CN108467985B - 一种压力容器用奥氏体不锈钢的夹杂物控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及不锈钢冶炼领域，特别涉及压力容器用奥氏体不锈钢冶炼领域。一种压力容器用奥氏体不锈钢的夹杂物控制方法，压力容器用奥氏体不锈钢生产采用K‑OBM‑S炉→VOD炉→LF炉流程，在K‑OBM‑S炉中渣厚小于等于50mm时出钢到VOD炉；VOD炉沸腾期保持真空度≤2mbar，还原期加入石灰吨钢15~18kg，萤石吨钢3~6kg，铝丸吨钢4~5kg，还原时间15~25min，然后出钢到LF炉；LF炉化渣后在渣面加入铝粉吨钢0.625 kg，喂入纯钙线吨钢1~2m进行微钙处理，用吨钢3.0~4.0L/min的氩气底吹下搅拌5min，然后在吨钢1.0~1.5L/min的氩气底吹下搅拌15~25min出炉，连铸镇静时间30~35min。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢冶炼领域，特别涉及压力容器用奥氏体不锈钢冶炼领域。
背景技术
压力容器是一些火力发电站以及核反应堆的重要部分，由于它承载着设备的运行及能量转换等关键作用，因此要求其在高温、高压、流体冲刷和腐蚀等恶劣环境下能够正常运行，一些特殊领域的压力容器还要求设计寿命不低于40年且不可更换。而不锈钢是建造压力容器的重要材料之一，这就对不锈钢材料提出了更高的要求。
相比普通不锈钢，压力容器用不锈钢对钢质纯净度的要求更为苛刻，包括五害元素、探伤、夹杂物评级以及全氧含量，因此，常规的不锈钢精炼工艺不能满足压力容器用不锈钢的超纯净标准。
关于压力容器用奥氏体不锈钢，目前多采用EAF→AOD→LF的冶炼工艺，主要采用Si脱氧或者Si-Al复合脱氧方式，但是由于采用电炉化废钢冶炼，不可避免地带入五害元素，另外由于精炼流程短，夹杂物去除效果不佳，B类或C类夹杂物超标，氧含量超过30ppm。专利申请号为201410582328.9和201410582316.X以及201410582327.4均公开了核电用奥氏体不锈钢压力容器的制备方法，提高了奥氏体不锈钢的综合性能，但其并未对脱氧及夹杂物去除方面做详细阐述，AOD出钢后直接进行浇铸，缺少必要的精炼手段，夹杂物去除能力不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何解决压力容器用奥氏体不锈钢冶炼过程中的夹杂物去除能力不足的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种压力容器用奥氏体不锈钢的夹杂物控制方法，压力容器用奥氏体不锈钢生产采用K-OBM-S炉→VOD炉→LF 炉流程，在K-OBM-S炉中兑入经过预处理的脱磷脱硫的铁水配置成需要的成分，在渣厚小于等于50mm时出钢到VOD炉；VOD炉沸腾期保持真空度≤2mbar，还原期加入石灰吨钢15~18kg，萤石吨钢3~6kg，铝丸吨钢4~5kg，还原时间15~25min，然后出钢到LF 炉；LF炉化渣后在渣面加入铝粉吨钢0.625 kg，喂入纯钙线吨钢1~2m进行微钙处理，用吨钢3.0~4.0L/min的氩气底吹下搅拌5min，然后在吨钢1.0~1.5L/min的氩气底吹下搅拌15~25min出炉，连铸镇静时间30~35min。
作为一种优选方式：在LF 炉中采用的精炼渣系成分按照质量百分比为CaO：55~60%；SiO2：5~10% ；Al2O3：15~20%；MgO：5~10%；CaF2:10~15%，其它为杂质。
本发明的有益效果是：采用全铝脱氧方法，铝含量控制在0.02~0.03%，并进行微钙处理，铸态夹杂物主要为钙铝酸盐包裹镁铝尖晶石，夹杂物最大尺寸10μm，轧制过程不易变形，主要为D类夹杂；而且渣系平衡的氧含量低，低于15ppm；延长了夹杂物上浮去除时间，夹杂物数量少，避免了夹杂物聚集造成探伤不合。
具体实施方式
实施例1
钢种316H
K-OBM-S兑入预处理后铁水，出钢渣厚30mm，钢水量81.4t；
VOD沸腾期真空度1mbar，还原期加入石灰1400kg，萤石400kg，铝丸300kg，还原时间20min；
