一種高純潔度高氮雙相不銹鋼的冶煉方法技術(shù)

一種高純潔度高氮雙相不銹鋼的冶煉方法，涉及不銹鋼冶煉技術(shù)領(lǐng)域。通過(guò)真空熔煉鋼水+充氮精煉的復(fù)合工藝進(jìn)行高純潔度高氮雙相不銹鋼的冶煉，通過(guò)控制充氮時(shí)的氮壓和充氮的精煉時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)高氮雙相不銹鋼的氮含量。鋼的成分適用范圍：Cr：20～30%，Ni：5～9%，Mo：2～5%，N：0.15～0.50%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。冶煉時(shí)氮壓控制范圍為：0.35MPa～0.70MPa，熔煉時(shí)間為5～20分鐘；精煉保持氮壓為0.35MPa～0.70MPa，時(shí)間為：10～30分鐘。優(yōu)點(diǎn)在于，與現(xiàn)有的冶煉方法相比，易于操作，可準(zhǔn)確調(diào)節(jié)鋼中的氮含量，在常壓或負(fù)壓下冶煉，生產(chǎn)成本低。冶煉鋼的純潔度更高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及不銹鋼冶煉
，尤其是提供了。
技術(shù)介紹
不銹鋼主要分為奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、雙相不銹鋼、馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼五類。雙相不銹鋼由于具有奧氏體+鐵素體兩相組織，兼具高強(qiáng)度和優(yōu)良耐蝕性，因此成為新的發(fā)展熱點(diǎn)。氮是強(qiáng)烈的奧氏體相形成元素，在雙相不銹鋼中具有擴(kuò)大和穩(wěn)定奧氏體組織的能力，在對(duì)奧氏體形成貢獻(xiàn)上，氮當(dāng)量是鎳當(dāng)量的30倍。隨著氮元素的加入，可以顯著改善改善不銹鋼的耐一般腐蝕、點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕的性能，還可以顯著減輕鉻、鑰等元·素在雙相不銹鋼兩相中的差異，使得焊接狀態(tài)下HAZ的韌性和耐蝕性能接近于母材性能。此外由于可以提高奧氏體相穩(wěn)定性，氮還降低了有害金屬間相的形成速率。因此從第二代雙相不銹鋼開(kāi)始就加入氮元素，并推出了氮含量更高的超級(jí)和特超級(jí)雙相不銹鋼。目前傳統(tǒng)的增氮工藝大多是高氮奧氏體鋼/合金的增氮工藝，由于氮在鐵素體相中的溶解度遠(yuǎn)小于其在奧氏體相中溶解度，相比于奧氏體不銹鋼，冶煉高氮雙相不銹鋼更加困難。從增氮工藝考慮，雙相不銹鋼的傳統(tǒng)冶煉方法是使用氮化鉻鐵、氮化錳鐵、氮化硅等富氮合金進(jìn)行增氮合金化(CN100593578C)，但是一方面這些合金價(jià)格較高、并且要求冶煉時(shí)的溫度較高，不利于生產(chǎn)操作；另一方面，鋼中夾雜數(shù)量偏多、純潔度不高，生產(chǎn)成本較高。在高氮奧氏體鋼的冶煉方面，已有人采用噴吹氮?dú)?氨氣/氮?dú)?氨氣的增氮方法(CN100532608C、CN100567512C)，但由于增氮方式為噴吹，一方面不易控制鋼中的氮含量，兩一方面由于大量噴吹時(shí)很容易造成鋼液溫度過(guò)快下降，增氮速度受限，而且影響出鋼。此外氨分解產(chǎn)生氮?dú)獾脑龅绞?CN1263879C)對(duì)生產(chǎn)裝置的要求較高，冶煉時(shí)間長(zhǎng)。加壓氮?dú)獾姆椒?CN101260478B)有利于提高氮在鋼中的溶解度，但在冶煉雙相不銹鋼時(shí)，由于需要專用高壓裝置，生產(chǎn)成本很高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供，解決了以上生產(chǎn)成本很高等問(wèn)題。