專利名稱：一種雙相不銹鋼的錳合金化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙相不銹鋼的錳合金化方法，具體講是S32101雙相不銹鋼的錳
合金化方法。
背景技術(shù)：
S32101 (EN1. 4162)雙相不銹鋼是一種低鎳、低鑰、高錳、高氮經(jīng)濟(jì)型不銹鋼，被設(shè)計(jì)用于替代304型不銹鋼。雙相不銹鋼兼具鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，S32101與304不銹鋼比較，具有優(yōu)越的耐晶間腐蝕、耐氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂性能、耐點(diǎn)蝕和更高的強(qiáng)度，同時(shí)因鎳含量很低，因此具有較低的價(jià)格，在石油化工、橋梁制造、建筑屋頂?shù)阮I(lǐng)域得到越來(lái)越多的應(yīng)用。表1:S32101雙相不銹鋼和304不銹鋼的成分對(duì)比與304相比,S32101具有較高的猛、氮含量,鎳含量遠(yuǎn)低于304、且要求較低的碳含量。采用AOD工藝冶煉不銹鋼，為降低生產(chǎn)成本，一般使用高碳鉻鐵、高碳錳鐵進(jìn)行合金化。高碳合金需要在脫碳前期加入。比如在AOD冶煉中脫碳如分為6期，一般高碳合金在脫碳3期以前加入爐內(nèi)。S32101雙相不銹鋼產(chǎn)品要求[Mn] 4. 0_6. 0 %，按照現(xiàn)有雙相不銹鋼的錳合金化方法，需要在脫碳2、脫碳3期加入高碳錳鐵進(jìn)行合金化，熔池中[Mn]將達(dá)到約7%，而錳較碳更易氧化，將嚴(yán)重影響脫碳反應(yīng)的進(jìn)行，大大延長(zhǎng)脫碳時(shí)間，從而造成冶煉時(shí)間延長(zhǎng)、生產(chǎn)成本的大幅升聞。錳、鉻均為易氧化元素，在不銹鋼冶煉正常溫度1550-1700°C范圍內(nèi)，錳、鉻優(yōu)先于碳被氧化。S32101因具有較高的錳、鉻含量和較低的碳含量，因此脫碳難度遠(yuǎn)高于304。通常304不銹鋼平均供氧脫碳時(shí)間為35分鐘，而現(xiàn)有S32101雙相不銹鋼的錳合金化方法平均供氧脫碳時(shí)間太長(zhǎng)為110-120分鐘，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有S32101雙相不銹鋼的錳合金化方法的上述不足，本發(fā)明提供一種脫碳時(shí)間短的S32101雙相不銹鋼的錳合金化方法，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明是在S32101雙相不銹鋼冶煉過(guò)程中，使用不含碳的[Mn]彡99%的電解錳或使用[Mn] >95%的金屬錳鐵合金代替高碳錳鐵用于錳合金化；(脫碳期不加入錳鐵合金)，錳合金化采用的電解錳或金屬錳鐵合金，全部在還原期加入。
本S32101雙相不銹鋼的錳合金化方法包括的步驟為I AOD兌鋼、II AOD脫碳、鉻合金化與III還原、錳合金化，其特征是它(使用的)的錳合金化材料是在還原期全部加A (即只在還原期加入)，錳合金化材料是不含碳的錳含量> 99%的電解錳或不含碳的含猛量> 95%的金屬猛鐵合金。進(jìn)一步講，本S32101雙相不銹鋼的錳合金化方法包括下述依次的步驟步驟I AOD兌鋼將電爐熔化的不銹鋼母液兌入AOD爐，不銹鋼母液的成分的質(zhì)量百分比為C1. 2-2. 0% ；Si ( 0. 30% ；Mn 0. 2-1. 0% ；P ( 0. 030% ；S 彡 0. 030% ；Cr 18. 0-22. 0% ；Ni ^ 0. 30% ；Cu ^ 0. 20% ；其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。