专利名称：使用中频炉熔炼超级第三代双相不锈钢的方法
技术领域：
本发明属于金属材料的冶炼技术类。它具体涉及ー种使用普通设备熔炼超级第三代双相不锈钢的方法。
背景技术：
随着近世纪エ业的发展，各种新技术、新エ艺、新材料不断涌现。不锈钢就是ー种典型的正在不断发展着的新型高级合金材料。普通双相不锈钢是指它的金相组织为铁素体固溶相和奥氏体固溶相两相组成，这ニ个相中，较少的相，其含量也不应低于40%。通过正确控制化学成份和热处理工艺，使奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接特性与铁素铁不锈钢所具有的高強度和耐氯化物应カ腐蚀性能结合在一起，使双相不锈钢有更好的不锈、耐蚀和力学性能。不仅如此，它还具有导热系数大、线膨胀系数小等优良综合特性。普通双相不锈钢在技术上的发展大体分为三个阶段第一代双相不锈钢是上世纪四十年代由美国开发的。但由于它的含碳量较高O. 1% C)，其焊接时会失去相平衡， 沿晶粒边界析出碳化物，使上述双相不锈钢综合性能下降；第二代不锈钢是经德、英、法、瑞典和前苏联进一歩研究，使双相不锈钢的成分在超低碳O. 03C%)条件下再增加氮就能减轻铬、镍等元素在双相中浓度分布的差异，从而明显的进一步提高其耐蚀性；第三代双相不锈钢是在上世纪八十年代开始发展至今，它是在第二代双相不锈钢的基础上，提高其钥含量达4%和氮含量最高达到0.3%，并根据不同需要，研制出多种双相不锈钢牌号，使其形成耐应カ腐蚀、耐孔蚀、耐缝隙腐蚀、耐疲劳腐蚀、耐磨损腐蚀更好的多个品种的所谓超级双相不锈钢。目前，这种超级双相不锈钢近十年在炼油、石化、造纸、化肥、轻エ、食品、能源、特别是除硫环保设备制造等エ业领域应用得十分广泛，井能制造出多种复杂异形铸件。由于技术难度高，世界上只有极少数国家能生产该种材质的铸件。美国乔斯林钢公司研制成功世界第一台15t的AOD炉(ArgonOxyenDecarbari-Lation)。它使用的是IS氧脱碳法，此法是从炉侧壁风ロ吹入被氩稀释了的氧气，此种措施能确保吹入炉内的氧气全部參与反应。气体以高速吹入熔池深处，能使钢液和炉渣充分混合，増加了溶池中的反应速度，因而在短时间里就能使高铬钢液顺利地脱碳至极低，而金属则不致过分氧化。目前在国内生产不锈钢铸件的企业一般都没有AOD炉，因其价格昂贵，购一台进ロ的2t生产率的AOD炉就需2000万左右人民币。此后，国外及国内少数エ厂又使用电孤炉-AOD炉双联或中频电炉(或电孤炉)-VOD炉生产此钢种。只使用普通中频电炉和一般技术是不能生产出此类合金符合用户要求的铸件，当前，天津市的企业对此类合金的中大型铸件生产就是空白。天津市东瑞钢铁铸造有限公司从2007年开始，接受采购商德国伊伯罗(北京)公司的这种超级耐蚀双相不锈钢材质大型电厂除硫泵阀体和蝶板铸件产品的订货，该产品重200-1200公斤，尺寸约Φ 350- Φ 2000毫米左右，属于高強度、超耐腐蚀和耐磨材料，其技术要求极严格，不准许出现裂纹、气孔、缩孔、缩松、砂孔等缺陷。对于面前技术条件柯刻、エ艺难度极高的现实且经济条件并不充分的情况下正呼唤着ー种新的エ艺方法的出现。
发明内容
本发明的目的是为解决使用AOD炉熔炼不锈钢产品成本太高的问题特
提出本方案-使用中频炉熔炼超级第三代双相不锈钢的方法。它能使用普通设备加上
特殊的技术措施做出高质量要求的第三代双相不锈钢产品零件，它具有经济效果突出的特点。
按如上构思本发明所提出的使用中频炉熔炼超级第三代双相不锈钢的方法，其特征是采用了如下的技术措施①采用了烧结镁铝尖晶石砂MAS-50和电熔镁铝尖晶石砂各50 %，混料制成复合碱性耐火材料的炉衬，粒度尺寸为O 30mm,其中< I. Omm者不得超过5% ;②经其炉底加装吹氩装置，在修砌中频炉底时安装可快速装拆的中性耐火材料的弥散型透气砖，使吹氩气泡分散性高。③熔炼时用快速热电偶测温，当钢液温度达1560 1580°C时从炉底的吹氩装置喷氩，气源压カ为P = O. 01 O. 02MPA,使喷气压力能吹动炉内钢液，液面有微微翻动，吹氩时间为10-20分钟；④使用了 316L回炉料或超级第三代双相不锈钢回炉料为主合计占40-60 %左右，加配纯铁及其他炉料60-40 %左右；⑤经熔化吹氩气精炼熔炼后，用取样器取出钢液做光谱分析其成份，用含氮量在3 5%的氮化铬铁增氮达到要求值氮含量为O. 12 O. 22%，用炉前光谱仪测定至合格成分出钢；⑥使用能保证了钢液纯净性的底注式的碱性自发热包衬钢包承接熔化的钢液。采用本方案能体现如下的优越性①本方案的特色是用普通中频炉代替了价格高昂的AOD炉，克服了柯刻技术难度和严格的エ艺条件，使得大大降低了成本，有极高的经济效果；②本方案采用了炉底吹氩精炼，它采用了中性耐火材料制成的弥散型透气砖使炉底吹氩措施可以实现！③在熔炼时掌握钢液在1560 1580°C时吹氩，压カ在P = 0.01
