[發(fā)明專利]高溫合金鋼P91的冶煉方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610147658.0
• 申請日: 2006-12-21
• 公開（公告）號: CN101205586A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅曉青;劉軍占;楊金明;顧家強(qiáng);徐民;陳錫民
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C21C7/04
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 楊丹莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵行業(yè)的合金鋼冶煉工藝，尤其是指高溫合金鋼P91的冶煉方法。

背景技術(shù)

高壓鍋爐管坯用P91合金鋼，主要用于大容量超臨界發(fā)電機(jī)組。它的突出優(yōu)點是耐高溫、耐高壓和持久強(qiáng)度高，并且綜合性能優(yōu)良。為了滿足一定的硬度要求，需要控制鋼坯中的N含量，一般控制在400～500ppm之間，而且材料上不能出現(xiàn)皮下氣泡和白點缺陷。

目前，高壓鍋爐管坯用P91合金鋼的冶煉方法一般采用槽式電弧爐+LFV或槽式電爐+轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉，并且通過精練末期添加氮化物合金進(jìn)行增氮。該現(xiàn)有工藝中存在下列問題：1)N的控制采用澆注前添加氮化合金來實現(xiàn)(如氮化鉻鐵或氮化錳鐵)，合金化時氮的收得率低，控制不穩(wěn)定，同時氮化鉻鐵或氮化錳鐵中的雜質(zhì)元素易污染鋼液；2)采用槽式電爐出鋼渣量過大，造成鋼液的有害殘余元素和殘余氣體的增加(鋼錠存在皮下氣泡和白點缺陷)。所以容易在澆注13.2t錠型的過程中產(chǎn)生皮下氣泡和白點缺陷，當(dāng)生產(chǎn)φ400～580規(guī)格的大管坯時，此缺陷在軋制和穿管過程中容易產(chǎn)生表面裂紋和內(nèi)表面裂紋，最終造成報廢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種高溫合金鋼P91的冶煉方法，可以穩(wěn)定控制鋼液中氮含量，提高鋼液的純凈度，節(jié)約合金，同時消除現(xiàn)有冶煉工藝中存在的材料皮下氣泡和白點缺陷，避免在軋制和穿管過程中容易產(chǎn)生的表面裂紋和內(nèi)表面裂紋現(xiàn)象。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高溫合金鋼P91的冶煉方法，其特征在于：包括以下步驟：1)通過偏心底出鋼電弧爐熔化廢鋼；2)出鋼合金化操作：出鋼過程中根據(jù)氧氣消耗量加入適量的SiAlFe和Al粒作脫氧劑，再加入MoFe和微Cr，最后加入造渣料；3)鋼包精煉：分批加入石灰調(diào)整渣系，同時采用SiFe粉和C渣面脫氧，升溫后分批加入其余合金，調(diào)整成標(biāo)準(zhǔn)成分，再進(jìn)行底吹氮直至溫度達(dá)到吊包溫度，分析終點氮含量，控制在400～500ppm；4)真空抽氣；5)破真空后切換氧氣攪拌，測溫/定氫/取樣分析，根據(jù)分析結(jié)果中氮含量，調(diào)整氮氣流量進(jìn)行吹氮合金化，取樣分析，根據(jù)分析結(jié)果決定吹入量；6)澆注。

采用偏心底出鋼EAF+LF+VD工藝路線代替原有工藝路線，解決了原工藝渣量過大帶來的有害元素脫除困難、影響冶煉質(zhì)量的問題。采用吹氮合金化，代替澆注前添加合金增氮合金化，消除了冶煉末期添加合金雜質(zhì)對鋼液的污染，同時節(jié)省了合金。新工藝存在過程添加合金過多的難點，通過優(yōu)化的合金添加制度，已經(jīng)得到克服。

本發(fā)明的詳細(xì)步驟如下：

第一步通過偏心底出鋼電弧爐(瀝青爐襯)，采用一定的電壓和電流熔化廢鋼。第二籃料通電熔化后，第二籃料熔清大于80％后吹氧助熔，出鋼溫度控制在1680～1700℃(溫度過高會影響電爐的壽命，過低會造成部分鋼液凝固在鋼包內(nèi))。出鋼時成分控制C≤0.05％，P≤0.008％。并且出鋼過程采用EBT出鋼，可以防止氧化渣進(jìn)入鋼包，污染鋼液。

第二步出鋼合金化操作：預(yù)先在鋼包內(nèi)加入出鋼量5％～6％微Cr合金與鋼包一起同時進(jìn)行烘烤，加入過多，不能完全熔化，過少造成后期補(bǔ)加增加，冶煉時間過長。出鋼量達(dá)到30％時，開始加入150～200kg的SiAlFe及70～80kg的Al粒作脫氧劑，出鋼量達(dá)到50％時，加入出鋼量0.5～0.6％的MoFe(Mo含量55％)和出鋼量2％～3％微Cr，最后加入造渣料：石灰400～500kg和淌道磚50～60kg(含SiO₂為32％，Al₂O₃為48％)。常規(guī)操作都是隨鋼流加入少量合金，造成LF添加合金負(fù)擔(dān)過重，冶煉時間長。

第三步鋼包精煉：鋼包就位LF后，首先分批加入石灰100～150kg調(diào)整渣系，同時采用SiFe粉和C渣面脫氧，造白渣，保證爐渣有一定的發(fā)泡效果和流動性。當(dāng)升溫到1580℃～1600℃后，分2～3批加入其余合金，調(diào)整成分進(jìn)內(nèi)控。在合金完全調(diào)整后開始進(jìn)行底吹氮代替底吹氬攪拌，直到溫度達(dá)到吊包溫度1670～1690℃。分析終點氮含量基本控制400～500ppm之間。吊包前加入鋼液0.1％～0.15％NbFe。

第四步真空抽氣：保證在≤66.7Pa真空度以下，抽真空時間≥15min真空時，鋼包底吹氬流量視攪拌情況控制在100～400Nm³/min。該流量根據(jù)生產(chǎn)節(jié)奏情況確定。