[发明专利]一种双相不锈钢的铸坯的冶炼方法

说明书

本发明公开了一种双相不锈钢的铸坯的冶炼方法，属于不锈钢冶炼技术领域，解决了现有技术中的双相不锈钢的铸坯容易出现疏松、缩孔以及皮下气孔等缺陷的问题。该冶炼方法采用真空冶炼和气氛保护电渣重熔相结合的冶炼工艺，在真空熔炼过程中，控制氩气的分压高于大气压力，在电渣重熔过程中控制氩气的压力高于大气压。上述冶炼方法可用于双相不锈钢冶炼。

技术领域

本发明涉及一种不锈钢冶炼技术，尤其是提供了一种双相不锈钢的铸坯的冶炼方法。

背景技术

双相不锈钢的组织为奥氏体+铁素体双相组织，具有强度高、韧性好、耐点蚀性能和耐应力腐蚀性能优异的特点，使其成为未来不锈钢发展的重要钢种之一。

现有技术中，双相不锈钢中的合金元素含量高，尤其是氮元素的含量多在1500-3000ppm之间，甚至更高。氮元素的加入通常采用高压增氮或者直接加入高氮合金的方式。但是，无论采用上述哪种增氮方式，都会导致双相不锈钢的冶金质量难以控制，容易出现疏松、缩孔以及皮下气孔等缺陷。

中国发明专利申请CN102888550A公开了一种高纯洁度高氮双相不锈钢的冶炼方，通过真空熔炼钢水充氮精炼的复合工艺进行高纯洁度高氮双相不锈钢的冶炼，通过控制充氮时的氮压和充氮精炼时间来调节高氮双相不锈钢的氮含量。其增氮的技术核心充氮，解决了生产成本的问题，但是，其存在控制难度高、冶金质量不稳定等问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种双相不锈钢的铸坯及其冶炼方法，解决了现有技术中的双相不锈钢的铸坯容易出现疏松、缩孔以及皮下气孔等缺陷的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种双相不锈钢铸坯的冶炼方法，采用真空冶炼和气氛保护电渣重熔相结合的冶炼工艺，在真空熔炼过程中，控制氩气的分压高于大气压力，在电渣重熔过程中控制氩气的压力高于大气压。

进一步地，包括如下步骤：

步骤1：根据双相不锈钢铸坯的目标组成，计算常压下的极限氮含量，常压下的极限氮含量乘以修正值得到氮元素的实际加入的质量百分比，修正值为0.7～0.9，根据氮元素的实际加入的质量百分比计算得到氮化铬铁合金加入量；

步骤2：根据双相不锈钢铸坯的组成按质量百分比以及N元素的实际加入的质量百分比配制冶炼物料，对冶炼物料进行真空初炼，得到钢液；

步骤3：对钢液进行精炼；

步骤4：加压充入高于大气压的氩气；

步骤5：加入提高氩气分压的原料以及根据氮含量的实际加入重量百分比计算得到的氮化铬铁合金；

步骤6：控制钢液温度高于合金熔点，将钢液进行浇注成型，自然冷却，得到锭模；

步骤7：对锭模进行氮气保护电渣重熔。

步骤8：对电渣重熔后得到的钢液进行冷却凝固，得到双相不锈钢铸坯。

进一步地，步骤1中，常压下的极限氮含量的计算公式如下：

式中，为氮气分压，MPa，p⁰为标准大气压，MPa，为钢液中氮的活度系数；T为合金熔点，K；ω[m]为合金元素m的质量百分比，m为Cr、Ni、Mo、Mn、C、Si、P、S、Al、Ti、V、W、O中的至少一种；％N为常压下的极限氮含量。

进一步地，步骤2中，真空初炼包括如下步骤：将冶炼物料装入高氮钢多功能感应炉内，抽真空至真空度＜15Pa，加热冶炼物料至出现熔池，得到钢液。