銹鋼的制備方法，包括以下步驟：
[0032] (一）EAF電弧爐粗煉
[0033] 選用P < 0. 02%優(yōu)質(zhì)廢鋼作為原材料加入EAF電弧爐進行熔煉，原材料中配C的 含C量彡0. 7%，成分初控Cr彡17%，在氧化期脫P時，控制熔池溫度1510?1530°C，氧氣 壓力0· 4?0· 5Mpa，控制鋼中Cr彡L 5%，脫P彡0· 012%，脫C彡0· 5% ;氧化期流渣后， 控制熔池溫度1630?1660°C，取樣分析，當(dāng)P < 0. 012%，調(diào)整鋼水成分后，升溫至1680°C 兌鋼，兌鋼時，主副槍全部吹N2，主槍壓力6kg/cm2, gij槍壓力6kg/cm2。
[0034] (二）AOD 冶煉
[0035] (I)I 期吹煉：02 : N2= 4 : 1，氧氣流量 1850m 3/h，控制成分 Cr :17. 2 ?17. 5%， 附：9.1?9.2%，溫度控制在1650±10°〇，終點（：控制在0.2?0.25%。
[0036] (2)11期吹煉：02 : N2= 1 : 1，其中氧氣流量控制在1850m3/h，加 CaO, CaO的加 入量為28kg/噸鋼，溫度控制在1690± 10°C，碳控制在0. 03?0. 05%時，吹氧Imin后純吹 Ar 3min〇
[0037] (3)預(yù)還原：加入Si-Fe粉還原，Si-Fe粉的加入量為IOkg/噸鋼，取樣分析，取樣 分析的Si彡0.3%時，控制溫度在 1700 ?1715°C，純吹A(chǔ)r4min，Ar流量 400m3/h。
[0038] (4)還原：扒渣全部，加入鋁錠還原，鋁錠的加入量為Ikg/噸鋼，同時加 CaO、CaF2 和鈮鐵，鈮鐵在加入前至少烘烤4h，CaO的加入量為28kg/噸鋼，CaF2的加入量為7kg/噸 鋼，鈮鐵加入量為12kg/噸鋼，調(diào)整Cr、Ni、Mn、Nb的含量達到成品中下限時，控制溫度在 1600± 10°C，純吹A(chǔ)r至少3min后加入稀土，Ar流量400m3/h。
[0039] (5)出鋼：將鋼包調(diào)整好，對準(zhǔn)鋼包全流出鋼，出鋼時在鋼流中加入CaSi塊、硼鐵， CaSi塊的加入量為0. 75kg/噸鋼，硼鐵的加入量為0. Ikg/噸鋼。
[0040] (三）澆注
[0041] 鋼包烘烤溫度多800°C，鎮(zhèn)靜4min后開始澆注，鋼錠模模溫> 70°C，平板二塊澆 完，澆注時采用Ar保護。
[0042] (四）熱加工鍛造
[0043] 總鍛造比彡4,每火次變形量彡30%，頭部切除量為15%，尾部切除量為5%，鍛造 溫度范圍1150?860°C，鍛造后按退化工藝680°C X2. 5分鐘/毫米，空冷。
[0044] (五）熱處理
[0045] 淬火溫度1030?1150°C，保溫時間I. 0分鐘/毫米，油冷彡75°C后，空冷；回火溫 度630?680 °C，保溫時間2. 3分鐘/毫米，空冷。
[0046] 將本實施例得到的347核電用奧氏體不銹鋼與規(guī)范要求的常規(guī)347不銹鋼（參照 標(biāo)準(zhǔn)：ASTMA276,牌號：347)分別進行化學(xué)成分和力學(xué)性能比較，得到的結(jié)果分別如表1、表 2所示。
[0047] 而下述實施例2、實施例3中得到的347核電用奧氏體不銹鋼與規(guī)范要求的常規(guī) 347不銹鋼（參照標(biāo)準(zhǔn)：ASTMA276,牌號：347)分別進行化學(xué)成分和力學(xué)性能比較，得到的 結(jié)果分別與表1、表2所不的結(jié)果類似，故不 贅述。
[0048] 實施例2
[0049] 一種347核電用奧氏體不銹鋼的制備方法，包括以下步驟：
[0050] (一）EAF電弧爐粗煉
[0051] 選用返回料作為原材料加入EAF電弧爐進行熔煉，原材料中配C的含C量 彡0. 7%，成分初控Cr彡17%，在氧化期脫P時，控制熔池溫度1510?1530°C，氧氣壓力 0. 4?0. 5Mpa，控制鋼中Cr彡1. 5 %，脫P彡0. 012 %，脫C彡0. 5 % ;氧化期流渣后，控制 熔池溫度1630?1660°C，取樣分析，當(dāng)P < 0. 012%，調(diào)整鋼水成分后，升溫至16