步驟11 AOD脫碳、鉻合金化由頂槍與側(cè)槍向熔池吹入氧氣與氮?dú)獾幕旌蠚膺M(jìn)行脫碳，脫碳期(按照冶煉控制模型計(jì)算結(jié)果，一般冶煉不銹鋼均有計(jì)算機(jī)控制模型參與計(jì)算控制，根據(jù)入AOD爐鋼液的成分、溫度來(lái)計(jì)算需要加入的合金料和造渣材料數(shù)量)加入石灰與輕燒白云石造渣，每噸鋼水加石灰121 ± 20kg，輕燒白云石30 ± 2kg，脫碳期每噸鋼水加45 ± 2kg高碳鉻鐵(Cr61% )，加入 10 ± Ikg 鎳豆(Ni99. 5% )。脫碳持續(xù)95±6分鐘，倒?fàn)t取樣分析鋼水成分，確認(rèn)熔池中鋼水碳含量達(dá)到0. 03%以下，脫碳期結(jié)束，進(jìn)入還原期；步驟III還原、 猛合金化進(jìn)入還原期，(按照冶煉控制模型計(jì)算結(jié)果)，加入低碳硅鐵(Si 76%)、電解錳(Mn 99%)、鑰鐵(Mo 55% )、石灰與螢石合金化，每噸鋼水的加入量分別為低碳硅鐵39±2kg、電解錳53±2kg、鑰鐵3. 6±0. 6kg、石灰6±0. 6kg與螢石19. 4±0. 6kg，先側(cè)吹氮?dú)馊缓笄袚Q氬氣進(jìn)行還原，還原時(shí)間為8-10分鐘，取樣分析，鋼水成分的質(zhì)量百分比達(dá)下述要求出鋼C 彡 0. 04 ；Si (1. 00 ；Mn 4. 0-6. 0 ；P ^ 0. 030 ；S ( 0. 005 ；Cr 21. 0-22. 0 ；Ni1. 35-1. 70 ；Cu 0. 1-0. 8 ；Mo 0. 1-0. 8 ；N 0. 20-0. 25 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。上述的S32101雙相不銹鋼的錳合金化方法，其特征是步驟II AOD脫碳、鉻合金化時(shí)，由頂槍與側(cè)槍向熔池吹入氧氣與氮?dú)獾幕旌蠚庵校鯕?氮?dú)馀浔葟? :1到1: 5隨脫碳進(jìn)程調(diào)節(jié)。上述的S32101雙相不銹鋼的錳合金化方法，其特征是步驟III還原、錳合金化先側(cè)吹氮?dú)馊缓笄袚Q氬氣進(jìn)行還原，側(cè)吹氮的時(shí)間不超過(guò)6分鐘。上述的S32101雙相不銹鋼的錳合金化方法，其特征是步驟II AOD脫碳、鉻合金化中分為六個(gè)脫碳期，六個(gè)脫碳期每噸鋼水所加的原料分別為脫碳I期加石灰30 ± 2kg，加輕燒白云石12 ± 2kg ；脫碳2期加石灰18 ± 2kg，加輕燒白云石6±0. 5kg，高碳鉻鐵24± 2kg ；脫碳3期加石灰18 ± 2kg，加輕燒白云石6 ±0.5kg t，高碳鉻鐵21 ± 2kg ;脫碳4期加石灰18 ± 2kg，加輕燒白云石6±0. 5kg ；脫碳5期加石灰18 ± 2kg，加鎳豆10. 8±4kg ;
脫碳6期加石灰18 ± 2kg。本發(fā)明優(yōu)化調(diào)整了錳合金化的方法，將錳鐵合金由高碳錳鐵改為不含碳的[Mn] ^ 99%電解錳(亦可使用[Mn]彡95%的金屬錳)，因而錳合金可以在脫碳結(jié)束的還原期加入。因脫碳期熔池中錳含量在0.6%以下，避免了熔池中錳含量高而造成脫碳困難，從而實(shí)現(xiàn)縮短脫碳時(shí)間的目的。本發(fā)明與現(xiàn)有雙相不銹鋼的錳合金化方法的對(duì)比見(jiàn)表2。表2 :本發(fā)明與現(xiàn)有工藝錳合金化方法對(duì)比
錳合金加入時(shí)間
使用錳合金
___脫碳2期脫碳3期還原期
現(xiàn)有工藝高碳錳鐵__50%__50%__微調(diào)
本發(fā)明__電解猛或金屬鏡__0__0__100%本發(fā)明根據(jù)S32101不銹鋼的成分特點(diǎn)，用電解錳替代高碳錳鐵用于錳合金化，在脫碳期不加入錳鐵合金，電解錳全部在脫碳結(jié)束后的還原期加入，避免了原工藝脫碳過(guò)程中因熔池中錳含量高而造成的脫碳困難，可縮短脫碳時(shí)間15-20分鐘，脫碳時(shí)間由現(xiàn)有方法的110-120分鐘/爐，縮短15-20分鐘達(dá)到90-100分鐘/爐，從而提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的具體實(shí)施方式
