專利名稱：韌性高鉻鐵素體合金的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超純鐵素體不銹鋼脫碳、脫氮的冶煉方法。
技術(shù)背景鐵素體在不銹鋼中存在C、 N間隙元素強(qiáng)烈形成并穩(wěn)定奧氏體，對鐵素體不 銹鋼十分有害，主要是因?yàn)镃、 N元素在鐵素體不銹鋼中的擴(kuò)散速度快，約為在 奧氏體中的600倍，在高溫加熱后的冷卻過程中會(huì)有碳、氮化物沉淀析出，導(dǎo) 致了鐵素體不銹鋼475'C脆性、高溫脆性、室溫韌性低、脆性轉(zhuǎn)變溫度高、對缺 口敏感等缺點(diǎn)。因此，冶金工作者長期致力于降低鐵素體不銹鋼中的碳、氮含 量，從而克服鐵素體不銹鋼的上述不足。極低的C、 N含量是超純鐵素體不銹鋼最顯著的特征，深度脫碳、脫氮也成為超純鐵素體不銹鋼冶煉的核心技術(shù)。超純鐵素體不銹鋼都含有大量的鉻、鉬 等元素，和鉬元素對鋼中的碳、氮的相互作用是負(fù)數(shù)，從熱力學(xué)上考慮，把這 類鋼碳、氮含量降低到一個(gè)低水平比其它鋼種更加困難。 發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有鐵素體不銹鋼脫碳、脫氮的方法的上述不足，本發(fā)明提供一 種軔性高鉻鐵素體合金的生產(chǎn)方法，本脫碳、脫氮工藝簡單、冶煉時(shí)間短。 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的 韌性高鉻鐵素體合金的生產(chǎn)方法1) 原材料的選擇所用的純Fe、金屬Cr中Al的質(zhì)量百分比控制在O. 05以下，純Fe中碳的 質(zhì)量百分比控制在0. 02以下，純鐵表面的氧化皮不做任何處理；2) 工藝過程a、真空熔煉在真空下熔煉純Fe、金屬Cr、 Mo,不加保護(hù)性氣氛，溶化 期真空度控制在20-40Pa，通過此階段良好的碳-氧反應(yīng)，達(dá)到合金的主要脫碳、 脫氧的目的；b、高溫真空精煉釆用高溫、高真空的精煉制度，進(jìn)一步脫碳、脫氧、脫 氮，鋼液在16M-167(TC， l-5Pa的真空下，精煉15-20分鐘，當(dāng)真空度至 20000-25000Pa時(shí)開始吹氧脫碳，當(dāng)鋼液中碳的含量降至0. 03%-0. 05% (由脫碳 模型計(jì)算)時(shí)停止吹氧，進(jìn)行高真空沸騰，即在高真空下脫碳和高真空下脫氮， 真空度不大于100Pa時(shí)，沸騰時(shí)間>20分鐘，鋼包底部氣體攪拌強(qiáng)度》13L/ (min. t);c、 還原造渣加入硅鐵，將吹氧階段氧化的鉻及其它金屬元素還原，硅鐵 加入量=鋼液終點(diǎn)要求硅含量x鋼液重量+硅鐵含硅量+硅鐵回收率，同時(shí)加入 石灰、螢石料(加入的石灰、螢石的重量為螢石7kg/t，石灰25kg/t)造渣， 還原時(shí)間10-15分鐘，底吹攪拌強(qiáng)度大于10L/ (min. t),真空度《500Pa;d、 降溫凝固停電降溫至1450-148(TC，使鋼液凝固，隨合金液溫度的降 低，合金中氧、氮的溶解度降低，還會(huì)出現(xiàn)一定的脫氧、脫氮的效果；e、 升溫脫氧再升溫至1520-155(TC,在氬氣保護(hù)性氣氛下，加入鋁深脫 氧(Al加入量2. 5kg/t)，攪拌強(qiáng)度大于10L/ (min. t),真空度《500Pa,脫氧 時(shí)間5-10分鐘；f、 調(diào)質(zhì)并均勻化合金微調(diào)，成分均勻時(shí)間5-IO分鐘；g、 澆錠最后將溫度升至1570-1590°C,然后進(jìn)行澆注。如果C、 N含量不符合，可以去初煉爐重?zé)?；如果其成分和溫度不合要求?可去其它精煉爐調(diào)整。本發(fā)明通過以上步驟可以將鋼液終點(diǎn)C、 N含量都降低到100ppm以下。本發(fā)明工藝簡單、冶煉時(shí)間較短、短噴濺少、氬氣消耗小。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明韌性高鉻鐵素體合金的生產(chǎn)方法，但本發(fā) 明脫碳、脫氮的方法的具體實(shí)施方式
