一種耐高溫爐膽用奧氏體不銹鋼板坯的制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐高溫爐膽用奧氏體不銹鋼板坯的制作工藝，可以節(jié)約成本、降低能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，綠色環(huán)保。Consteel電爐母液出鋼為：C＞1.0%；Si＜1.0%；Cr≤2%；Ni：25～35%；P＜0.01%；W：3～5%，余量為Fe；出鋼溫度控制在1580～1630℃；將Consteel電爐母液和中頻爐高碳鉻鐵鋼液勾兌后兌入AOD爐冶煉，冶煉后出鋼溫度控制在1550～1630℃之間；不銹鋼溶液為：Cr：24～26%，Ni：19～21%，Si：0.3～0.8%，C：0.02～0.06%，Mn：1.0～1.5%，W：1.5～2.5%，N≤0.2%，P≤0.04%，S≤0.03%，余量為Fe；LF爐吊包溫度控制在1500～1520℃之間，然后通過連鑄機(jī)把該不銹鋼溶液連鑄成厚度160～220mm板坯。
【專利說明】
-種耐高溫妒膽用奧氏體不誘鋼板巧的制作工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種耐高溫爐膽用奧氏體不誘鋼板巧的制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] Consteel電爐煉鋼工藝是20世紀(jì)90年代推行的一種新的電爐煉鋼技術(shù)，該電爐具 有連續(xù)加料、連續(xù)預(yù)熱、連續(xù)烙化、連續(xù)冶煉的特點(diǎn)，它具有冶煉周期短、冶煉能耗低、噪音 小、投資成本低等優(yōu)點(diǎn)，在煉鋼領(lǐng)域是一種具有較強(qiáng)生命力和競爭力的電爐冶煉先進(jìn)技術(shù)， 但是采用Consteel電爐冶煉耐高溫爐膽用奧氏體不誘鋼運(yùn)種高儀、高銘及含鶴不誘鋼母液 還沒有先例，本發(fā)明通過調(diào)整工藝參數(shù)不僅能采用Consteel電爐冶煉耐高溫爐膽用奧氏體 不誘鋼母液，而且可W降低電耗、縮短冶煉周期，同時(shí)P含量可W降到〇.〇l%W下，極大的提 高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0003] 奧氏體系列不誘鋼為化~化~Ni系列或化~化~Μη系列。從低溫到高溫都具有穩(wěn) 定的優(yōu)良的力學(xué)性能。在920~115(TC溫度進(jìn)行固溶化熱處理無變態(tài)點(diǎn)，依靠快速冷卻成為 非磁性的具有優(yōu)良的耐腐蝕性能的奧氏體組織。奧氏體系列不誘鋼與馬氏體、鐵素體系列 不誘鋼相比較，因富有延伸性和屈服比（屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度）小等，所W其加工性十分優(yōu) 越。但其加工硬化性大。近來，巧妙地利用加工溫度，將W前不可能進(jìn)行的超深拉深在一定 溫度的情況下拉深成功。
[0004] 奧氏體耐熱不誘鋼在鍋爐和爐膽中廣泛的應(yīng)用，如火力發(fā)電用的蒸汽鍋爐、蒸汽 滿輪工業(yè)爐及噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)等。它們都在高溫下工作，并承受各種載荷，此外它們還與高溫 蒸汽、高溫氣相接觸，表面容易發(fā)生高溫氧化。310/310S為銘儀型奧氏體不誘鋼，由于添加 了比304更高含量的銘儀，在高溫下能夠有效的控制氧化物的生成，使其具有更好的高溫 抗氧化性及更高溫蠕變強(qiáng)度。310S的最高工作溫度可達(dá)1200°C，能在1100°C下持續(xù)工作， 通常在iioorw下的高溫環(huán)境中使用，但在高溫環(huán)境中使用時(shí)間短，新發(fā)明的一種耐高溫 爐膽用奧氏體不誘鋼具有更高的高溫持久性能和耐高溫氧化性能。
[0005] 高溫特性:在500°CW上，其他鋼種的強(qiáng)度會(huì)急劇下降，而奧氏體系列不誘鋼卻仍 具有較高的強(qiáng)度。特別是因?yàn)樗辛己玫哪脱趸裕鵚適用于各種高溫工況。因?yàn)閵W氏體 系列不誘鋼是面屯、立方晶格，比體屯、立方晶格的鐵素體系列不誘鋼在600°CW上的高溫強(qiáng) 度顯著優(yōu)越。
