一種雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔用渣系的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于特種合金精煉【技術(shù)領(lǐng)域】。尤其涉及一種雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔用渣系。所述渣系的組成和重量百分比為：CaF230%-40％，Al2O330%-35%，CaO22%-30%，SiO26%-10%，MgO2%-5%，所述渣系熔點(diǎn)為1200-1250℃，在1600℃時(shí)粘度為0.1-0.13Pa·s，在1600℃時(shí)電阻0.35～0.37Ω·cm。采用本發(fā)明渣系得到的雙相不銹鋼抽錠電渣重熔板坯表面質(zhì)量良好，沒有明顯重皮、夾渣等缺陷。對(duì)板坯內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)疏松、偏析、白亮帶、皮下氣泡、殘余縮孔、翻皮、白點(diǎn)、軸心晶間裂紋、內(nèi)部氣泡、非金屬夾雜物及夾渣、異金屬夾雜物等缺陷，鋼錠內(nèi)部質(zhì)量良好。
【專利說明】一種雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔用渣系

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于特種合金精煉【技術(shù)領(lǐng)域】。尤其涉及一種雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔 用漁系。

【背景技術(shù)】
[0002] 電渣重熔是將自耗電極插入水冷結(jié)晶器的渣池中，渣池逐漸將其加熱熔化，形成 金屬熔滴，然后金屬熔滴穿過渣池進(jìn)入金屬熔池，金屬熔池在水冷條件下逐漸凝固形成鑄 錠。電渣重熔工藝技術(shù)主要分為：固定式電渣重熔工藝和抽錠式電渣重熔工藝。
[0003] 固定式電渣重熔工藝是整個(gè)冶煉過程在封閉的結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)行，鑄錠由下而上順序 凝固，不存在漏鋼、漏渣的問題，采用CaF 2、A1203或CaF2、A120 3、CaO三元渣系。
[0004] 抽錠電渣重熔工藝是自耗電極一邊熔化形成金屬熔池，金屬熔池一邊凝固被連續(xù) 地拉出結(jié)晶器，結(jié)晶器與鑄錠做相對(duì)移動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)漏鋼、漏渣問題，不容易獲得良好的表面 質(zhì)量。為了改善鋼錠的表面質(zhì)量，抽錠電渣重熔渣系采用CaF 2、CaO、A1203、MgO、Si02五元 渣系，加入少量的Si0 2是為了降低渣系的熔點(diǎn)，渣中硅氧陰離子聚合程度大，結(jié)晶能力差， 即使冷卻到液相線溫度以下仍能保持過冷液體的狀態(tài)，渣皮塑性強(qiáng)，不容易破裂。渣中加入 MgO,使固態(tài)渣中高硬度礦相增多，使固態(tài)渣的高溫強(qiáng)度提高，提高渣皮在抽錠過程中的抗 拉破能力。
[0005] 文獻(xiàn)"電渣重熔用新渣系的開發(fā)研究"公布了一種生產(chǎn)Q235鋼抽錠電渣重熔用渣 系，渣系各組元質(zhì)量百分比為：CaF2 30%，CaO 30%，A1203 35%，Si02 5% ;文獻(xiàn)"抽錠式結(jié)晶器 板坯電渣爐漏鋼原因探討"采用抽錠電渣重熔技術(shù)生產(chǎn)低合金鋼，其采用的渣系各組元的 質(zhì)量百分比為 CaF2 30% ?50%，A1203 20% ?35%，CaO 15% ?25%，MgO 3% ?8%，Si02 6% ? 15%。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明在抽錠電渣重熔技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔用 渣系，避免雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔過程中出現(xiàn)的內(nèi)部夾渣、表面漏鋼、漏渣等問題， 生產(chǎn)出厚度小于200 mm，寬度大于1250mm，重量大于6噸的鎳基合金板坯，該電渣重熔板坯 可直接進(jìn)入爐卷軋機(jī)熱軋成卷，節(jié)省中間的鍛造開坯工序，縮短耐蝕合金板、帶、箔材的生 產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本，降低能耗降低。