0.02MPA，吹10 20分钟，使钢液面出现微微翻动即可；④炉料的成分也要严格控制，以316L回炉料或超级第三代双相不锈钢回炉料为主，合计占40%-60左右，加配纯铁及其他炉料60%-40左右，其它炉料都应做除油除污处理；⑤必须使用底注式的碱性自发热包衬钢包来传递钢水，保证了钢水的纯净；⑥由于严格要求エ艺条件就能在简单设备上生产出高级产品，形成可观的经济效益。
具体实施例方式本发明是为解决在简单条件下能生产熔炼出高级合金材料，它使用了普通的中频电炉，再加上关键的技术措施，该技术措施包括炉衬采用烧结镁铝尖晶石砂MAS-50和电熔镁铝尖晶石砂各50%，混料制成复合碱性耐火材料的炉衬，粒度组为O 30_，其中< I. Omm者不得超过5%。炉底加装吹氩装置，吹氩用中性耐火材料的弥散型透气砖，使吹氩气泡分散性高。熔炼时当钢液温度达1560 1580°C时从炉底的吹氩装置喷氩，手控氩气供气压カ为P = O. 01 O. 02MPA，使喷气压力能吹动炉内钢液，液面有微微翻动，吹IS时间为10-20分钟。使用了 316L回炉料或超级第三代双相不锈钢回炉料为主,合计占40-60 %左右，加配纯铁及其他炉料60-40 %左右；熔化吹氩后，做炉前光谱分析成份，用含量在3-5%氮化铬铁增氮达到要求值。钢水出炉后必须用底注式的碱性自发热衬钢包承接熔化的钢液，以保证钢液的纯净。以熔制德国牌号I. 4469熔炉装入的配料举例金属铬15%，纯铁24. 5，316L回炉料48 %，镍板2. 2 %，75硅铁O. 3 %，钥铁5 %，电解铜板1.2%。再加入含5 %氮的氮化铬铁2. 8%。我国目前尚无第三代双相不锈钢的标准，只能向德国的产品标准靠拢，德国牌号
1.4469，上述配料，其获得钢液化学成分为C彡O. 03%, Si ( I. 0%，Μη ( I. 0%，P彡O. 035%,S 彡 O. 025%, Ni6-8%, Cr25-27%, Mo3_5%，NO. 12-0. 22%, Cul. 2-1. 3%。
经长期、多次的实验，再加上严格的エ艺条件控制，在普通中频炉上熔炼出高 级的第三代双相不锈钢材料，在生产中显示了明显的经济效益，为铸造界做出巨大贡献。
权利要求
1.ー种使用中频炉熔炼超级第三代双相不锈钢的方法，它使用中频电炉，其特征是采用了如下的技术措施 ①采用了烧结镁铝尖晶石砂MAS-50和电熔镁铝尖晶石砂各50%，混料制成复合碱性耐火材料的炉衬，粒度尺寸为0 30mm,其中< I. Omm者不得超过5% ; ②经其炉底加装吹氩装置，在修砌中频炉底时安装可快速装拆的中性耐火材料的弥散型透气砖，使吹氩气泡分散性高。
③熔炼时用快速热电偶测温，当钢液温度达1560 1580°C时从炉底的吹氩装置喷氩气，气源压カ为P = 0. 01 0. 02MPA，使喷气压力能吹动炉内钢液，液面有微微翻动，吹氩时间为10-20分钟； ④使用了316L回炉料或超级第三代双相不锈钢回炉料为主，合计占40-60 %左右，カロ配纯铁及其他炉料60-40 %左右； ⑤经熔化和将钢液吹氩气精炼后，用取样器取出钢液做光谱分析其成份，依测得的成份，算出用含氮量3 5%的氮化铬铁所需量，使钢液增氮达到要求氮含量值为0. 12 0.22%，用炉前光谱仪測定至合格成分出钢； ⑥使用能保证了钢液纯净性的底注式的碱性自发热包衬的钢包承接熔化的钢液。
全文摘要
本发明属于金属材料的冶炼技术类。为解决使用AOD炉熔炼第三代不锈钢操作成本太高的问题特提出本方案——使用中频炉熔炼超级第三代双相不锈钢的方法。它是使用普通的中频电炉，使用烧结镁铝尖晶石砂MAS-50和电熔镁铝尖晶石砂各50％混料复合碱性耐火材料的炉衬，在炉底装中性耐火材料的弥散型透气砖，在钢液温度在1560～1580℃时吹氩10～20分钟，在炉前检测成分，用含量在3～5％氮化铬铁增氮调节氮含量，出钢水后必须用碱性自发热包衬钢包承接熔制合格的钢液。经严格掌握工艺操作条件在普通的中频电炉中熔炼出第三代双相不锈钢产品。显示出极高的经济效益，为铸造行业做出技术领先的贡献。
文档编号C21C7/072GK102660663SQ20121017031
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者丁明生, 庞凤荣 申请人:天津市东瑞钢铁铸造有限公司