[发明专利]用于制备高纯度不锈钢的电渣重熔四元渣系

说明书

技术领域

本发明涉及金属电渣重熔中使用的电渣渣系，涉及用于制备高纯度不锈钢的电渣重熔四元渣系。主要适用于电渣重熔高纯度要求的12％Cr系列不锈钢等，以满足超(超)临界机组、核电材料及部分军工用钢对钢材的非金属夹杂物等技术指标的要求。

背景技术

随着电力工业的高速发展，国内汽轮机机组用钢及机组容量显著增加，对汽轮机机组用钢的各项综合性能要求越来越高，国内汽轮机厂从国外大量引进许多超(超)临界汽轮机机组用钢，其检验完全按照国外标准及相应的企业标准，如从日本三菱重工公司引进的1Cr10NiMoW2VNbN钢、MTB10AA钢；从西门子公司引进的涡轮机和压缩机用X5CrNiCuNb16-4、X5CrMoAl12钢锻造叶片等钢，以及从日本日立公司引进的KT5312AS6、KT5931ASO、KT5905ASO、KT5331ASO等钢种。 

近几年来，为缓解能源领域所面临的压力，加快发展超(超)临界机组及核电材料成为解决我国电力供应问题的必然选择。在大力发展核力发电的同时，核电及超(超)临界机组用钢的国产化是我国汽轮机行业发展的必然趋势。但与目前国内执行的GB/T8732-2004“汽轮机叶片用钢”相比，超(超)临界机组、核电材料及部分军工用钢对钢材的非金属夹杂物等技术指标要求更为严格。

电渣重熔是降低钢中非金属夹杂物含量的有效手段。在电渣重熔过程中，电渣渣系是影响钢锭内部质量的一个重要因素，电渣重熔可提高纯洁度，通常认为很大程度上取决与渣系成分，其次与电极母料的纯洁度有关。不同渣系的化学成分决定了渣系的电导率、熔点、粘度及表面张力，渣子的粘度不仅影响钢锭的表面质量，也影响了渣子的表面张力及界面张力，渣子的表面张力及钢液界面表面张力最终影响非金属夹杂物的吸附能力。现有技术中采用的电渣渣系，难以满足超(超)临界机组、核电材料及部分军工用钢对钢材的非金属夹杂物等技术指标的要求。例如：军工用斯贝系列材料1Cr12Ni3MoVN钢，纯洁度检验一次检验合格率仅为44％左右，严重影响该系列军工产品的内在质量。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种能有效降低钢中非金属夹杂物含量、提高钢的纯洁度的用于制备高纯度不锈钢的电渣重熔四元渣系。

本发明的内容是：一种用于制备高纯度不锈钢的电渣重熔四元渣系，其特征是：所述四元渣系的组成和重量百分比例为CaF₂(氟化钙)50～65％、Al₂O₃(三氧化二铝)20～25％、CaO(氧化钙)10～25％、MgO(氧化镁)0～5％。

本发明的内容中：所述四元渣系的组成和重量百分比例较好的为CaF₂50％、Al₂O₃ 25％、CaO 20％、MgO 5％。

采用本发明制备高纯度12％Cr不锈钢电渣重熔钢锭，一般可以经如下步骤：

第一步，制备金属电极：采用“电弧炉+炉外精炼”冶炼方式生产电渣重熔所需金属电极；

第二步，渣料的制备及精炼熔铸：采用本发明内容所述的四元渣系电渣重熔；

所述渣料的制备可以是：按本发明内容所述取四元渣系各组分，其组成和重量百分比例为CaF₂(氟化钙)50～65％、Al₂O₃(三氧化二铝)20～25％、CaO(氧化钙)10～25％、MgO(氧化镁)0～5％，混合后在750～800℃的温度下进行烘烤、烘烤时间5～7小时(较好的为6小时)。

第三步，模内冷却及脱锭。

与现有技术相比，本发明具有下列特点：

(1)本发明通过提高渣子(即四元渣系)的碱度，增加渣子的表面张力及钢液界面表面张力，增大钢液与非金属夹杂物的润湿角，使得钢液对非金属夹杂物的润湿程度减弱，两者之间的界面张力增大，有利于钢中细小非金属夹杂物的聚集、长大与排除；同时，通过适当的增加CaO含量，降低CaF₂含量，也可增加渣子的粘度，减弱渣子的透气性，减缓大气中的氧在渣中的传递速度，从而达到提高钢的纯洁度的目的；

(2)采用本发明进行电渣重熔，可在无保护气氛条件下，有效降低钢中非金属夹杂物含量、提高钢的纯洁度，具有投资小、使用成本低、容易实现的特点，实用性强。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：

采用本发明四元渣系制备高纯度12％Cr不锈钢电渣重熔钢锭，包括下列步骤：