不局限于下述的實(shí)施例。1、原材料的選擇及處理選擇的鑄造純鐵(或熱軋純鐵)和金屬Cr中A1 的質(zhì)量百分比控制在0.05以下，其目的是使得熔化期的碳-氧反應(yīng)更充分，防 止Al含量偏高抑制熔化期的碳-氧反應(yīng)。表面有氧化皮的純鐵棒不經(jīng)滾磨，加 之純鐵與金屬"自身氧含量的質(zhì)量百分比控制在O.l以下，造成熔化期、精煉 期鋼液中富氧，利于碳-氧反應(yīng)的脫碳、脫氧。2、熔化精煉，純鐵、金屬Cr、 Mo—同裝入進(jìn)行熔化，熔化期一直在真空下進(jìn)行。為獲得熔化期良好的碳脫氧， 熔化過程中不推薦爐內(nèi)通入惰性保護(hù)氣氛，只通過真空閥門的關(guān)閉有效地控制 碳-氧反應(yīng)的程度并保證熔化過程的正常進(jìn)行。在熔化、精煉的材料不產(chǎn)生嚴(yán)重 的崩濺的前提下，希望有良好的碳脫氧沸騰現(xiàn)象，因?yàn)樵牧系拿撎肌⒚摰?部分脫氧過程主要發(fā)生在熔化、精煉期。精煉期在高溫、高真空下進(jìn)行，精煉 溫度控制在1650。C左右，高真度控制在l-5Pa，精煉15-20分鐘，當(dāng)真空度至 20000-25000Pa時(shí)開始吹氧脫碳，當(dāng)鋼液中碳的含量降至0. 03%-0. 05% (由脫碳模型計(jì)算)時(shí)停止吹氧，進(jìn)行高真空沸騰，進(jìn)一步脫碳、脫氧、脫氮，真空度 不大于100Pa時(shí)，沸騰時(shí)間>20分鐘，底部氣體攪拌強(qiáng)度>1317 (min. t)。 3、 還原造渣，將吹氧階段氧化的鉻及其它金屬元素還原，同時(shí)造渣，還原時(shí)間10-15 分鐘，底吹攪拌強(qiáng)度大于10L/ (min.t),真空度《500Pa。 4、還原造渣后，鋼 液進(jìn)行冷凝處理。因鋼液溶解的0、 N隨溫度的降低，溶解度降低，在此過程中， 還會(huì)有解析的氣體從鋼液中釋放出來。5、熔化期、精煉期、冷凝期完成了脫碳、脫氮后，在稍同于合金熔點(diǎn)及保護(hù)氣氛下加強(qiáng)脫氧、加入時(shí)邊加邊攪拌，使得鋼液表面富集的0、 S最終被有效脫除?？傊?，通過本發(fā)明韌性高鉻鐵素體合金的生產(chǎn)方法，可以在保證熔煉合金的成分完全滿足國外EB26-1標(biāo)準(zhǔn)要求的前提 下，使得嚴(yán)重影響合金韌性的C含量小于80ppm, C+N雜質(zhì)總和小于UOppm。同 時(shí)降低了熔煉合金的S含量，含量低于30ppm,保證合金具有良好的韌性。
權(quán)利要求
1、韌性高鉻鐵素體合金的生產(chǎn)方法，其特征在于1)原材料的選擇所用的純Fe、金屬Cr中Al的質(zhì)量百分比控制在0.05以下，純Fe中碳的質(zhì)量百分比控制在0.02以下，純鐵表面的氧化皮不做任何處理；2)工藝過程a、真空熔煉在真空下熔煉純Fe、金屬Cr、Mo，不加保護(hù)性氣氛，溶化期真空度控制在20-40Pa；b、高溫真空精煉采用高溫、高真空的精煉制度，鋼液在1620-1670℃，1-5Pa的真空下，精煉15-20分鐘，當(dāng)真空度至20000-25000Pa時(shí)開始吹氧脫碳，當(dāng)鋼液中碳的含量降至0.03％-0.05％時(shí)停止吹氧，進(jìn)行高真空沸騰，即在高真空下脫碳和高真空下脫氮，真空度不大于100Pa時(shí)，沸騰時(shí)間≥20分鐘，鋼包底部氣體攪拌強(qiáng)度≥13L/(min.t)；c、還原造渣加入硅鐵，同時(shí)加入石灰、螢石料(加入的石灰、螢石的重量為螢石7kg/t，石灰25kg/t)造渣，還原時(shí)間10-15分鐘，底吹攪拌強(qiáng)度大于10L/(min.t)，真空度≤500Pa；d、降溫凝固停電降溫至1450-1480℃，使鋼液凝固；e、升溫脫氧再升溫至1520-1550℃，在氬氣保護(hù)性氣氛下，加入鋁深脫氧(Al加入量2.5kg/t)，攪拌強(qiáng)度大于10L/(min.t)，真空度≤500Pa，脫氧時(shí)間5-10分鐘；f、調(diào)質(zhì)并均勻化合金微調(diào)，成分均勻時(shí)間5-10分鐘；g、澆錠最后將溫度升至1570-1590℃，控制澆錠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種韌性高鉻鐵素體合金的生產(chǎn)方法，1)原材料的選擇；2)工藝過程a真空熔煉、b高溫真空精煉、c還原造渣、d降溫凝固、e升溫脫氧、f調(diào)質(zhì)并均勻化、g澆錠。本發(fā)明通過以上步驟可以將鋼液終點(diǎn)C、N含量都降低到100ppm以下，本發(fā)明工藝簡單、冶煉時(shí)間較短、短噴濺少、氬氣消耗小。該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品不僅具有優(yōu)異耐蝕性能，還具有良好的韌性。
文檔編號(hào)C21C7/068GK101538640SQ20081002008
公開日2009年9月23日 申請日期2008年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月19日
發(fā)明者華 徐, 翟世先, 翟華平, 翟海平, 翟玉亭 申請人:江蘇星火特鋼有限公司