[發明專利]一種耐熱不銹鋼及冶煉方法

有效

• 申請號: 200710062505.0
• 申請日: 2007-08-01
• 公開（公告）號: CN101100725A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 李國平;范新智;尹嵬;劉明生;王培智
• 申請（專利權）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/40
• 分類號: C22C38/40;C22C33/04;C21C7/00;C21C7/068;C21C7/064;B22D11/18
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司
• 代理人: 王思俊

技術領域

本發明涉及一種耐熱不銹鋼及冶煉方法。

背景技術

由于耐熱不銹鋼具有良好的高溫抗氧化性能、高溫長期使用性能(即蠕變性能、持久性能)以及高溫下的組織穩定性，因此對合金的含量要求較高，如普通的OCr25Ni20。現有的冶煉方法在設計普通的OCr25Ni20的成分時，只是通過提高Cr、Ni含量的方法達到改善不銹鋼的高溫使用性能的目的，而沒有考慮N、稀土元素對最終使用性能的影響。由于Ni是貴重金屬，價格高，因此現有的耐熱不銹鋼如普通的OCr25Ni20冶煉成本較高。

發明內容

本發明的宗旨是為了克服現有耐熱不銹鋼及冶煉方法的上述不足，提供一種成本低的耐熱不銹鋼及冶煉方法。

本發明鋼種的原理是通過稀土Ce和N元素的合金化的耐熱奧氏體不銹鋼，由于鋼中稀土Ce和Si的共同作用，保證了該材料在1150℃仍具有良好的抗氧化性能；而N、C以及稀土Ce等元素的存在，使得其具有與鎳基合金相當的持久強度，而且N對脆性的σ相析出有延緩作用，提高了材料在高溫條件下的組織穩定性。

本發明的技術方案是控制不銹鋼中N與稀土Ce的含量，并且降低了不銹鋼中O與S的含量，從而保證了合金具有優良的耐熱性及優良的塑性，具有比OCr25Ni20更好的高溫使用性能，同時明顯降低Ni的含量，有效地節約了資源，降低了制造成本。

本發明提供的耐熱不銹鋼的化學成分(重量)為：

C?0.05％～0.10％?????Si??1.40％～2.00％????Ce?0.03％～0.08％

Cr?20.0％～22.0％????Ni??10.0％～12.0％????N??0.14％～0.20％

Mn?0.4％～0.80％?P≤0.040％??S≤0.030％，其余為Fe與不可避免的雜質。

本耐熱不銹鋼的冶煉方法包括下述依次的步驟：

(一)兌鋼

把電爐熔化的含碳量為1.2％～2.5％、溫度為1400℃～1500℃的不銹鋼母液倒入AOD爐內。

(二)脫碳

頂吹氧氣進行脫碳，為加快反應，AOD吹氮氣進行攪拌。脫碳過程中加入石灰100Kg/t鋼～120Kg/t鋼，及白云石30Kg/t鋼～40Kg/t鋼，比較所兌鋼水鉻含量與規定鉻含量(20.0％～22.0％)，當鉻含量小于20.0％時，加入高碳鉻鐵；當鉻含量大于22.0％，鋼水還原后加入碳鋼進行稀釋。

根據兌鋼時鋼水碳含量及煉鋼行業通用的計算機模擬計算，確定吹氧量，根據計算機在線對碳含量的模擬計算，當碳含量為0.15％～0.2％時，測量鋼水溫度，取樣分析，對碳含量進行確認。

也可根據以前的有關經驗，兌鋼水吹煉20分鐘～30分鐘后，測量鋼水溫度，取樣分析碳含量，一般控制碳含量為0.15％～0.2％時。

根據取樣分析的結果及計算機在線連續模擬計算，調整氧化后期的吹氧量，進行吹氧脫碳；當模擬計算的碳含量為0.05％～0.10％時，取樣分析實際的碳含量。碳含量達到要求后，進行下一步操作。

也可根據以前的有關經驗，在氧化后期25分鐘～40分鐘，測量鋼水溫度，取樣分析碳含量，一般控制碳含量為0.05％～0.10％，然后進行下一步操作。

(三)還原

AOD爐內加入硅鐵40Kg/t鋼～50Kg/t鋼，石灰20Kg/t鋼～25Kg/t鋼、螢石10Kg/t鋼～15Kg/t鋼，對鋼水進行還原和脫硫，此時繼續側吹氮氣；

(四)扒渣、調渣、調整鋼水成分

還原后進行扒渣，并加入鋁粉0.4Kg/t鋼～0.6Kg/t鋼，調整爐渣，測量鋼水溫度，并取樣分析鋼水中合金元素的含量，根據化驗結果，通過加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵及金屬鎳來調整鋼水的Si、Mn、Cr、Ni成分，達到規定要求。

調整鋼水成分后，從AOD爐的部吹入氬氣，吹氬的作用是去除鋼中多余的氮，并使鋼中保留所需要的氮含量，吹氬量為1.2m³/t鋼～1.6m³/t鋼。吹氬完成后取樣分析，鋼水的成分(重量)達到下述要求時立即出鋼：

C?0.05％～0.1?0％?????Si??1.40％～2.00％????Cr??20.0％～22.0％

Ni??10.0％～12.0％????N??0.14％～0.20％?????Mn?0.40％～0.80％

P≤0.040％??S≤0.030％，其余為Fe與不可避免的雜質。

(五)出鋼