不局限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例使用原料電爐預(yù)熔不銹鋼母液、高碳鉻鐵、鎳豆、電解錳、煉鋼石灰、螢石塊、低碳娃鐵、鑰鐵、聞壓氧氣、聞壓氣氣、聞壓気氣；反應(yīng)容器180噸AOD氬氧爐冶煉產(chǎn)品S32101雙相不銹鋼本實(shí)施例的步驟是步驟1:A0D兌鋼將電爐熔化的165噸的不銹鋼母液兌入AOD爐，不銹鋼母液的成分的質(zhì)量百分比為C1. 35 ；Si 0. 30 ；Mn 0. 50 ；P 0. 030 ；S 0. 025 ；Cr 20. 80 ；Ni 0. 30 ；Cu 0. 20 ；其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。步驟2 :AOD脫碳、鉻合金化由頂槍與側(cè)槍向熔池吹入(氧氣+氮?dú)?的混合氣進(jìn)行脫碳，(氧氣/氮?dú)馀浔葟? :1到1: 5隨脫碳進(jìn)程調(diào)節(jié))，脫碳期(按照冶煉控制模型計(jì)算結(jié)果)加入20噸石灰與5.0噸輕燒白云石造渣，脫碳過(guò)程加入7. 5噸高碳鉻鐵(Cr 61%)與1. 8噸鎳豆(Ni99. 5% )六個(gè)脫碳期所加的原料分別為
脫碳I期加石灰5. Ot，加輕燒白云石2. Ot ；脫碳2期加石灰3. 0t，加輕燒白云石1. Ot,高碳鉻鐵4. Ot ；脫碳3期加石灰3. 0t，加輕燒白云石1. 0t，高碳鉻鐵3. 5t ；脫碳4期加石灰3. 0t，加輕燒白云石1. Ot ；脫碳5期加石灰3. 0t，加鎳豆1. 8t ；脫碳6期加石灰3. Ot;脫碳持續(xù)95分鐘，倒?fàn)t取樣分析鋼水成分，確認(rèn)熔池中鋼水碳含量達(dá)到0. 03%以下，脫碳期結(jié)束，進(jìn)入還原期；步驟3:還原、猛合金化進(jìn)入還原期，(按照冶煉控制模型計(jì)算結(jié)果)，加入6. 5t低碳硅鐵(Si76%)、8.8t電解錳(Mn 99% )、0. 6t鑰鐵(Mo 55% )U.0t石灰與3. 2t螢石，側(cè)吹氮?dú)?分鐘、然后切換吹氬氣3分鐘進(jìn)行還原，還原時(shí)間共8分鐘，倒?fàn)t取樣分析鋼水成分，鋼水成分的質(zhì)量百分比達(dá)下述要求出鋼C 0.035; Si 0. 60 ； Mn 4. 50 ； P 0. 025 ；S 0. 004 ； Cr 21. 80 ； Ni1. 45 ； Cu 0. 18 ；
`
Mo 0. 4 ； NO. 22 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種雙相不銹鋼的錳合金化方法，它是S32101雙相不銹鋼的錳合金化方法，它包括I AOD兌鋼、IIAOD脫碳、鉻合金化與III還原、錳合金化，其特征是它的錳合金化材料是在還原期全部加入即只在還原期加入，錳合金化材料是不含碳的錳含量>99%的電解錳或不含碳的含猛量> 95%的金屬猛鐵合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼的錳合金化方法，其特征是它的步驟特征為 IAOD兌鋼 將電爐熔化的不銹鋼母液兌入AOD爐，不銹鋼母液的成分的質(zhì)量百分比為C1. 2-2. 0% ；Si ( O. 30% ；Mn O. 2-1. 0% ；P ( O. 030% ；S ^ O. 030% ；Cr 18. 0-22. 0% ；Ni ( 0. 30% ；Cu ( 0. 20% ； 其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)； IIAOD脫碳、鉻合金化 由頂槍與側(cè)槍向熔池吹入氧氣與氮?dú)獾幕旌蠚膺M(jìn)行脫碳，脫碳期加入石灰與輕燒白云石造洛，每噸鋼水加石灰121 土 20kg,輕燒白云石30 土 2kg，脫碳期每噸鋼水加45 土 2kg高碳絡(luò)鐵，加入10 土 Ikg鎮(zhèn) ； 脫碳持續(xù)95±6分鐘，倒?fàn)t取樣分析鋼水成分，確認(rèn)熔池中鋼水碳含量達(dá)到O. 03%以下，脫碳期結(jié)束，進(jìn)入還原期； III還原、猛合金化 進(jìn)入還原期，加入低碳硅鐵、電解錳、鑰鐵、石灰與螢石合金化，每噸鋼水的加入量分別為低碳娃鐵39±2kg、電解猛52±2kg、鑰鐵3. 