[發明專利]精確控制N含量的高純凈雙相不銹鋼冶煉工藝

有效

• 申請號: 201810495871.3
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108642365B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 張瀟瀟;祁慶花;韓文科;趙子文;魏海東;蔣春宏;高峰;宋道春;劉林;王亞安;牛翰卿
• 申請（專利權）人: 蘭州蘭石集團有限公司;蘭州蘭石能源裝備工程研究院有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 馬小瑞

1.一種精確控制N含量的高純凈雙相不銹鋼冶煉工藝，其特征在于：本工藝采用“電弧爐+AOD爐精煉”的冶煉方法，首先在電弧爐中對爐料進行熔化初煉，然后進入AOD爐對鋼液精煉，精煉過程中全程吹N，生產出符合標準要求的S32205雙相不銹鋼鋼錠；

第一步，在電弧爐內，對包含不銹鋼返回料、合金、輔料的爐料進行熔化初煉：

1.1爐料包含本鋼返回料、不銹鋼返回料、低磷軟鐵，配碳用碎電極塊；

1.2熔化初煉按一般不銹鋼返回吹氧法操作，在熔化后期，補加石灰，控制渣量在3%以上；

1.3化清取樣全分析，化清C1.00-1.50%，加適量Ca-Si粉還原，提溫至1600℃，取樣全分析；

1.4成分控制：根據分析結果調整Ni、Cr至下限，Mn0.4-0.6%，C1.00-1.20%，Si0.25-0.40%，P≤0.025%；

1.5出鋼溫度：1670-1700℃，扒渣50%，出鋼；

第二步，在AOD爐內進行雙相不銹鋼鋼液的熔煉：

2.1烘爐、兌鋼水：烘爐前先開冷卻氣體，加入鋼水重量3%的石灰，烘爐時間≥4小時，烤紅烤透；兌入鋼水后，控制爐溫≥1560℃；

2.2吹煉脫C：整個脫C期爐內溫度控制在≤1760℃；為避免脫C期溫度過高，而還原后期溫降太快，Ni、Mo、Mn合金成分調整均在脫C期完成，還原后期只做微調；

2.2.1第一步吹煉脫C：向爐內吹入比例關系為O₂：N₂=4:1的氮氧混合氣體，吹煉結束后取碳樣分析并測溫；調整成分Ni至5.3%，Mo至3.3%，吹氣時間20-25min，加入50-100kg/噸鋼水的石灰，脫C至0.10-0.20%；

2.2.2第二步吹煉：向爐內吹入比例關系為O₂：N₂=1:1的氮氧混合氣體，吹氣時間10-15min，吹煉結束后取碳樣分析并測溫；參考碳含量0.1-0.2%；調整成分Mn至1.3%，加入50-100kg/噸鋼水的石灰，不等碳樣，立即進行第三步吹煉，參考C含量0.05-0.08 %；

2.2.3第三步吹煉：向爐內吹入比例關系為O₂：N₂=1:2.5的氮氧混合氣體，吹氣時間5-10min，吹煉結束后取碳樣分析并測溫；不等碳樣，加入50kg/噸鋼水的石灰，立即進行第四步吹煉；

2.2.4第四步吹煉：向爐內吹入比例關系為O₂：N₂=1:5的氮氧混合氣體，吹氣時間5-10min，吹煉結束后取碳樣分析并測溫，溫度控制在≤1760℃，碳控制在C≤0.012%；

2.2.5取渣樣；

2.3還原：控制好溫度，此后禁止吹氧；

2.3.1加入300-350kg/噸鋼水FeSi還原，主要還原渣為Cr₂O₃，同時降低鋼中氧含量，加入量根據氧化情況微調，如果溫度偏低，考慮加入精Si減少溫降，使渣中Cr≤1%，還原時間為10-15分鐘；

2.3.2若發現渣粘稠，加入50-100kg/噸鋼水的CaF₂以增加渣的流動性，提高Cr的回收率；若化渣不好，繼續以20-30kg CaF₂/噸鋼水分批加入；

2.3.3取渣樣，扒渣全部；

2.4造渣、脫S

2.4.1加入石灰造新渣，要求二元堿度CaO/SiO₂≥1.8；

2.4.2加入鋁1.5-3.0kg/噸鋼水進行深脫氧、脫硫，加入Ca-Si粉15-30kg/噸鋼水，保證渣呈灰白色或者偏綠色；

2.4.3取樣分析，根據分析結果如需脫S，將脫硫時間控制在10-20分鐘；再次取樣分析，根據分析結果若脫S效果不好，繼續加入石灰，控制S≤0.002%；觀察爐渣，若流動性不好，加入20-30kg CaF₂/噸鋼水；

2.5調整成分：這一時期避免合金加入過多導致溫降過大，注意Cr的控制，避免超出上限；根據分析結果，微調成份使Mn 1.0-1.3%，Cr規格中限，Ni、Mo規格偏中下限，C 0.015%，Si 0.40-0.60%，N含量在2300-3000ppm；

2.6精確控N、出鋼

2.6.1吹Ar氣脫N，分兩步吹入，第一步吹入75%的Ar氣，按照每m3Ar氣脫氮16.5ppm計算，取樣分析，根據分析結果微調脫N比例；第二步吹入Ar氣，應避免過吹，防止N超出下限；控氮范圍1600-1800ppm；

2.6.2取樣檢測、出鋼：取樣全分析，同時取氣體樣及渣樣；成分符合規格后，爐內溫度為1610-1630℃，出鋼；

2.6.3成品取樣分析：鋼包內取成品樣進行全分析；

2.6.4澆鑄：將高溫鋼液澆鑄成鋼錠，鎮靜時間4-6分鐘；澆鑄溫度：1540-1550℃；

所述雙相不銹鋼按照質量百分比計其中各組分的含量為：C＜0.03%，Si 0.4-0.6%，Mn1.0-1.4%，P≤0.015%，S≤0.002%，Cr 22.0-22.5%，Ni 5.0-5.5%，Mo 3.0-3.5%，N 0.16-0.18%，氣體元素[O]≤25ppm，[H]≤2ppm，其余為Fe元素。