[发明专利]沉淀硬化马氏体不锈钢17-4PH冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明属于不锈钢冶炼领域，尤其涉及一种沉淀硬化马氏体不锈钢17-4PH冶炼工艺。

背景技术

17-4PH作为典型的沉淀硬化马氏体不锈钢，具有良好的耐腐蚀性，被广泛的应用于海洋平台、食品制造、航天等领域。通常的17-4PH冶炼采用AOD脱碳、还原精调合金出钢经弱搅拌后直接浇铸成电极坯的方式，这种生产方式下虽然碳得到了有效控制，但是钢中H、O、N含量较高，一般H在3-4ppm、氧在20-40ppm、N在100-200ppm之间，严重影响产品的使用性能，不能适应低气体低夹杂物的市场需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中17-4PH冶炼得到的钢中H、O、N含量较高严重影响产品使用性能的缺点而提供一种低气体含量、低夹杂物的沉淀硬化马氏体不锈钢17-4PH冶炼工艺。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种沉淀硬化马氏体不锈钢17-4PH冶炼工艺，该冶炼工艺的步骤如下：

步骤S01：采用五害元素较低的废钢、生铁作为电炉原料，电炉经过熔化、氧化前期低温脱磷，冶炼低磷、低五害的钢水，电炉出钢[C]≤0.05%、[P]≤0.003%，[As]≤0.010%,[Sn]≤0.006%,[Pb]≤0.005%,[Sb]≤0.005%,[Bi]≤0.005%，出钢过程按照吨钢2-3Kg铝铁进行脱氧避免溢渣；

步骤S02：采用中频炉熔化合金，如铬铁、镍或者铜板，与电炉初炼钢水勾兑；

步骤S03：对经步骤S02勾兑后钢液进入精炼炉进行还原脱硫，如下调整化学成分C:0.30-0.45%，Si: ≤0.50%，Mn:0.30-0.50%，P:≤0.025%，S:≤0.015%，Ni:3.00-5.00%，Cr:15.0-17.5%，Cu:3.00-5.00%，温度大于1600℃吊包扒渣后进入VOD；

步骤S04：将步骤S03处理后的钢液调入VD罐，取样分析碳、硅、锰、铬合金元素的含量，计算吹氧量，开始抽真空在真空度200mbar下开始下枪真空吹氧，吹氧结束后继续抽真空进行真空碳脱氧，一定时间后破空取样，再盖上罐盖抽真空至100mbar下加入石灰、硅铁、铝进行初步还原；

步骤S05：将步骤S04初步还原后的钢液吊回精炼炉继续还原脱氧，按照目标值精调成分；

步骤S06：将步骤S05精调钢水重新吊入VD罐进行最终的脱气，确保VD后定H≤2.0ppm，N≤100ppm；

步骤S07：将步骤S06弱搅拌时间、温度符合工艺的钢液转运到模铸浇钢车上，经过对车采用氩气保护浇铸成所需锭型的电极坯；

步骤S08：将步骤S07浇铸的电极坯按照脱模时间脱模，温度550-650℃进入退火炉退火或热送。

所述步骤S02中，按照C：0.3-0.40%，Cr：14-16%，Ni：4-5%，Cu：3-4%，Si≤0.50%进行计算配料，熔清后温度≥1630℃出钢与电炉初炼钢水勾兑。

所述步骤S03钢液吊入精炼炉按照石灰吨钢1-2kg，电石吨钢0.5-1.5kg，铝线吨钢1.5-2.5米进行脱氧脱硫，送电过程用Al粉1～3kg/t保持还原气氛，温度大于1630℃吊包扒渣；

所述步骤S04中下氧枪吹氧进入预吹阶段：初始流量吹2～3min，氧气压力≥0.8MPa，随着碳氧反应的进行进入主吹阶段，逐步降低设定真空度至100mbar；逐步提高氧气流量至1100Nm³/h；氩气流量参考40～60NL/min；逐步减低氧枪高度，根据CO浓度曲何罐内反应情况的信息确定停氧时机，吹氧结束后继续抽真空进行真空碳脱氧，10min后破空取样，再盖上罐盖继续抽100mbar真空度下加入石灰吨钢4-6kg、硅铁吨钢3-5kg、铝块吨钢0.5-1.5kg进行初步还原，保持10-20min破空，吊回精炼炉。

所述步骤S05按照C:0.03-0.05%，Si: 0.30-0.50%，Mn:0.30-0.50%，P:≤0.025%，S:≤0.010%，Ni:3.00-5.00%，Cr:15.0-17.5%，Cu:3.00-5.00%，Nb:0.15-0.45精调成分。

所述步骤S06中精调钢水温度1610-1630℃时吊入VD罐进行最终的脱气，在0.67mbar下保持15-20min，VD后要求定H≤2.0ppm，N≤100ppm，弱搅拌时间8min以上、温度1500-1530℃吊包浇钢。

所述步骤S07中镇静时间根据钢液温度≥5分钟，开浇温度1490℃-1515℃，采用模内充氩浇注。