LF进站化渣后在渣面加入铝粉50kg，喂入纯钙线160m，在2×150L/min的氩气底吹流量下搅拌5min，然后在2×50L/min的底吹氩气流量下搅拌20min，镇静时间30min；
本实施例中石灰中CaO含量95%，萤石中CaF2含量95%，铝丸中Al含量99.6%，铝粉中Al含量96.0%，纯钙线中含金属钙0.22kg/m；
本实施例中精炼渣系成分（按照质量百分比）为CaO：57.5%；SiO2：6.3% ；Al2O3：16.2%；MgO：6.9%；CaF2：12.4%，其它为杂质。
本实施例铸态取样分析全氧含量结果为12ppm，夹杂物最大尺寸8.6μm；
按照GBT 10561-2005国家标准在本实施例获得的316H轧材上取金相样，并进行夹杂物评级，评级结果为D 0.5，
对本实施例轧材进行探伤分析，探伤合格率为95%。
实施例2
钢种316H
K-OBM-S兑入预处理后铁水，出钢渣厚30mm，钢水量83.5t；
VOD沸腾期真空度1mbar，还原期加入石灰1500kg，萤石500kg，铝丸400kg，还原时间20min；
LF进站化渣后在渣面加入铝粉50kg，喂入纯钙线167m，在2×140L/min的氩气底吹流量下搅拌5min，然后在2×45L/min的底吹氩气流量下搅拌25min，镇静时间35min；
本实施例中石灰CaO含量95%，萤石中CaF2含量95%，铝丸中Al含量99.6%，铝粉中Al含量96.0%，纯钙线中含金属钙0.22kg/m；
本实施例中精炼渣系成分为CaO：55.6%；SiO2：5.6% ；Al2O3：16.9%；MgO：8.1%；CaF2：12.6%，其它为杂质。
本实施例铸态取样分析全氧含量结果为9ppm，夹杂物最大尺寸7.6μm；
按照GBT 10561-2005国家标准在本实施例获得的316H轧材上取金相样，并进行夹杂物评级，评级结果为D 0.5，
对本实施例轧材进行探伤分析，探伤合格率为97%。
对比案例
钢种316H
K-OBM-S兑入预处理后铁水，出钢渣厚30mm，钢水量80.1t；
VOD沸腾期真空度1mbar，还原期加入硅铁合金550kg，石灰1200kg，萤石300kg，还原时间10min；
LF进站化渣调整温度后，在2×140L/min的氩气底吹流量下搅拌5min，然后在2×45L/min的底吹氩气流量下搅拌15min，镇静时间25min；
本对比例中硅铁合金中Si含量为75%，石灰中CaO含量95%，萤石中CaF2含量95%；
本对比例铸态取样分析全氧含量结果为30ppm，夹杂物最大尺寸18μm；
按照GBT 10561-2005国家标准在本对比例得的316H轧材上取金相样，并进行夹杂物评级，评级结果为B1.0 D 0.5，
对本实施例轧材进行探伤分析，探伤合格率为80%。
Claims (1)
1.一种压力容器用奥氏体不锈钢的夹杂物控制方法，其特征在于：压力容器用奥氏体不锈钢生产采用K-OBM-S炉→VOD炉→LF 炉流程，在K-OBM-S炉中兑入经过预处理的脱磷脱硫的铁水配置成需要的成分，在渣厚小于等于50mm时出钢到VOD炉； VOD炉沸腾期保持真空度≤2mbar，还原期加入石灰吨钢15~18kg，萤石吨钢3~6kg，铝丸吨钢4~5kg，还原时间15~25min，然后出钢到LF 炉；采用全铝脱氧方法，铝含量控制在0.02~0.03%，并进行微钙处理，LF炉化渣后在渣面加入铝粉吨钢0.625 kg，喂入纯钙线吨钢1~2m进行微钙处理，用吨钢3.0~4.0L/min的氩气底吹下搅拌5min，然后在吨钢1.0~1.5L/min的氩气底吹下搅拌15~25min出炉，连铸镇静时间30~35min，在LF 炉中采用的精炼渣系成分按照质量百分比为CaO：55~60%；SiO2：5~10% ；Al2O3：15~20%；MgO：5~10%；CaF2:10~15%，其它为杂质，铸态夹杂物主要为钙铝酸盐包裹镁铝尖晶石，夹杂物最大尺寸10μm，轧制过程不易变形，主要为D类夹杂，而且渣系平衡的氧含量低，低于15ppm，延长了夹杂物上浮去除时间，夹杂物数量少，避免了夹杂物聚集造成探伤不合格 。
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