[發明專利]一種氬氧爐冶煉超級雙相不銹鋼的工藝

在審

• 申請號: 201610057816.7
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN106636862A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 雷沖;程海軍;祁躍峰;李榮昌;趙鵬;呂楠;薛愛軍;彭洪超
• 申請（專利權）人: 中原特鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C33/06
• 分類號: C22C33/06;C22C38/44;C22C38/42;C21C7/068;C21C7/06
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司41102
• 代理人: 亢志民

技術領域

本發明屬于冶煉技術領域，主要涉及一種氬氧爐冶煉超級雙相不銹鋼的工藝。

背景技術

超級雙相不銹鋼，是指點蝕抗力當量（PRE）大于40的一組雙相不銹鋼，PRE=wt%Cr+3.3(wt%Mo)+16(wt%N)。主要應用于海洋工程、海水淡化、化工、光熱儲能等具有強腐蝕性的工作環境中，如海水淡化用泵軸、光熱儲能用高壓管道及軸類件等。由于工件工作環境惡劣，對于鋼材質量的要求非常嚴格，不但要求有較高的綜合力學性能，較強的耐點蝕能力，而且對金相組織、鋼中非金屬夾雜物、晶粒度、力學性能、超聲波探傷等均有嚴格的要求。

超級雙相不銹鋼有強烈σ和M₂N等析出相析出的趨勢，為避免析出，一般可通過合金的成分調節和合理的熱處理制度來解決。當超級雙相鋼中兩相比例接近1：1時，材料具有較好的力學性能和耐腐蝕性能。因此，為控制好兩相組織比例及避免σ和M2N等析出相析出，需準確控制化學成分，尤其是N成分。

S32760超級雙相不銹鋼，最早是由英國Mather和Platt Ltd公司開發的，在80年代中期即以鑄件的形式出現，它具有耐高溫海水及含鹵素介質的優勢，逐步將其發展演變為可鍛性超級雙相不銹鋼。

國內對于超級雙相不銹鋼，材料引入較晚，至今GB/T1220-2007標準，無相應的鋼種與其對應，對于超級雙相不銹鋼，C、N化學成分不易控制，準確控制更是難度較大。

專利文獻CN101476078A公開了超級雙相不銹鋼大型海水泵軸的制造方法，采用VOD進行冶煉，出鋼前加入氮化鉻鐵調整N含量；由于氮化鉻鐵中N含量較低且不穩定，引起N回收率極不穩定，造成超級雙相不銹鋼N含量控制不穩定，極易造成超級雙相不銹鋼兩相比例不穩定，從而造成產品報廢。另外氮化鉻鐵合金價格較高，相比廉價的氮氣來說，沒有成本優勢。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足提供一種合金收得率高、C及N成分控制穩定、生產成本低且化學成分控制準確的氬氧爐冶煉超級雙相不銹鋼的工藝。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種氬氧爐冶煉超級雙相不銹鋼的工藝，采用電弧爐或感應爐+氬氧爐冶煉方式；冶煉的超級雙相不銹鋼成分按質量百分比為：C不大于0.05%， Cr=24%~26%，Ni=6.0~8.0%，Mo=3.0~4.0%，W=0.5~1.0%，Cu=0.5~1.0%，N=0.20~0.30%，Si=0.20~1.0%，Mn=0.20~1.0%，余量為Fe和少量其它合金元素。

W、Cu合金在氬氧爐脫碳后期加入，采用氮氣進行氮的合金化。

工藝步驟如下：

步驟一：初煉：爐料由低磷碳、合結鋼、不銹鋼料頭及Ni、Mo合金組成，在電弧爐或感應爐內初煉，爐料全熔后取全分析樣，溫度、成分符合要求后出鋼，兌入氬氧爐；

步驟二：氬氧爐氧化期：氬氧爐兌鋼前爐內加入占鋼水量2～3%的石灰；氬氧爐開吹溫度≥1500℃，配碳量：2.0～3.0%；前期吹入純氧進行脫碳、升溫；溫度≥1600℃，吹入氧氣、氮氣混合氣體3:1進行脫碳、升溫；當鋼液溫度≥1680℃、[C]≤0.20%，吹入氧氣、氮氣混合氣體1:1進行脫碳、升溫，加入W、Cu合金；當鋼液溫度≥1720℃、[C]≤0.06%，吹入氧氣、氮氣混合氣體1:3進行脫碳、升溫；當[C]≤0.01%，停吹氧氣，改吹氮氣，加入硅鐵、鋁錠，其中硅鐵15～30Kg/噸、鋁錠2～5Kg/噸，時間4～8分鐘進行預還原；取全分析樣并扒渣至見鋼水；

步驟三：氬氧爐還原期：加入石灰、螢石、鋁錠，其中石灰用量15～30Kg/噸、螢石占石灰重量的1/10～1/5、鋁錠2～5Kg/噸，吹氬攪拌2～3分鐘并吹氮2～3分鐘之后氬氣攪拌0.5～1分鐘進行脫氧和增氮，并均勻化學成分，取全分析樣；溫度1580～1620℃出鋼；

步驟四：出完鋼，經氬氣弱攪拌后澆注成模鑄鋼錠、電渣重熔用電極坯或連鑄坯。

本發明的技術方案產生的積極效果如下：采用氬氧爐（AOD）冶煉生產超級雙相不銹鋼比VOD冶煉更有利于實現大規模工業化生產，生產效率高、成本低、操作穩定、工藝容易掌握。鉻鐵全部采用高碳鉻鐵，W、Cu合金在氬氧爐（AOD）脫碳后期加入，通過吹入氮氣來進行氮合金化，合金收得率高，化學成分控制準確，生產成本低廉。

具體實施方式