[0006] 低溫特性:普通鋼(鐵素體鋼)是一種高強(qiáng)度材料，但在低溫中，因其強(qiáng)度和初性都 減弱，而在使用上受到限制。馬氏體系列、鐵素體系列和奧氏體系列不誘鋼，分別在常溫W 及高溫環(huán)境中具備各自優(yōu)越的特性，但在低溫環(huán)境中，馬氏體系列不誘鋼和鐵素體系列不 誘鋼，與普通鋼一樣，低溫性能不佳，而奧氏體系列不誘鋼，因具備優(yōu)良的低溫特性而被大 量使用。
[0007] 300系列奧氏體不誘鋼（如304、316、317等）由于在高溫和極低溫度下都具有良好 的塑初性、冷熱加工性能和耐局部腐蝕性能而被廣泛用于石油、化工、宇航和能源等領(lǐng)域。 隨著現(xiàn)化化不斷發(fā)展，許多工況要求在高溫下有較高強(qiáng)度和良好的化學(xué)性的特殊鋼，典型 的耐高溫不誘鋼如06Cr25Ni20(310S)是通過同時(shí)提高化、Ni含量來提高不誘鋼的抗高溫氧 化性而發(fā)展起來的。
[000引目前，在國內(nèi)W太鋼和寶鋼為首的不誘鋼企業(yè)都已生產(chǎn)開發(fā)了310S耐熱不誘鋼， W用到退火爐設(shè)備中，但是310S主要存在的缺陷是使用壽命短，針對(duì)運(yùn)種情況，通過合理科 學(xué)的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究，可開出了?？谑褂迷诟邷貭t膽中的專用奧氏體不誘鋼鑄巧。本發(fā)明 通過提高銘、儀的含量，合理的添加鶴合金金屬元素，及嚴(yán)格控制其他合金元素含量，可使 其材料可長期使用在高溫爐膽中，為下游客戶節(jié)省材料費(fèi)用及提高經(jīng)濟(jì)效益。通過查新報(bào) 告，針對(duì)耐高溫爐膽專用奧氏體不誘鋼技術(shù)方面的論文和專利還未見報(bào)道，并且制作工藝 和本專利要求也有根本的不同。
[0009] 公開號(hào)為CN102373379A的中國專利公開了一種耐化學(xué)腐蝕馬氏體不誘鋼的制備 方法，其按重量百分比計(jì)算，所含成分如下：C :0.002~0.01% ;Si :0.15~0.45% ;Mn : 0.3~1.5%;P:《0.02%;S:《 0.005%;Cr:16~17.8%;Ni:2.5~5.0%;V:0.03〇/〇~ 0.15% ;Mo :1.5~0.30%;0《0.005%。該不誘鋼具有耐高溫和耐磨的優(yōu)點(diǎn)，但達(dá)不到高溫 爐膽的使用要求。
[0010] 公開號(hào)為CN102260826A的中國專利公開了一種耐高溫馬氏體不誘鋼及其制造方 法，其按重量百分比計(jì)算，所含成分如下:C :0.11~0.15% ;Si :《0.!% ;Mn :0.5~0.8〇/〇 ;P 0.01% ;S 0.005% ;Cr :9.8~11.5% ;Ni :0.6~0.8% ;V:0.13%~0.23% ;A1 《0.01%;Nb:0.09~0.15%;W:0.25~0.4%;N:0.05~0.08%;Mo:1.00~1.30%;0《 0.005〇/〇。 該不誘鋼具有耐高溫和低溫強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但達(dá)不到高溫爐膽的耐高溫蠕變及耐氧化使用 要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種耐高溫爐膽用奧 氏體不誘鋼板巧的制作工藝，該板巧所用的鋼種可W提高比310S耐熱不誘鋼更好的耐高溫 蠕變性能及抗氧化性能，可W在l〇〇〇°CW上使用時(shí)間更長；同時(shí)采用該工藝生產(chǎn)該鋼種可 W節(jié)約成本、降低能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，綠色環(huán)保。
[0012] 本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：1、一種耐高溫爐膽用奧氏體不誘鋼板 巧的制作工藝，其特征在于:步驟如下： 一、 Consteel電爐冶煉不誘鋼母液，母液出鋼成分按質(zhì)量百分比組成為:C>1.0%;Si< 1.0%; Cr《2%; Ni : 25~35%; P<0.01 %; W: 3~5%，余量為化；出鋼溫度控制在1580~1630°C; 二、 采用中頻爐冶煉高碳銘鐵； Ξ、將Consteel電爐母液和中頻爐高碳銘鐵鋼液勾兌后兌入A0D爐冶煉，冶煉后出鋼溫 度控制在1550~1630°C之間，然后兌入LF爐進(jìn)行精煉及添加微合金元素，不誘鋼溶液成分 最終調(diào)整為：按質(zhì)量百分比組成為:吐:24~26 %，Ni:19~21 %，Si:0.3~0.8 %，C:0.02~ 0.06 %，Mn:1.0~1.5%，W:1.5~2.5%，N《0.2%，P《0.04%，8《0.03%，余量為Fe;成分、溫 度合格后吊包至連鑄臺(tái)，LF爐吊包溫度控制在1500~1520°C之間，然后通過連鑄機(jī)把該不 誘鋼溶液連鑄成厚度160~220mm板巧。
