[發明專利]耐高溫高壓合金鋼的冶煉方法

有效

• 申請號: 201010594778.1
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN102071287A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 胡茂會;劉志軍;黃國玖;蘇雄杰;馮文全;王鑫;楊文明
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團成都鋼釩有限公司
• 主分類號: C21C7/10
• 分類號: C21C7/10;C21C7/072;C21C5/52
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司 51100
• 代理人: 馮忠亮

技術領域：

本發明涉及冶金技術領域，尤其涉及超（超）臨界發電機組耐高溫高壓合金鍋爐管用P91、?P92鋼VD真空處理增氮冶煉方法。

背景技術：

超（超）臨界發電機組高壓鍋爐管常用的含氮鋼主要是P91、P92，其特點是耐高溫（593～610℃）、耐高壓（24～34MPa），用于制造超（超）臨界機組電站鍋爐的蒸汽集箱、電廠主蒸汽管等重要部件，因電站鍋爐長期在高溫、高壓環境下工作，服役條件苛刻，要求鋼質低氣體，高純凈度。為了滿足強度要求，其標準規定氮含量質量百分比為0.030～0.070%。通常P91、?P92鋼采用的生產方法是在LF精煉爐采用加入氮化鉻鐵或氮化錳鐵或吹入氮氣將鋼水中的氮含量（質量百分比）控制在0.050～0.065%，VD真空處理后，鋼水中氮含量（質量百分比）降到0.018～0.022%，脫氮率為60%以上（一般是VD真空處理前鋼水中氮含量越高，VD真空處理后脫氮率越高），不能滿足高壓鍋爐管標準要求。只有在鋼包中加入氮化鉻鐵或氮化錳鐵或吹入氮氣增氮，使鋼水氮含量達到0.030～0.070%的標準要求。但是VD真空處理后再增氮存在一定問題：如果VD真空處理后用氮化鉻鐵或氮化錳鐵增氮，一般氮化鉻鐵或氮化錳鐵的含氮量（質量百分比）為3～5%，含氮鐵合金加入量大，將增加鋼中非金屬夾雜物含量和氫、氧氣體含量，鋼質純凈度差，不能滿足產超（超）臨界發電機組高壓鍋爐管高純凈度、低氣體質量要求，同時加入的含氮合金量大，鋼中化學成分的均勻性會受到影響。如果VD后吹氮氣增氮，增氮量多，吹氮時間長，鋼包鋼水降溫大，不能保證鋼水的正常澆鑄。

高溫合金鋼P91的冶煉方法200610147658.0提出了在LF鋼包精煉時，在合金完全調整后開始進行低吹氮代替底吹氬氣攪拌，直到溫度達到吊包溫度1670～1690℃。分析終點氮含量基本控制在0.040—0.050%之間。真空抽氣采用鋼包底吹氬氣，破真空后切換氮氣攪拌，根據分析結果中氮含量，調整氮氣流量，進行吹氮合金化，以保證成品氮。該方法也未解決VD過程脫氮率高，鋼水溫降大，不能保證鋼水正常澆鑄問題。

發明內容：

本發明的目的是提供一種增氮效果好，含氮量穩定，鋼水溫度高，鋼質純凈度高，生產成本低的耐高溫高壓合金鋼的冶煉方法。

本發明是這樣實現的：

耐高溫高壓合金鋼的冶煉方法，其特征在于（1）電爐冶煉初煉鋼水：初煉鋼水出鋼前進行預還原，出鋼過程預脫氧和合金化操作；

（2）LF爐精煉：初煉鋼水送到LF工位，精煉一開始從鋼包底部吹入氮氣，加入造渣劑造渣，加入還原劑使爐渣發泡，爐渣化好后進行鋼水合金化，調整鋼水化學成分，精煉結束時停止吹入氮氣；

（3）VD真空處理：將精煉鋼包送到VD工位進行抽真空處理，抽真空過程從鋼包底部吹入氮氣，抽真空時間達到15—20分鐘后，停止抽真空，不打開真空罐的真空蓋，利用真空罐的密封性，在真空罐內從鋼包底部繼續吹入氮氣，鋼水含氮量質量百分比達到0.030—0.070%，鋼包出真空罐進行澆注。

步驟3中，抽真空過程中，氮氣壓力為0.3—0.5MPa，流量為140—200Nm³/min，在真空度67Pa下，真空保持時間15—18分鐘，停止抽真空后，氮氣壓力為0.3—0.5MPa，流量為280—320?Nm³/min，吹氮時間10—15分鐘，每分鐘增氮量質量百分比為0.0008—0.0015%，鋼水氮含量質量百分比為0.035—0.058%。

合金化過程中從高位料倉連續加入鐵合金。

步驟（1）中用爐門噴碳槍噴吹碳粉造泡沫渣，讓泡沫渣包裹電弧；出鋼前對鋼水噴吹碳粉進行預還原。碳粉用量3.5—4.5kg/t鋼。

在步驟（2）中所用造渣劑為合成渣，由如下重量百分比的組分組成，用量18—23?kg/t鋼：

????CaO????????????????70—80

????Al₂O_3????????????????8—15

????CaF₂????????????????7—12

????MgO????????????????2—6

????S???????????????????0—0.05