6±0. 6kg、石灰6±0. 6kg與螢石19.4±0. 6kg，先側(cè)吹氮?dú)馊缓笄袚Q氬氣進(jìn)行還原，還原時(shí)間為8-10分鐘，取樣分析，鋼水成分的質(zhì)量百分比達(dá)下述要求出鋼C ≤ O. 04 ；Si ≤1. 00 ；Mn 4. 0-6. O ；P ≤ O. 030 ；S ≤ 0. 005 ；Cr 21. 0-22. 0 ；Ni1. 35-1. 70 ；Cu 0. 1-0. 8 ； Mo 0. 1-0. 8 ；N 0. 20-0. 25 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙相不銹鋼的錳合金化方法，其特征是步驟IIAOD脫碳、鉻合金化時(shí)，由頂槍與側(cè)槍向熔池吹入氧氣與氮?dú)獾幕旌蠚庵校鯕?氮?dú)馀浔葟? :1到1 5隨脫碳進(jìn)程調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的雙相不銹鋼的錳合金化方法，其特征是步驟III還原、錳合金化先側(cè)吹氮?dú)馊缓笄袚Q氬氣進(jìn)行還原，側(cè)吹氮的時(shí)間不超過(guò)6分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的雙相不銹鋼的錳合金化方法，其特征是步驟IIAOD脫碳、鉻合金化中分為六個(gè)脫碳期，六個(gè)脫碳期每噸鋼水所加的原料分別為 脫碳I期加石灰30 ± 2kg，加輕燒白云石12 ± 2kg; 脫碳2期加石灰18 ± 2kg，加輕燒白云石6±0. 5kg，高碳鉻鐵24± 2kg ； 脫碳3期加石灰18 ± 2kg，加輕燒白云石6±0. 5kg t，高碳鉻鐵21±2kg ; 脫碳4期加石灰18 ± 2kg，加輕燒白云石6±0. 5kg ； 脫碳5期加石灰18 ± 2kg,加鎳豆10. 8±4kg ； 脫碳6期加石灰18 ± 2kg。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙相不銹鋼的錳合金化方法，其特征是步驟IIAOD脫碳、鉻合金化中分為六個(gè)脫碳期，六個(gè)脫碳期每噸鋼水所加的原料分別為脫碳I期加石灰30 ± 2kg，加輕燒白云石12 ± 2kg ；脫碳2期加石灰18 ± 2kg，加輕燒白云石6±0. 5kg，高碳鉻鐵24± 2kg ；脫碳3期加石灰18 ± 2kg，加輕燒白云石6 ±O. 5kg t，高碳鉻鐵21 ± 2kg ；脫碳4期加石灰18 ± 2kg，加輕燒白云石6±0. 5kg ；脫碳5期加石灰18 ± 2kg,加鎳豆10. 8±4kg ； 脫碳6期加石灰18 ± 2kg。
全文摘要
一種雙相不銹鋼的錳合金化方法，它包括I AOD兌鋼、II AOD脫碳、鉻合金化與III還原、錳合金化；它的錳合金化材料是在還原期全部加入，錳合金化材料是不含碳的錳含量≥99％的電解錳或不含碳的含錳量≥95％的金屬錳鐵合金。步驟特征為I AOD兌鋼將電爐熔化的不銹鋼母液兌入AOD爐；II AOD脫碳、鉻合金化向熔池吹入氧氣與氮?dú)獾幕旌蠚膺M(jìn)行脫碳，脫碳期加入石灰與輕燒白云石造渣，脫碳期加高碳鉻鐵與鎳豆；III還原、錳合金化加入低碳硅鐵、電解錳、鉬鐵、石灰與螢石合金化，先側(cè)吹氮?dú)馊缓笄袚Q氬氣進(jìn)行還原，鋼水成分的質(zhì)量百分比達(dá)要求出鋼。本雙相不銹鋼的錳合金化方法高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C22C33/04GK103031482SQ20111030602
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者劉衛(wèi)東 申請(qǐng)人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司