[发明专利]一种超低碳13Cr不锈钢的冶炼方法

说明书

本发明公开了一种超低碳13Cr不锈钢的冶炼方法，所述超低碳13Cr不锈钢中C元素的质量百分含量≤0.03％，Cr元素质量百分含量为12.5‑13.5％；所述冶炼方法不具有钙处理步骤，所述冶炼方法包括步骤：(1)钢液先经过扒渣后进行VOD冶炼；(2)真空脱碳；(3)真空造渣和脱氧：炉渣碱度为5‑10，炉渣中CaO与Al₂O₃的质量比为1.6‑2.4；(4)破空：在该步骤喂入铝丝；(5)真空处理；(6)二次破空。相应地，本发明还公开了一种超低碳13Cr不锈钢，其采用上述的冶炼方法进行冶炼。本发明所述的冶炼方法在不走钙处理的工艺路径前提下，实现Ds夹杂和钢液氧含量的稳定控制，并顺利浇铸成钢。

技术领域

本发明涉及一种冶炼方法，尤其涉及一种钢种的冶炼方法。

背景技术

13Cr油套管不锈钢主要涉及L80-13Cr、BG13Cr-110、BG13Cr-95S和BG13Cr-110S等4个马氏体不锈钢范畴的牌号钢种。L80-13Cr是适用于湿CO₂环境下的一种典型的油套管产品，具有很好的耐CO₂腐蚀性能。超低碳13Cr(主要钢种BG13Cr-95S和BG13Cr-110S)是由L80-13Cr发展而来，C含量进一步降低，一般要求小于等于0.03％，合金成分进一步优化、综合力学性能得到提高、耐腐蚀性好。

公开号为CN101397637，公开日为2009年4月1日，名称为“13Cr高抗二氧化碳和微量硫化氢腐蚀油套管用钢及其制造方法”的中国专利公开了一种13Cr高抗二氧化碳和微量硫化氢腐蚀油套管用钢及其制造方法，然而该专利所公开的技术方案中并未涉及对如何冶炼此钢种进行具体说明。

由于该专利文献碳含量要求低，冶炼方法可参考超纯铁素体不锈钢VOD冶炼法，但此专利涉及的钢种对夹杂物及氧含量的要求远远高于超纯铁素体不锈钢，一般要求点状或称为颗粒状Ds夹杂直径小于30μm，氧含量稳定小于等于35ppm，另外，为了提高抗侵蚀能力，该专利涉及的钢种夹杂物中的氧化钙含量需越低越好。

常规的超纯铁素体不锈钢VOD冶炼方法为：VOD处理前先扒渣，VOD处理开始的温度为1580-1600℃，以保证吹氧后钢水温度在1720℃左右(不宜过高或过低)。钢包就位后，调整好氩气，流量控制在30～50NL/min，以氩气搅拌刚刚裸露出钢液面为宜(此为扒渣后裸露面)。VOD处理钢水量需控制钢包自由空间控制在1000～1200mm，VOD吹氧总量以LF后成分为准进行计算，停吹氧后，则需进一步自由脱碳VCD处理，一般要求大于10min。随后开始还原操作，采用一定比例硅铁及铝块对钢水进行还原，加入一定量的石灰、白云石、萤石调渣，炉渣碱度及CaO与SiO₂含量比例控制1.0-3.5，属中低碱度渣，加入时根据钢渣实际情况按比例进行调整。还原阶段在高真空条件下维持10min以上以确保脱氧和去除夹杂物。还原期结束后破空，进行合金微调，含氮钢种需吹氮或加入含氮合金增氮。最后调整铝含量并钙处理，经弱搅拌15min后浇铸。

如上所述常规的纯铁素体不锈钢VOD冶炼方法有以下缺点：

1)工艺路径必须经过钙处理，否则在生产过程中易因夹杂物问题造成连铸中间包水口堵塞，而钙处理后Ds夹杂控制难度加大，Ds夹杂经常大于30μm，会在材质上产生微小裂纹，从而降低了材质的抗侵蚀能力，同时，钙处理后夹杂物钙含量增大，也降低材质的抗侵蚀能力；

2)由于炉渣氧含量高，冶炼过程氧含量不易精确控制，经常氧含量大于50ppm，影响了钢的纯净度。

鉴于此，期望获得一种冶炼方法，克服常规技术的以上缺点，冶炼获得一种性能优良的超低碳13Cr不锈钢，该冶炼方法工艺简单，可以不经钙处理稳定浇铸获得。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种超低碳13Cr不锈钢的冶炼方法，在不走钙处理的工艺路径前提下，实现Ds夹杂和钢液氧含量的稳定控制，并顺利浇铸成钢，从而提高超低碳13Cr不锈钢在使用过程的抗侵蚀能力，延长其使用寿命。