[发明专利]制造具有所需的含量的锰、镍、钼的铁铬合金的方法

说明书

制造具有所需的含量的锰、镍和钼的铁铬合金的方法，包括提供包含含铁和铬的材料的团聚的或微细的进料材料以及下列中的至少一种的步骤：含锰原料、含镍原料和含钼原料，其含量足以提供0.0‑70.0重量％的锰含量；0.0‑50.0重量％的镍含量；任选的0.0‑40.0重量％的钼含量。因此，熔炼进料与还原剂和助熔剂材料一起熔炼，以获得具有所需的含量的锰、镍和钼的铁铬合金，其可用于例如制造不同不锈钢钢种。

本发明涉及一种制造具有所需的含量的锰、镍和钼的铁铬合金的方法。

在本文中，“所需的”是指由本方法得到的铁铬合金的组成。

不锈钢的主要成分是铁和铬，并且取决于不锈钢的类型，另外还有镍、锰和钼中的至少一种。不锈钢通常分为铁素体(例如AISI 400)，奥氏体(例如AISI 200、300)和双相系列。双相不锈钢具有来自铁素体和奥氏体钢的性能。不锈钢中的铬含量超过10.5重量％。某些钢种的不锈钢还包含锰，例如200系列，其中镍至少部分地被锰取代。锰源通常是锰铁合金、硅锰合金或电解锰。奥氏体300系列不锈钢中的镍含量最多为8-12重量％，但不同钢种之间存在差异。例如，在200系列中，镍含量较低，通常为0-7重量％，并且在某些特殊不锈钢中，最高为30重量％。镍是一种昂贵的原料，其可获量和价格随时间而变化。用于不锈钢制造中的镍源通常是耐酸废料、镍铁和纯镍阴极。

钢具有良好的可回收性，不锈钢制造的重要部分基于不锈钢和碳钢废料。然而，在本方法中，还需要关键元素的新鲜进料以获得所需的钢种并且用于稀释钢的再循环中富化的可能杂质。作为来自废金属的贫300系列不锈钢的熔炼配合料的例子可为如下：50重量％的300系列废料(18重量％的Cr、8重量％的Ni、1重量％的Mn)；30重量％的碳钢废料(主要是Fe)；14重量％的高碳FeCr(7重量％的C，65重量％的Cr)；4重量％的镍团块(主要是Ni)和1重量％的高碳FeMn(7重量％，65重量％的Mn)。该混合物的最后组成中有约18重量％的Cr、8重量％的Ni、1重量％的Mn和1重量％的C。

铬形成氧化铬表面膜，使不锈钢耐腐蚀。在高温下，铬也会增加抗鳞性(scalingresistance)。

镍稳定奥氏体结构并提高延展性，使不锈钢更容易成形。镍还提高高温强度和耐腐蚀性，特别是在工业和海洋环境、化学、食品和纺织加工行业。

锰在室温或接近室温下促进奥氏体的稳定性并改善热轧性能。添加最高2重量％的锰对强度、延展性和韧性没有影响。锰作为200系列钢种的奥氏体不锈钢中镍的部分或完全替代品是重要的。

钼提高耐腐蚀性、高温下的强度和抗蠕变性。特别是在氯化物环境中它扩大了钝态范围，抵消了形成凹痕的倾向。

本发明的一个目的是提供一种制造具有所需的含量的锰、镍和钼的铁铬合金的改进方法，其特征在于所需元素如铬、铁、锰、镍和钼的高回收率。

已经认识到，生产具有所需的含量的锰、镍和钼的铁铬合金是降低任何不锈钢的生产成本的最合理方式。电能消耗的最小化以及从工艺设备中获得最大容量改善了不锈钢生产的利润率和竞争力。与不锈钢合金化步骤中使用的典型资源相比，本发明能够使用更便宜的锰、镍和钼源。

已经发现，在生产团聚物时向含铁和铬的材料中添加含锰、镍和钼的原料有利于制造相应的热处理的团聚物和制造相应的铁铬锰镍钼合金。出于本描述的目的，在“具有所需的含量的锰、镍和钼的铁铬合金”中涉及的术语缩写为“FeCrMn”、“FeCrNi”、“FeCrMo”、“FeCrNiMo”、“FeCrMnMo”、“FeCrMnNi”和“FeCrMnNiMo”。铁铬合金通常还含有碳、硅以及在还原和高温条件下作为氧化物形式较不稳定并且在熔炼条件下不会蒸发的其他元素。

本发明涉及一种制造具有所需的含量的锰、镍和钼的铁铬合金的方法，其中该方法包括以下步骤：

-提供包含含铁材料和含铬材料和任选的含锰原料、任选的含镍原料和任选的含钼原料的进料混合物；