[0007] 本發(fā)明的渣系適用于UNS S32205、UNS S32750、UNS S32760等雙相不銹鋼，本發(fā) 明涉及的雙相不銹鋼的烙點(diǎn)為1400-1450°C。本發(fā)明涉及的雙相不銹鋼中的合金元素的含 量重量百分比接近40%，其中UNS S32205成分范圍為：C彡0. 03%，Si彡1. 0%，Μη彡2. 0%， S ^ 0. 020%, Ρ ^ 0. 03%, Cr 22%-23°/〇, Ni 4. 5%-6. 5%, Mo3. 0%-3. 5%, N 0. 20%-〇. 30% ；UNS S32750 成分范圍為：C 彡 0· 03%，Si 彡 0· 80%，Mn 彡 1. 2%，S 彡 0· 020%，P 彡 0· 035%，Cr 24. 0%-26· 0%，Ni 6· 0%-8· 0%，Mo 3· 0%-5· 0%，N 0· 24%-0· 32%，Cu 彡 0· 50% ;UNS S32760 的 成分范圍為：C 彡 0· 03%，Si 彡 1· 0%，Μη 彡 1· 0%，S 彡 0· 01%，P 彡 0· 030%，Cr 24. 0%-26· 0%， Ni 6· 0%-8· 0%，Mo 3· 0%-4· 0%，N 0· 20%-0· 30%，Cu 0· 50%-1· 0%，W 0· 50%-1· 0%。鋼的合 金含量越高，液態(tài)鋼液的粘度值越高，流動(dòng)性越差，該系列雙相不銹鋼在1600°C時(shí)粘度為 0· 004?005Pa · s，高于低合金鋼在1600°C時(shí)粘度0· 002?003Pa · s。
[0008] 針對(duì)本發(fā)明涉及的雙相不銹鋼特點(diǎn)，本發(fā)明的渣系由CaF2、A1203、CaO、Si0 2、MgO 等組成；CaF2能降低渣的熔點(diǎn)、粘度和表面張力，A1203能提高渣系電阻，增加渣系粘度值， CaO能提高熔渣堿度，提高脫硫效果，Si02可以降低渣的熔點(diǎn)，生成發(fā)生塑性變形的礦物、非 晶質(zhì)礦物，提高渣皮的塑性變形能力，防止渣皮拉破。MgO可以提高熔渣的黏度，提高固態(tài) 渣皮的強(qiáng)度，有利于抽錠電渣重熔進(jìn)行。提出的一種雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔用渣系 為： 第一，渣系必須具有合適的電阻，渣系中的A1203含量控制在30%?35%，使該渣系 1600°C時(shí)電阻約0. 35?0. 37 Ω · cm，渣阻較高；由于雙相不銹鋼的Cr、Ni、Mo合金含量之 和低于50%，鋼的凝固特性較好，可以選用較大的電阻值，提高電渣重熔的熔化速度，不會(huì)使 板坯中心產(chǎn)生疏松或縮孔。但是，高于35%后，渣系的粘度會(huì)劇增，使板坯形成夾渣。
[0009] 第二，CaF2在高溫下會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，生成2%?5%的CaO,因此，CaO含量選擇在 22%?30%，與A1203形成低熔點(diǎn)的復(fù)合化合物，降低渣系的熔點(diǎn)。
[0010] 第三，在所設(shè)計(jì)渣系Ca0、Al203含量不變的情況下，加入CaF 2是為了調(diào)整渣系的高 溫粘度。根據(jù)雙相不銹鋼的合金含量、1600°C時(shí)粘度值0. 004~0. 005Pa · s，CaF2含量選擇 在30%-40%，渣系在16001：時(shí)粘度為0.1-0.13?3*8，在41 203含量為30%?35%，030含量 在22%?30%時(shí)，CaF2含量過高、過低都會(huì)造成渣系的粘度不能與雙相不銹鋼抽錠電渣重熔 相匹配。因此，雙相不銹鋼板坯電渣重熔渣系的CaF 2含量選擇在30%?40%。