[0013] 本發(fā)明所述的中頻爐高碳銘鐵鋼液含銘量大于50%。
[0014] 本發(fā)明步驟一中，母液出鋼成分按質(zhì)量百分比組成為：C : 1.9 %、S i : 0.3 %、P : 0.005%、Cr: 1.25%、W:4. l%、Ni :30%，余量為化。
[0015] 本發(fā)明步驟一中，Cons tee 1電爐出鋼溫度為1595 °C。
[0016] 本發(fā)明步驟一中，A0D爐出鋼溫度為1570°C。
[0017]本發(fā)明步驟；中，不誘鋼溶液成分的銘儀當(dāng)量比控制在0.9~1.1之間。
[0018] 本發(fā)明步驟Ξ中，不誘鋼溶液成分按質(zhì)量百分比組成為:C:0.025%、化:24.5%、Si : 0.45%、Ni : 20.1%、Mn: 1.5%、W: 2.01、N:0.08%、P:0.018%、S:0.0005%，余量為化。
[0019] 本發(fā)明步驟Ξ中，不誘鋼溶液成分按質(zhì)量百分比組成為:Cr:25 %，Ni:201 %，Si: 0.55 %，C:0.045 %，Mn:1.25 %，W:2.0 %，N:0.1%，P:0.02%，S:0.015%，余量為化。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下優(yōu)點(diǎn)和效果： UConsteel電爐具有連續(xù)加料、連續(xù)預(yù)熱、連續(xù)烙化、連續(xù)冶煉的特點(diǎn)，它具有冶煉周 期短、冶煉能耗低、噪音小、投資成本低等優(yōu)點(diǎn)，并且在煉鋼領(lǐng)域是一種具有較強(qiáng)生命力和 競爭力的電爐冶煉先進(jìn)技術(shù)，但是采用Consteel電爐冶煉耐高溫爐膽用奧氏體不誘鋼運(yùn)種 高儀、高銘及含鶴不誘鋼母液還沒有先例，而且冶煉運(yùn)種高儀、高銘及含鶴不誘鋼母液時(shí)把 憐含量控制在0.01 W下還是相當(dāng)困難的。
[0021] 根據(jù)Consteel的冶金特點(diǎn)，本發(fā)明通過調(diào)整工藝參數(shù)不僅能采用Consteel電爐冶 煉耐高溫爐膽用奧氏體不誘鋼母液，而且可W降低電耗、縮短冶煉周期，憐含量控制在 O.OP/〇W 下。
[0022] 2、Cr鐵素體形成元素，改善材料的耐腐蝕性，提高合金的強(qiáng)度和耐高溫氧化性能， 適當(dāng)控制Cr元素的含量有利于控制銘儀當(dāng)量比，進(jìn)而有利于控制該雙相不誘鋼的熱加工塑 性，本發(fā)明中銘的含量控制在24%《Cr《26%，優(yōu)先選24%《Cr《25%。
[0023] Μ是奧氏體形成元素，儀可W將奧氏體降低范圍擴(kuò)大到低溫區(qū)，儀可W提高初性 和延展性，使之便于加工、制造和焊接，增強(qiáng)抗酸的腐蝕，保持純化膜的能力及在腐蝕介質(zhì) 中的抗腐蝕能力，作為優(yōu)先選20%《儀《21 %。
[0024] C是奧氏體形成元素，一定程度上代替儀，促進(jìn)奧氏體并穩(wěn)定奧氏體，當(dāng)碳含量過 高時(shí)，W和銘生成碳化銘，不誘鋼的耐腐蝕性和初性惡化，為了確保不誘鋼的耐腐蝕性，一 般控制在0.02-0.06%，優(yōu)選選0.02-0.03〇/〇。
[0025] Si是鐵素體形成元素并起到穩(wěn)定鐵素體的作用，也起到脫氧添加劑，改善焊接流 動(dòng)性，娃含量過高時(shí)有增加中間相析出的趨勢和降低腳農(nóng)度，優(yōu)先選0.3%《Si《0.60%。
[0026] Μη是奧氏體形成元素和穩(wěn)定奧氏體的作用，在一定程度上可W取代儀，獲得奧氏 體組織，同時(shí)提高氮固溶度，進(jìn)而提高氮的含量，過高的儘對(duì)材料的耐腐蝕形不利，且促進(jìn) 金屬相的形成，影響沖擊初性和耐腐蝕性能。儘含量優(yōu)先選1 .〇%《Μη《1.3%。
