專利名稱：難加工高合金不銹鋼的電渣重熔方法及用于該方法的電渣重熔渣系的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種冶金熔煉領域，特別涉及一種難加工高合金不銹鋼的電渣重熔方法及用于該方法的電渣重熔渣系。
背景技術：
高合金不銹鋼與現(xiàn)有普通不銹鋼相比，Cr、Ni、Mo、Cu、N等元素含量更高，由于其具有良好的力學和物理性能和優(yōu)異的耐腐蝕性能，并且能夠進行冷、熱變形及焊接加工以生產出不同形態(tài)的材料，其常用于對腐蝕要求比較苛刻并且普通不銹鋼難以承受的場合， 比如高濃度氯離子介質或海水甚至深海環(huán)境、高硫燃煤工廠的煙氣脫硫環(huán)境，在一些海洋和化工環(huán)境中可作為鎳基合金的一種經(jīng)濟型替代品。高合金不銹鋼主要用來制作板式換熱器、煙氣脫硫裝置、海水處理裝置、造紙工業(yè)設備、波紋管膨脹節(jié)補償器、反應容器以及油氣工業(yè)中的海底控制管線、閥門、油井管線等。隨著合金元素含量的提高，尤其Cr、Mo、Cu、N等元素的加入或提高，高合金不銹鋼的熱加工性能明顯變差，使其在不合適的熱變形條件下， 容易在晶界上析出低熔點化合物或者脆性相，并成為微裂紋發(fā)源地，在后續(xù)熱加工過程中， 裂紋愈發(fā)擴展，從而導致鍛件報廢。因此雜質含量對高合金不銹鋼的熱塑性有著較大的影響。
電渣重熔是一種重要的提純材料改善組織的冶金工藝技術，對材料的性能有著非常大的影響。然而如何通過合適的電渣重熔工藝有效的降低有害元素，提高純凈度，細化夾雜使雜質均勻化分布，細化組織使組織均勻化等，是目前亟待解決的問題。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種難加工高合金不銹鋼的電渣重熔方法及用于該方法的電渣重熔渣系，該方法可以使鋼中的有害元素含量減少，純度提高，組織優(yōu)化，顯著改善其加工性能，大大提高成品率。
本發(fā)明的技術方案是難加工高合金不銹鋼的電渣重熔渣系，該電渣渣系的各組分按重量份為CaF2 46 72 份；CaO 15 28 份；Al2O3 24 10 份；MgO 8 2份；其中，雜質含量〈1.0%。
所述雜質為Si02、TiO2' Fe。、C、P、S，以及不可避免的雜質，其中，SiO2 ( O. 3%、 TiO2 ( O. 3%、FeO ( O. 3%、C 彡 O. 02%、P 彡 O. 005%、S 彡 O. 03%。
難加工高合金不銹鋼的電渣重熔方法，有以下步驟O自熔電極棒的制備高合金不銹鋼自熔電極棒的配料成分按重量份為=Cr 20 25份、Ni :15 25份、Mo 5 8份、Cu :0. I I份、N 0. 2 O. 3份、Fe 40 60份，自熔電極棒經(jīng)真空感應熔煉，澆鑄成棒材，將棒材表面砂磨精整后，得到電渣重熔的自熔電極棒；2)電渣重熔按照上述的電渣重熔渣料系配比配置渣料，配好的渣料加熱至熔融狀態(tài)，倒入結晶器中，結晶器和底板均用水冷卻，將步驟I)制備的自熔電極棒緩慢下降并插入到熔融的渣料中，通電起弧后，調整重熔電壓至38 60V，電流3000 12000A ；自熔電極棒緩慢熔化，熔化后的自熔電極棒液滴穿過熔融的渣料層，得到電渣錠，電渣錠在1100 1200±5°C的溫度下加熱保溫2 4小時，鍛造成棒材或管材或板材，在1120 1200±5°C溫度下，固溶處理60 120分鐘，得到難加工的高合金不銹鋼。
步驟2)中電渣錠的直徑為160mm 500臟。
微合金化技術、純凈化冶金技術、控溫控鍛技術等技術被綜合運用，對于改善或提高高合金不銹鋼的熱塑性起到了較大積極作用。本發(fā)明針對難加工高合金不銹鋼，在微合金化的基礎上，確定精細的電渣渣系選擇和配方及電渣重熔工藝，最大限度的起到去雜提純的效果，顯著改善其熱加工性能，大大提高了材料的成材率。