[0011] 最后，渣系中加入Si02、MgO,加入Si02生成易發(fā)生塑性變形的礦物、非晶質(zhì)礦物， 提高渣皮的塑性，防止抽錠過程中渣皮拉破。抽錠電渣重熔渣系中至少應(yīng)加入6%的Si0 2， 才能形成足夠的塑性變形礦物和非晶質(zhì)礦物，提高渣皮的塑性，加入的Si02量越多，越有利 于抽錠電渣重熔，但是，Si0 2含量超過10%后，會(huì)使雙相不銹鋼中的Si增加，影響耐腐蝕性 能，因此，雙相不銹鋼板坯電渣重熔渣系的Si0 2含量選擇在6%?10%。加入MgO提高渣皮 的強(qiáng)度，MgO含量越高渣皮強(qiáng)度越高，但是MgO會(huì)使渣系的高溫粘度劇增，MgO每增加1%，熔 渣粘度上升約〇. 〇2Pa · s，容易在雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔過程中形成夾渣，因此，雙 相不銹鋼板坯電渣重熔渣系的MgO含量選擇在2%?5%。
[0012] 綜上所述，本發(fā)明提供一種用于雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔用渣系，所述渣系 的組成和重量百分比為：CaF 2 30%-40%，A1203 30%-35%，CaO 22%-30%，Si02 6%-10%，MgO 2%-5%，該渣系熔點(diǎn)為1200-1250°C，低于雙相不銹鋼的熔點(diǎn)為1400-1450°C，有利于形成薄 而均勻的渣皮，獲得良好的表面質(zhì)量。渣系在1600°C時(shí)粘度為0. 1-0. 13Pa*s，能夠保證在 抽錠電渣重熔過程中不漏鋼、漏渣，在1600°C時(shí)電阻約0. 35?0. 37 Ω ·_，電阻值較高，能 夠有效提高電渣重熔熔化速度，利用電能。
[0013] 本發(fā)明的內(nèi)容中，所述渣系的組成和重量百分比較好的為：CaF2 30%?33%， Al20330% ?32%，Ca022% ?27%，Si02 7% ?8%，MgO 4%-5%。該渣系熔點(diǎn)為 1230 ?1250°C， 1600°C 的粘度為 0· 1 ?0· llPa · s，1600°C時(shí)電阻約 0· 35 ?0· 36Ω · cm。
[0014] 采用本發(fā)明渣系進(jìn)行雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔，一般可以經(jīng)如下步驟： 第一步，采用中頻爐+A0D爐精煉工藝生產(chǎn)鎳基耐蝕合金電極，電極的厚度、寬度、長(zhǎng)度 分別為220?270mm、132(Tl460mm、2800?3500mm，重量大于6噸。將電極焊接在假電極 上，待用； 第二步，將渣料在800?850°C的溫度下烘烤7~8小時(shí)，以減少渣料中的水分，待用； 第三步，采用石墨電極在化渣包中將準(zhǔn)備好的渣料熔化成液態(tài)，液態(tài)渣溫度控制在 1650?1700°C，保證渣系化開、化清； 第四步，將引錠裝置與底水箱聯(lián)接牢固，再將底水箱移至T型結(jié)晶器下部，密封好，電 極與結(jié)晶器對(duì)中后，抬起至T型結(jié)晶器上口； 第五步，關(guān)閉引錠裝置的冷卻水，將液態(tài)渣倒入T型結(jié)晶器內(nèi)； 第六步，將電極插入漁池中，設(shè)定好電壓、電流，電極插入深度控制在15?20_，電極 的熔化速度控制在1200?1300kg/h，金屬液滴迅速的滴落在引錠裝置上，將引錠裝置的冷 卻水打開，與其粘接牢固； 第七步，當(dāng)金屬熔池的液面達(dá)到距離下結(jié)晶器底邊320?380mm高度時(shí)，開始抽動(dòng)底水 箱，將板述從結(jié)晶器中拉出，抽動(dòng)的速度為1?13mm/min，一直將電極烙化完畢。上結(jié)晶器 的冷卻水流量控制在80m3/h，下結(jié)晶器的冷卻水流量控制在130m 3/h，底水箱冷卻水流量控 制在20m3/h，引錠裝置的冷卻水流量控制在10m3/h。