[0027] W是鐵素體形成元素，并且可W提高高溫強(qiáng)度和耐高溫蠕變性能，但過多加入會(huì)造 成脆性相的析出，作為優(yōu)選1.5%《W《2.0%。
[0028] N是穩(wěn)定的奧氏體元素，改善鋼的耐腐蝕性，改善鋼的強(qiáng)度。改善材料的焊接性能， 但過高氮含量降低材料的熱加工塑性，過低的氮含量又會(huì)降低銘的含量，對(duì)材料的耐腐蝕 性能不利，優(yōu)先地控制在N《0.1%。
[0029] P是有害元素，偏析在晶界或相界中，對(duì)材料的耐腐蝕性和熱加工性能不利，優(yōu)選 控制在0.02%W下。
[0030] S是有害元素，易和儘形成硫化儘降低材料的熱加工性，和巧形成巧硫化物，對(duì)抗 腐蝕性能有害，優(yōu)先控制在ο. 001% W下。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，W下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而 本發(fā)明并不局限于W下實(shí)施例。
[0032] 本發(fā)明實(shí)施例所述的耐高溫爐膽用奧氏體不誘鋼按質(zhì)量百分比組成為:Cr:24~ 26〇/〇，Ni:19~21 〇/〇，Si:0.3~0.8 〇/〇，C:0.02~0.06 〇/〇，Mn:1.0~1.5 〇/〇，W:1.5~2.5 〇/〇，N《 0.2%，P《0.04%，S《0.03%，余量為化;銘儀當(dāng)量比控制在0.9~1.1之間。
[0033] 上述耐高溫爐膽用奧氏體不誘鋼板巧的制作工藝為:采用Consteel電爐冶煉不誘 鋼母液，然后和中頻爐的不誘鋼母液勾兌至A0D爐，通過控制A0D爐進(jìn)行脫碳、脫硫、成分調(diào) 整，在到LF爐進(jìn)行微合金成分調(diào)整和微合金添加及溫度控制，待合格后吊鋼包至連鑄進(jìn)行 板巧生產(chǎn)，即制作工藝為：（Consteel+中頻爐)一 A0D 一 LF 一連鑄。
[0034] 具體步驟如下： 一、 Consteel電爐冶煉不誘鋼母液，母液出鋼成分按質(zhì)量百分比組成為:C>1.0%;Si< 1.0%; Cr《2%; Ni : 25~35%; P<0.01 %; W: 3~5%，余量為化；出鋼溫度控制在1580~1630°C; 二、 采用中頻爐冶煉高碳銘鐵，并控制中頻爐高碳銘鐵鋼液含銘量大于50%。此處所指 的含銘量為銘的質(zhì)量百分比。
[0035] Ξ、將Consteel電爐母液和中頻爐高碳銘鐵鋼液勾兌后兌入A0D爐冶煉，冶煉后出 鋼溫度控制在1550~1630°C之間，然后兌入LF爐進(jìn)行精煉及添加微合金元素，不誘鋼溶液 成分最終調(diào)整為：按質(zhì)量百分比組成為：燈：24~26 %，Ni:19~21 %，Si:0.3~0.8 %，C: 0.02~0.06 %，Mn:1.0~1.5%，W:1.5~2.5%，N《0.2%，P《0.04%，S《0.03%，余量為化；成 分、溫度合格后吊包至連鑄臺(tái)，LF爐吊包溫度控制在1500~1520°C之間，然后通過連鑄機(jī)把 該耐高溫爐膽用奧氏體不誘鋼溶液連鑄成厚度160~220mm板巧。
[0036] 實(shí)施例： 一、Consteel電爐冶煉不誘鋼母液，母液出鋼成分按質(zhì)量百分比組成為：C:1.9%、Si: 0.3%、P: 0.005%、Cr: 1.25%、W: 4.1、Ni : 30%，余量為化；出鋼溫度為 1595°C。
[0037] 二、把成分合格的Consteel母液和中頻爐高碳銘鐵鋼液先后出鋼到鴨嘴包內(nèi)混 合，混合后再兌入到A0D爐中進(jìn)行吹氧脫碳、吹氮，還原期加侶深脫氧及成分調(diào)整，出鋼溫度 為157(TC;成分合格后兌入到LF爐進(jìn)行精煉及微合金加入，不誘鋼溶液成分按質(zhì)量百分比 最終調(diào)整為：C: 0.025%、Cr: 24.5%、Si : 0.45%、Ni : 20.1%、Mn: 1.5%、W: 2.01、N: 0.08%、P: 0.018%、S: 0.0005%，余量為化;通過連鑄機(jī)將該不誘鋼溶液連鑄成厚度為198mm鑄巧。
[0038] 本發(fā)明實(shí)施例所述的耐高溫爐膽用奧氏體不誘鋼的12個(gè)實(shí)施例(A1~A12)見表1 (各組分均為質(zhì)量百分比）。
[0039] 表1。
