[发明专利]316LN核电用奥氏体不锈钢的生产方法

说明书

技术领域：

本发明系冶金技术领域，具体的说是涉及316LN核电用奥氏体不锈钢及其冶炼、热成型、热处理的工艺。

背景技术：

随着我国经济的不断发展，节约能源和调整能源结构已成为新世纪中国能源发展的战略重点，积极推进核电发展已成为中国未来电力发展的一项重大措施。316LN核电用奥氏体不锈钢是核电用钢材，这种钢属于超低碳、高氮含量品种，在操作过程中碳和氮的平衡控制十分困难。由于核电用钢技术含量极高，世界上只有极少数企业能够进行产业化生产，目前我国核电设备制造厂都面临核电材料采购受制于国外的困境，并已成为制约我国核电产业发展的一大阻碍，核电材料国产化是一项迫在眉睫的重大任务。

发明内容：

通过对316LN核电用奥氏体不锈钢材料的化学成分的优化，冶炼、热加工、热处理的改进，研制出316LN核电用奥氏体不锈钢材料，其化学成分(Wt/％)：

316LN核电用奥氏体不锈钢的生产工艺，包括冶炼浇注成钢锭、锻造钢锭成锻件和对锻件进行性能热处理。其中：

1、冶炼工艺：

EAF(电弧炉)冶炼：

氧化期：P脱至≤0.008％、脱C量≥0.40％；

还原期：P≤0.013％，S≤0.008％，C0.6～1.2％，其它成分达到上表中化学成分规定的要求；

VODC真空精炼：

VOD阶段：真空度80～120mbar，吹氧流量550M³/h，吹氩流量5M³/h，将C脱至≤0.01％；

VCD阶段：真空度≤2mbar，抽真空时间10～15分钟，吹氩流量5M³/h将C脱至≤0.008％；

VOH阶段：按钢水重量加入1％铝提高250℃计算，升温至1650～1670℃，吹氧速度500～600M³/h，真空度350～450mbr，Ar流量5M³/h；

VD阶段：真空度≤1.5mbar，抽真空时间12～15分钟，吹氩流量5M³/h使O≤30ppm、H≤1.5ppm，净化钢水、降低非金属夹杂物。

2、锻造工艺：

锻造温度范围1160～850℃；

总锻造比≥4；

每火次变形量≥30％；

锻后及时退火：退火工艺730℃～750℃×2.5分钟/毫米空冷。

3、性能热处理：

淬火温度1040～1150℃，保温时间按锻件截面厚度1.2～1.5分钟/毫米计算，油冷至≤70℃时，出油空冷；

回火温度：650～680℃，保温时间按锻件截面厚度2.5～2.8分钟/毫米。

具体实施方式

(一)化学成分优化

316LN核电用奥氏体不锈钢材料的化学成分(Wt/％)：

316LN核电用奥氏体不锈钢的生产工艺，包括冶炼浇注成钢锭、锻造钢锭成锻件和对锻件进行性能热处理。

(二)冶炼

1、原材料选用原生态新料或S、P均不大于0.30％的军工、核电、医疗用纯净优质废钢、合金材料选用国家标准规定的最高级别合金材料。

2、EAF电弧炉炼钢：

氧化初期：熔池温度1560℃，氧气压力0.3mpa，脱P至≤0.008％，并伴加0.5％矿石助脱P；

氧化期：熔池温度1600℃，氧气压力1.00～1.5mpa，脱C量≥0.40％；

还原期：当C0.60～1.10％，熔池温度大于1650℃时，停止吹氧，调整Cr、Ni、Mo、W、V、Nb等合金成分，并加入4～6Kg/t砖钙还原。当炉渣呈褐色时，扒出渣量的50％后充分还原10分钟后搅拌，取样分析C0.60～1.10％，P≤0.013％，S≤0.008％，其余成分控制在规定要求。当熔池温度大于1700℃时转入中间包，并在中间包内扒除全部炉渣，残余渣量≤1.5Kg/t。

3、VODC真空脱气精炼炉精炼：

炉外精炼是该钢铁生产流程中重要的工艺环节，通过VODC真空脱气精炼炉中精炼能显著提高钢水质量和生产效率，并在流程中起缓冲调节作用，其中：

VOD阶段：真空度80～120mbar，吹氧流量550M³/h，吹氩流量5M³/h，将C脱至≤0.01％；