本專利技術(shù)通過(guò)真空熔煉鋼水+充氮精煉的復(fù)合工藝進(jìn)行高純潔度高氮雙相不銹鋼的冶煉，通過(guò)控制充氮時(shí)的氮壓和充氮精煉時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)高氮雙相不銹鋼的氮含量。鋼的成分適用范圍為Cr :20 30%，Ni 5 9%，Mo :2 5%，N :0. 15 O. 50%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。冶煉時(shí)氮壓控制范圍為0. 35MPa O. 70MPa，精煉時(shí)間范圍為10 30分。本專利技術(shù)與現(xiàn)有的冶煉方法相比，易于操作，可準(zhǔn)確調(diào)節(jié)鋼中的氮含量，在常壓或負(fù)壓下冶煉，生產(chǎn)成本低；冶煉鋼的純潔度更高。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)冶煉工藝及控制的技術(shù)參數(shù)為(I)使用真空感應(yīng)爐熔煉鋼水，熔煉時(shí)真空度為10 50Pa，熔煉時(shí)間為5 20分鐘；(2)向感應(yīng)爐中充入氮?dú)猓３值獕簽镺. 35MPa O. 70MPa，繼續(xù)精煉10 30分鐘；澆注凝固后得到高純高氮雙相不銹鋼。在步驟(I)中，采用真空條件下感應(yīng)熔煉，有利于鋼水脫氧，以獲得高純潔度的鋼水。在步驟(2)中，在常壓或負(fù)壓下通入氮?dú)膺M(jìn)行增氮，氮?dú)鉃楦呒兊兌葹?9. 999%。通過(guò)控制氮壓和精煉時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)高氮雙相不銹鋼的氮含量，獲得高純潔度高氮雙相不銹鋼。 所得到的高氮雙相不銹鋼的氮含量彡O. 15%，硫含量彡O. 008%，磷含量彡O. 010%,均為重量百分比。由于采用了以上技術(shù)方案，使本專利技術(shù)具備以下的優(yōu)點(diǎn)(I)本方法和使用氮化鉻鐵等富氮合金增氮的方法相比，鋼的純潔度更高，成本更低。(2)本方法采用常壓或負(fù)壓條件通入氮?dú)獾姆绞皆龅葒姶捣绞皆龅男Ч茫菀卓刂其撝械亢弯撘旱臏囟龋缓筒捎眉訅悍绞皆龅姆椒ㄏ啾龋O(shè)備成本大幅降低，且增氮效果滿足冶煉要求。(3)本方法采用真空熔煉鋼水，比一般冶煉爐冶煉鋼的純潔度更好。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步描述本專利技術(shù)，但本專利技術(shù)并不僅限于所述實(shí)施例。實(shí)施例I :采用氮化鉻鐵增氮方法和本專利方法冶煉2507Mo3N雙相不銹鋼的效果對(duì)比以石墨碳、純鉻、純鑰、純鎳、純鐵、鋁、硅、錳和氮化鉻鐵進(jìn)行原料配比，采用氮化鉻鐵增氮方法進(jìn)行冶煉將純鐵、純鉻、純鎳、純鑰、硅和鍋碳加入真空感應(yīng)爐的坩堝中，抽真空至35Pa后，調(diào)節(jié)50kw功率加熱至爐料全熔后熔煉12分鐘，再將感應(yīng)爐的斗內(nèi)的純鋁料投入。脫氧后充入氬氣保護(hù)，再投入斗內(nèi)的純錳、斗碳和氮化鉻鐵，脫氧并調(diào)節(jié)鋼中的氮含量。停電調(diào)溫后出鋼，冶煉成1#鋼錠。另外以石墨碳、純鉻、純鑰、純鎳、純鐵、鋁、硅、錳進(jìn)行原料配比，采用本專利方法進(jìn)行冶煉將純鐵、純鉻、純鎳、純鑰、硅和鍋碳加入真空感應(yīng)爐的坩堝中，抽真空至35Pa后，調(diào)節(jié)50kw功率加熱至爐料全熔后熔煉10分鐘，再將感應(yīng)爐的斗內(nèi)的純鋁料投入。此時(shí)緩慢通入高純氮?dú)猓刂频獕簽镺. 57MPa，將功率調(diào)節(jié)到20kw再精煉12分鐘。