[0040] 此外，需要說明的是，上述的本發(fā)明實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉 例說明，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其零、部 件的形狀、所取名稱等可W不同。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上 還可W做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。運(yùn)里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予W窮舉。凡是屬于 本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐高溫爐膽用奧氏體不銹鋼板坯的制作工藝，其特征在于:步驟如下： 一、 Con s t e e 1電爐冶煉不銹鋼母液，母液出鋼成分按質(zhì)量百分比組成為:C > 1 · 0%; S i < 1 · 0%; Cr彡 2%; Ni : 25~35%; P<0 · 01 %; W: 3~5%，余量為Fe;出鋼溫度控制在 1580~1630°C; 二、 采用中頻爐冶煉高碳鉻鐵； 三、 將Consteel電爐母液和中頻爐高碳鉻鐵鋼液勾兌后兌入A0D爐冶煉，冶煉后出鋼溫 度控制在1550~1630°C之間，然后兌入LF爐進(jìn)行精煉及添加微合金元素，不銹鋼溶液成分 最終調(diào)整為：按質(zhì)量百分比組成為:Cr:24~26 %，Ni:19~21 %，Si:0.3~0.8 %，C:0.02~ 0.06%，]^:1.0~1.5%，￥:1.5~2.5%小彡0.2%，？彡0.04%，5彡0.03%，余量為卩6 ;成分、溫 度合格后吊包至連鑄臺(tái)，LF爐吊包溫度控制在1500~1520°C之間，然后通過連鑄機(jī)把該不 銹鋼溶液連鑄成厚度160~220_板坯。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫爐膽用奧氏體不銹鋼板坯的制作工藝，其特征在于:所 述的中頻爐高碳鉻鐵鋼液含鉻量大于50%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫爐膽用奧氏體不銹鋼板坯的制作工藝，其特征在于:步 驟一中，母液出鋼成分按質(zhì)量百分比組成為：C: 1.9 %、S i : 0.3 %、P: 0.0 0 5 %、C r: 1.2 5 %、W: 4.1%、附：30%，余量為卩〇。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫爐膽用奧氏體不銹鋼板坯的制作工藝，其特征在于:步 驟一中，Consteel電爐出鋼溫度為1595°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫爐膽用奧氏體不銹鋼板坯的制作工藝，其特征在于:步 驟一中，A0D爐出鋼溫度為1570°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫爐膽用奧氏體不銹鋼板坯的制作工藝，其特征在于:步 驟三中，不銹鋼溶液成分的鉻鎳當(dāng)量比控制在0.9~1.1之間。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的耐高溫爐膽用奧氏體不銹鋼板坯的制作工藝，其特征在 于：步驟三中，不銹鋼溶液成分按質(zhì)量百分比組成為：C:0.025%、Cr: 24.5%、Si :0.45%、Ni : 20· 1%、Mn: 1 ·5%、W:2·01、Ν:0·08%、P:0·018%、S:0·0005%，余量為Fe。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的耐高溫爐膽用奧氏體不銹鋼板坯的制作工藝，其特征在 于：步驟三中，不銹鋼溶液成分按質(zhì)量百分比組成為：Cr:25 %，Ni:201 %，Si:0.55 %，C: 0.045 %，Mn:1.25 %，W:2.0 %，10.1%，卩：0.02%，5:0.015%，余量為卩6。
【文檔編號(hào)】C22C38/02GK106011680SQ201610354858
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】顏海濤, 楊振, 申鵬, 李 杰, 楊賽, 劉曉亞
【申請人】振石集團(tuán)東方特鋼有限公司