[0015] 第八步，根據(jù)生產(chǎn)需要，將另外一支電極重新移至渣池中，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：在現(xiàn)有的抽錠電渣重熔技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整CaF2、 Al203、Ca0、Si02、MgO等組元的比例，使渣系具有合適的熔點(diǎn)、粘度、流動(dòng)性、渣阻，與雙相不 銹鋼板坯抽錠電渣重熔工藝相匹配，成功生產(chǎn)出厚度小于200 mm，寬度大于1250mm，重量大 于6噸的雙相不銹鋼板坯，該電渣重熔板坯可直接進(jìn)入爐卷軋機(jī)熱軋成卷，節(jié)省中間的鍛 造開坯工序，縮短耐蝕合金板、帶、箔材的生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本，降低能耗降低，具有明 顯的經(jīng)濟(jì)效益。采用本發(fā)明渣系進(jìn)行雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔，得到的雙相不銹鋼抽 錠電渣重熔板坯表面質(zhì)量良好，沒有明顯重皮、夾渣等缺陷。根據(jù)GB/T 1979-2001《結(jié)構(gòu)鋼 低倍組織缺陷評(píng)級(jí)圖》標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)實(shí)施例板坯內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)疏松、偏析、白亮帶、 皮下氣泡、殘余縮孔、翻皮、白點(diǎn)、軸心晶間裂紋、內(nèi)部氣泡、非金屬夾雜物及夾渣、異金屬夾 雜物等缺陷，鋼錠內(nèi)部質(zhì)量良好。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施例1 : 采用本發(fā)明的渣系生產(chǎn)雙相不銹鋼UNS S32205電渣板坯，包括以下步驟。
[0018] 第一步，采用"中頻爐+A0D爐"工藝冶煉自耗電極，電極厚度、寬度、長(zhǎng)度分別為 270mm、1320 mm、2800mm，電極的化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)要求，如表1所示。
[0019] 表1電極化學(xué)成分(重量％)

【權(quán)利要求】
1. 一種雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔用渣系，其特征在于：所述渣系的組成和重量百 分比為：CaF 2 30%-40%，A1203 30%-35%，CaO 22%-30%，Si02 6%-10%，MgO 2%-5%，所述渣系熔 點(diǎn)為1200-1250°C，有利于形成薄而均勻的渣皮，獲得良好的表面質(zhì)量；所述渣系在1600°C 時(shí)粘度為〇. 1-0. 13Pa · s，能夠保證在抽錠電渣重熔過程中不漏鋼、漏渣，在1600°C時(shí)電阻 0. 35?0. 37 Ω · cm，能夠有效提高電渣重熔熔化速度，利用電能。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種雙相不銹鋼板坯抽錠電渣重熔用渣系，其特征在于：所述 渣系的組成和重量百分比為：CaF2 30%?33%，A120330%?32%，Ca022%?27%，Si02 7%?8%， MgO 4%-5% ;所述渣系熔點(diǎn)為 1230 ?1250°C，1600°C的粘度為 0· 1 ?0· llPa · s，1600°C時(shí) 電阻 0· 35 ?0· 36Ω · cm。
【文檔編號(hào)】C22B9/18GK104141050SQ201410405518
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】張春林, 王新鵬, 羅利陽, 陳帥超, 寧天信 申請(qǐng)人:洛陽雙瑞特種裝備有限公司