精煉結(jié)束后，再投入斗內(nèi)的純錳、斗碳脫氧。停電調(diào)溫后出鋼，冶煉成2#鋼錠。對(duì)1#、2#鋼的主要成分進(jìn)行化學(xué)分析，結(jié)果見(jiàn)表I。表I.化學(xué)成分分析結(jié)果權(quán)利要求1.，鋼的成分適用范圍為Cr :20 30%，Ni 5 9%，Mo 2 5%，N :0. 15 O. 50%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；其特征在于，冶煉工藝及控制的技術(shù)參數(shù)為 (O使用真空感應(yīng)爐熔煉鋼水，熔煉時(shí)真空度為10 50Pa，熔煉時(shí)間為5 20分鐘； (2)向感應(yīng)爐中充入氮?dú)猓３值獕簽镺. 35MPa O. 70MPa，繼續(xù)精煉10 30分鐘；澆注凝固后得到高純高氮雙相不銹鋼； 所述的高純高氮雙相不銹鋼的氮含量> O. 15%，硫含量彡O. 008%，磷含量彡O. 010%，均為重量百分比。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冶煉方法，其特征在于在步驟(2)中，在常壓或負(fù)壓下通入氮?dú)膺M(jìn)行增氮，氮?dú)鉃楦呒兊兌葹?9. 999%。全文摘要，涉及不銹鋼冶煉
通過(guò)真空熔煉鋼水+充氮精煉的復(fù)合工藝進(jìn)行高純潔度高氮雙相不銹鋼的冶煉，通過(guò)控制充氮時(shí)的氮壓和充氮的精煉時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)高氮雙相不銹鋼的氮含量。鋼的成分適用范圍Cr20～30%，Ni5～9%，Mo2～5%，N0.15～0.50%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。冶煉時(shí)氮壓控制范圍為0.35MPa～0.70MPa，熔煉時(shí)間為5～20分鐘；精煉保持氮壓為0.35MPa～0.70MPa，時(shí)間為10～30分鐘。優(yōu)點(diǎn)在于，與現(xiàn)有的冶煉方法相比，易于操作，可準(zhǔn)確調(diào)節(jié)鋼中的氮含量，在常壓或負(fù)壓下冶煉，生產(chǎn)成本低。冶煉鋼的純潔度更高。文檔編號(hào)C22C33/04GK102888550SQ201210427990公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日專利技術(shù)者宋志剛, 豐涵, 鄭文杰 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高純潔度高氮雙相不銹鋼的冶煉方法，鋼的成分適用范圍為：Cr：20～30%，Ni：5～9%，Mo：2～5%，N：0.15～0.50%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；其特征在于，冶煉工藝及控制的技術(shù)參數(shù)為：（1）使用真空感應(yīng)爐熔煉鋼水，熔煉時(shí)真空度為10～50Pa，熔煉時(shí)間為5～20分鐘；（2）向感應(yīng)爐中充入氮?dú)猓３值獕簽?.35MPa～0.70MPa，繼續(xù)精煉10～30分鐘；澆注凝固后得到高純高氮雙相不銹鋼；所述的高純高氮雙相不銹鋼的氮含量≥0.15%，硫含量≤0.008%，磷含量≤0.010%，均為重量百分比。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋志剛，豐涵，鄭文杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：鋼鐵研究總院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：