[发明专利]一种超级双相不锈钢的熔炼方法

说明书

本发明属于铸造技术领域，主要涉及一种超级双相不锈钢的熔炼方法，由于超级双相不锈钢铬含量高、碳含量低，常规熔炼方法很难满足要求，本发明采用EAF炉+LF炉+VOD炉+LF炉的方式熔炼超级双相不锈钢，通过改变VOD吹氧温度、吹氧真空度以及使用氮气代替氮化铬铁等方法，并优化各炉的具体步骤及具体控制参数，最终在Cr元素没有氧化的情况下将C元素控制在0.03％以下，同时其余化学成分都符合标准要求，解决了冶炼超级双相不锈钢时关键过程中元素控制范围无法标准范围内的难题。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，主要涉及一种超级双相不锈钢的熔炼方法。

背景技术

双相不锈钢是指铁素体和奥氏体组织各占50％，最少相含量也要达到30％的不锈钢，它兼有铁素体和奥氏体不锈钢的优点。双相不锈钢的发展经历了三个阶段：第一阶段不含Mo低合金化的第一代双相不锈钢，以2304不锈钢为典型代表，这类不锈钢具有一定的耐腐蚀性，但不能用于腐蚀性较强的环境下；第二阶段是含Mo的标准双相不锈钢，以2205不锈钢为典型代表，性能比第一代双相不锈钢高很多，在工业上得到广泛应用；第三阶段是超级双相不锈钢，Cr、Ni含量显著高于标准双相不锈钢，以2507不锈钢最为典型，其耐腐蚀性能比标准双相不锈钢更高，主要用于海上石油平台、脱盐设备等特殊化工环境设备中。

超级双相不锈钢Cr、Ni、Mo及N含量比标准双相不锈钢要高很多，具体成分为：C≤0.03％、Si≤1.0％，Mn≤2.0％、P≤0.035％、S≤0.025％、Cr25.0～26.5％、Ni6.0～7.0％、Mo2.5～3.5％、N为0.12～0.25％、Cu≤0.5、Pre(耐点蚀当量)＞40，其中Pre＝Cr+3.3Mo+16N，即要求Cr、Mo、N三种元素在熔炼过程中控制到规范上限。由于Cr、Mo、N等元素的含量明显高于标准双相不锈钢，而且成品C≤0.03％，传统熔炼工艺很难在Cr含量如此高的情况下在真空条件下将C控制在0.03％以下；同时，超级双相不锈钢的N含量为0.12％～0.25％，若采用现有技术VOD炉后加入含N的合金，则加入量非常大，钢水温降过快，长时间送电会导致钢水C含量超标。所以如何将C含量控制在0.03％以下，同时VOD炉后N含量达到要求是丞待解决的难题。

发明内容

由于超级双相不锈钢铬含量高、碳含量低，常规熔炼方法很难满足要求，本发明提供一种超级双相不锈钢的熔炼方法，采用EAF炉+LF炉+VOD炉+LF炉的方式熔炼超级双相不锈钢，其中EAF炉为电弧炉，LF炉为精炼炉，VOD炉为真空精炼炉，通过改变VOD炉吹氧温度、吹氧真空度以及使用氮气代替氮化铬铁等方法，并优化各炉的具体步骤及具体控制参数，最终在Cr元素没有氧化的情况下将C元素控制在0.03％以下，同时其余化学成分都符合标准要求，解决了冶炼超级双相不锈钢时关键过程中元素控制范围无法标准范围内的难题。

一种超级双相不锈钢的熔炼方法，包括如下步骤：

备料：准备冶炼材料，所述冶炼材料包括废钢、生铁，所述废钢和所述生铁的加入比例为8:2；

EAF炉熔炼：在EAF炉中加入备料进行熔化，同时加入钢液总量的3％～5％的石灰，这样提前进行脱P；钢液的温度达到1620℃～1650℃后开始吹氧，吹氧的目的是进行脱碳，当脱碳量大于0.3％，将炉门倾斜30°进行流渣，流渣量大于钢渣总量的90％以上后停止流渣，然后加入钢液总量的2％～3％的石灰，继续进行吹氧直至钢液中的P元素含量小于或者等于0.005％，吹氧结束后确保炉内氧化渣去除量≥95％，这样可防止钢液回P；避渣出钢至LF炉中；即温度升至1650℃后等待5min，钢渣结壳后开始出钢，这样可以将氧化渣留在炉内，进一步防止后期在LF炉冶炼过程中钢渣中的P元素发生可逆反应重新回到钢液中，导致P含量增高。