在特制的電渣渣系和自熔電極棒，采用本發(fā)明所述的電渣重熔方法，使自熔電極棒受電阻熱作用緩慢熔化，熔化后的自熔電極棒液滴穿過熔融的渣料層并與渣料發(fā)生復雜的高溫物理化學反應，雜質元素減少，在結晶器和底板下面冷卻水的冷卻作用下，提純的鋼液迅速凝固，在結晶器的底部重新結晶，得到成分均勻純凈，組織均勻致密、表面光潔的電洛錠。
本發(fā)明的有益效果是，所述電渣重熔渣系及其電渣重熔方法，使鋼中的有害元素含量減少，純度提高，組織優(yōu)化，特別是顯著改善其加工性能，大大提高了材料的成材率，有利于提升企業(yè)綜合技術水平，推動企業(yè)和地區(qū)的產業(yè)進步和經(jīng)濟發(fā)展，因此具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。
本發(fā)明鎳含量為99. 5%的電解鎳，鉻含量為99. 5%的金屬鉻，鑰含量為99. 5%的金屬鑰，鐵含量為99. 5%的電工純鐵，銅含量為99. 5%的純銅，氮含量為6%的超低碳氮化鉻鐵，CaF2, CaO、Mg0、Al203含量均為99. 5%，均采用市售的常規(guī)產品。
具體實施方式
難加工高合金不銹鋼的電渣重熔渣系配方范圍(重量百分比，％)見表I。本發(fā)明所述電渣渣系，可以保證渣料本身的雜質含量最小，得到最佳的電渣提純效果。渣系雜質含量的要求=SiO2 ( O. 3%、TiO2≤O. 3%、FeO≤O. 3%、C ≤ O. 02%、P ≤ O. 005%、S ≤ O. 03%。
表I電渣渣系的配方范圍單位Wt %
權利要求
1.一種難加工高合金不銹鋼的電渣重熔渣系,其特征在于,該電渣渣系的各組分按重量份為CaF246 72份CaO15 28份Al2O324 10份MgO8 2份；其中，雜質含量〈1.0%。
2.根據(jù)權利要求I所述的難加工高合金不銹鋼的電渣重熔渣系，其特征在于，所述雜質為Si02、TiO2' Fe。、C、P、S以及不可避免的雜質，其中，SiO2 ( O. 3%、TiO2 ( O. 3%、 FeO ( O. 3%、C 彡 O. 02%、P 彡 O. 005%、S 彡 O. 03%。
3.一種難加工高合金不銹鋼的電渣重熔方法，其特征在于，有以下步驟O自熔電極棒的制備高合金不銹鋼自熔電極棒的配料成分按重量份為=Cr 20 25份、Ni :15 25份、Mo 5 8份、Cu :0. I I份、N 0. 2 O. 3份、Fe 40 60份，自熔電極棒經(jīng)真空感應熔煉，澆鑄成棒材，將棒材表面砂磨精整后，得到電渣重熔的自熔電極棒；2)電渣重熔按照權利要求I所述的電渣重熔渣料系配比配置渣料，配好的渣料加熱至熔融狀態(tài)， 倒入結晶器中，結晶器和底板均用水冷卻，將步驟I)制備的自熔電極棒緩慢下降并插入到熔融的渣料中，通電起弧后，調整重熔電壓至38 60V，電流3000 12000A ；自熔電極棒緩慢熔化，熔化后的自熔電極棒液滴穿過熔融的渣料層，得到電渣錠，電渣錠在1100 1200±5°C的溫度下加熱保溫2 4小時，鍛造成棒材或管材或板材，在1120 1200±5°C溫度下，固溶處理60 120分鐘，得到難加工的高合金不銹鋼。
4.根據(jù)權利要求3所述的難加工高合金不銹鋼的電渣重熔方法，其特征在于步驟2) 中電禮:淀的直徑為160mm 500mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種難加工高合金不銹鋼的電渣重熔方法及用于該方法的電渣重熔渣系，該渣系各組分按重量份為CaF246～72份；CaO15～28份；Al2O324～10份；MgO8～2份；其中，雜質含量<1.0%。所述電渣重熔渣系及其電渣重熔方法，使鋼中的有害元素含量減少，純度提高，組織優(yōu)化，特別是顯著改善其加工性能，大大提高了材料的成材率。
文檔編號C22B9/18GK102925712SQ201210478978
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權日2012年11月23日
發(fā)明者劉海定, 王東哲, 魏捍東, 萬紅, 李濟林, 陳登華, 羅維凡, 王方軍 申請人:重慶材料研究院