一种中频炉生产双相不锈钢CD3MN铸件的熔炼方法

摘要

本发明公开了一种中频炉生产双相不锈钢CD3MN铸件的熔炼方法，工艺稳定及操作简单，所生产的铸件含碳量低，无气孔，夹杂夹渣缺陷少，能满足使用要求，解决使用中频炉生产熔炼双相不锈钢CD3MN铸件熔炼技术难、铸件易气孔的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料冶炼技术，具体涉及一种中频炉生产双相不锈钢CD3MN铸件的熔炼方法。

背景技术

双相不锈钢指的是在它的固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，其中较少的相不应少于30%。在不锈钢家族中，双相钢虽然是最年轻的成员，但是，由于在含Cl^-介质中抗点腐蚀、抗缝隙腐蚀，特别是抗应力腐蚀的高能力及良好的力学性能和工艺性能，越来越得到重视和应用，广泛的应用于能源、化工容器、海洋工程、桥梁结构等工业领域。众所周知，我国是一个缺镍少铬且不锈钢废钢匮乏的国家，不锈钢产量的快速增长必然会加剧原材料等资源供应的紧张状况。因此，为降低铬镍的使用量，需开发低镍型甚至无镍型双相不锈钢，即增加氮元素或锰元素来代替镍元素，已成为新型双相钢发展的一个趋势。双相不锈钢CD3MN的含碳量≤0.03%，含氮量0.10―0.30%，在熔炼过程中需准确控制钢液中碳与氮含量，否则铸件就容易碳含量超标或产生气孔。

发明内容

为了解决使用中频炉生产熔炼双相不锈钢CD3MN铸件熔炼技术难、铸件易气孔的问题，本发明提供了一种中频炉生产双相不锈钢CD3MN铸件的熔炼方法，包括如下步骤：

步骤一、优化配料调控化学成分，利用Espy-Scheaffler相组织相图预测铁素体相与奥氏体相比列，使其达到理想的50:50；

步骤二、预先在炉底加生石灰和少量硅铁；

步骤三、送电对返回料，合金，辅料等炉料进行熔化，待大部分熔化后加入1.0-1.5%的造渣材料造渣覆盖钢液；

步骤四、待全部炉料熔清后，加入占钢水总量的1%石灰石沸腾除气，待钢水平稳后取样分析，并将功率降至40-60%扒渣，并另造新渣；

步骤五、新渣料化清后，将钢液温度控制1550-1580℃，并调整炉渣粘度，往炉渣面上分批加硅钙合金进行扩散脱氧，每次用量1.0-1.5Kg/T，时间间隔8-10min，保持时间40-50min；

步骤六、根据分析结果调整成分，按Ni、Mo、Cr、Mn、Si的顺序加入；

步骤七、待合金熔化后，升温至1600℃时，做圆杯试样，检查钢液脱氧情况；

步骤八、脱氧情况为良好时，加入氮化铬铁；

步骤九、待氮化铬铁熔清后，温度控制在1600℃以下出钢，将0.20%硅钡合金加0.1%稀土合金投入钢流中冲熔。

进一步的，还包括如下步骤：

步骤十、出钢结束后，加入0.1-0.15%的稻草灰，均匀覆盖在钢水表面；

步骤十一、采用氩气保护注流浇注。

进一步的，步骤三中的返回料、合金要求C≤0.03%，S、P≤0.02%，并做脱氢烘烤处理；辅料使用前烘烤处理。

进一步的，步骤五中硅钙合金Ca≥31%，Si=55-65%，S、P≤0.04%，粒度1mm以下。

进一步的，步骤九中的硅钡合金Ba=25-35%、Si=35-40%、Fe余量，合金块度约为10-20mm。

本发明的中频炉生产双相不锈钢CD3MN铸件的熔炼方法，工艺稳定及操作简单，所生产的铸件含碳量低，无气孔，夹杂夹渣缺陷少，能满足使用要求。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明。

本发明的中频炉生产双相不锈钢CD3MN铸件的熔炼方法，在中频炉熔炼使用优质含碳量低与含磷硫量低的原材料，将炉料熔清后，加入硅钙合金进行脱氧，取样，根据分析用氮化铬铁来调节氮含量。成分合格后出钢，温度控制在1600℃以下，浇注时采用氩气保护，减少钢液中含氮量的变化和二次氧化。

具体包括如下步骤：

【1】优化配料调控化学成分，利用Espy-Scheaffler相组织相图预测铁素体相与奥氏体相比列，使其达到理想的50:50。

【2】预先在炉底加生石灰，降低S、P等杂质，优化钢水质量；预先加少量硅铁，防止合金氧化。

【3】送电对返回料，合金，辅料等炉料进行熔化，待大部分熔化后加入1.0-1.5%的造渣材料造渣覆盖钢液，降低来自大气的吸氮量。

【4】待全部炉料熔清后，加入占钢水总量的1%石灰石沸腾除气，待钢水平稳后取样分析，并将功率降至40-60%扒渣，并另造新渣。

【5】新渣料化清后，将钢液温度控制1550-1580℃，并调整炉渣粘度，使其具有良好的流动性。往炉渣面上分批加硅钙合金进行扩散脱氧，每次用量1.0-1.5Kg/T，时间间隔8-10min，保持时间40-50min。

【6】根据分析结果调整成分，按Ni、Mo、Cr、Mn、Si的顺序加入。

【7】待合金熔化后，升温至1600℃时，做圆杯试样，检查钢液脱氧情况。

【8】脱氧情况为良好时，加入氮化铬铁。

【9】待氮化铬铁熔清后，温度控制在1600℃以下出钢，将0.20%硅钡合金加0.1%稀土合金投入钢流中冲熔。

【10】出钢结束后，加入0.1-0.15%的稻草灰，均匀覆盖在钢水表面。

【11】采用氩气保护注流浇注。

步骤【3】中的返回料、合金要求C≤0.03%，S、P≤0.02%，并做脱氢烘烤处理；辅料使用前也需烘烤处理。

步骤【5】中硅钙合金（Ca≥31%，Si=55-65%，S、P≤0.04%），粒度1mm以下。

步骤【9】中的硅钡合金（Ba=25-35%、Si=35-40%、Fe余量），合金块度约为10-20mm。

本发明采用的中频炉生产双相不锈钢CD3MN的熔炼方法，熔炼工艺稳定，操作简单，能够得到两相相比列好、耐蚀性高、综合性能优良并无气孔的不锈钢铸件。