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CN119433327A - 一种马氏体耐热钢铸锭及其冶炼方法和应用 - Google Patents

一种马氏体耐热钢铸锭及其冶炼方法和应用 Download PDF

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CN119433327A CN202411509638.8A CN202411509638A CN119433327A CN 119433327 A CN119433327 A CN 119433327A CN 202411509638 A CN202411509638 A CN 202411509638A CN 119433327 A CN119433327 A CN 119433327A
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唐正焮
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Abstract

本发明涉及一种马氏体耐热钢铸锭及其冶炼方法和应用，属于冶炼技术领域。马氏体耐热钢铸锭的冶炼方法包括电炉熔炼，LF精炼阶段，VD第一次脱气，将VD第一次脱气后的钢液转入LF炉再次精炼；VD第二次脱气，VD精炼结束后钢液N含量进行检测，补充C至目标成分，并在真空环境下进行浇注，冷却凝固后获得马氏体耐热钢铸锭。本发明采用多道次真空精炼脱气，分别发挥真空碳脱氧增加脱N反应界面面积和高纯净度精炼提高脱N反应速率两种机制的优势，在有限次精炼过程中实现马氏体耐热钢N含量稳定控制在0.012％以下的目标。

Description

一种马氏体耐热钢铸锭及其冶炼方法和应用
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种马氏体耐热钢铸锭及其冶炼方法和应用。
背景技术
马氏体耐热钢中通常含有8～17％的Cr，起抗氧化和强化作用，但Cr含量较高会导致真空精炼过程脱气反应速率降低，在采用电炉+LF+VD或类似方式生产马氏体耐热钢时，其成品O通常高于0.002％、N含量高于0.015％。同时，为提高持久蠕变强度，马氏体耐热钢中会添加Zr、B等晶界强化元素，在N含量较高的情况下凝固末期极易形成大尺寸液析一次氮化物，损害材料塑性和持久强度。
为了降低马氏体耐热钢中气体含量，提出了许多方法，包括延长真空精炼时间、增加真空精炼次数等。但真空精炼伴随氩气搅拌会导致钢液温度不断降低，需要在前序LF精炼阶段提高钢液温度，或多次通过LF精炼升温，对钢液质量、钢包耐材等均有不利影响，导致钢液纯净度降低。
此外，从冶金反应机理角度出发，降低钢液O、S含量有助于提高钢液表面活性，促进脱N反应进行。但马氏体耐热钢为避免高温长时服役过程有害相析出，对Si、Al等脱氧元素含量进行了严格限制，要求Al含量低于0.015％，Si含量低于0.2％，无法通过沉淀脱氧方式有效降低O含量。还可以通过外加氧化铁皮等方式提高钢液O含量，利用真空碳脱氧反应生成CO气泡，增加脱N反应表面积的方式促进脱N。但氧化铁皮中杂质元素含量较多，且该方法可以提高反应前期脱气效率，当O含量降至加入氧化铁皮前相同水准后脱气反应效率变化不大。
因此，为了实现马氏体耐热钢超低N控制，需要综合工艺、设备及冶金反应机理等多方面进行考量。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供了一种马氏体耐热钢铸锭及其冶炼方法和应用，用以解决现有马氏体耐热铸锭中脱氮较为困难的问题。
一方面，本发明提供了一种马氏体耐热钢铸锭的冶炼方法，包括以下步骤：
S1：将原料加入电炉进行熔炼，温度升到1620～1650℃后出钢，并加C至0.06％进行扩散脱氧；
S2：LF精炼阶段，采用活性石灰和氧化铝造还原渣，添加硅铁合金造白渣，控制温度在1580～1620℃，转移至VD工位等待真空脱气；
S3：VD第一次脱气，在高真空<133Pa下进行第一次脱气处理，利用真空碳脱氧反应加速脱氮，在精炼结束后进行取样，扒渣重新造高碱度保护渣；
S4：将VD第一次脱气后的钢液转入LF炉再次精炼，升温至1580～1600℃，根据取样结果加入C至成分范围下限0.08％，并调整除N以外其他合金元素成分至目标值，再以铁合金的形式加入Zr、Ce、La中的至少一种进行深脱氧，吹氩镇静≥10min后转至VD工位进行二次脱气；
S5：VD第二次脱气，VD精炼结束后钢液N含量进行检测，补充C至目标成分，并在真空环境下进行浇注，冷却凝固后获得马氏体耐热钢铸锭。
进一步地，在步骤S2中，所述还原渣的碱度不低于5，且渣中(FeO)含量不高于0.6％。
进一步地，在步骤S3中，所述高碱度保护渣的成分为CaO，Al2O3，SiO2和MgO，保护渣碱度CaO/SiO2不低于8。
进一步地，在步骤S4中，Zr、Ce、La的加入量满足-8<lg[％Si]+4lg[％Zr]+3.8lg[％Ce]+3.7lg[％La]<-7。
进一步地，在步骤S5中，若成分未达到目标要求，重新加入Zr、Ce、La脱氧剂后，再进行1～2次脱气。
进一步地，在步骤S2中，钢液中Si含量不低于0.08％。
进一步地，采用Zr、Ce、La中至少一种元素深脱氧，VD精炼后钢液单一元素残余含量不超过0.003％。
另一方面，本发明提供了一种马氏体耐热钢铸锭，按照质量百分数计，其化学成分为：C：0.08～0.14％；Si：≤0.2％；Al：≤0.015％；Mn：0.35～0.80％；Cr：8.6～9.5％；W：1.80～2.55％；Mo：0.20～0.60％；Co：2.5～3.2％；V：0.17～0.27％；Nb：0.04～0.07％；B：0.010～0.017％；N：0.006～0.012％；O：≤0.002％，其余为Fe。
进一步地，所述的冶炼方法或所述马氏体耐热钢铸锭的应用，所述马氏体耐热钢铸锭作为自耗电极进行电渣重熔，或直接锻造加工。
进一步地，马氏体耐热钢铸锭作为自耗电极进行电渣重熔，在重熔开始前对结晶器进行烘烤，时间不短于20min，充Ar至炉内O2含量<0.2％后供电，在保护气氛下进行重熔，渣系采用CaF2-Al2O3-CaO-B2O3-MgO系预熔渣。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
1、本发明采用多道次真空精炼脱气，分别发挥真空碳脱氧增加脱N反应界面面积和高纯净度精炼提高脱N反应速率两种机制的优势，在有限次精炼过程中实现马氏体耐热钢N含量稳定控制在0.012％以下的目标。
2、本发明在精炼过程采用Zr、Ce、La等元素进行脱氧，实现超低O控制的同时，加入的脱氧元素通过夹杂物上浮或钢渣反应方式自动去除，单一元素残余量不超过0.0030％，反而对马氏体耐热钢性能有益。
3、本发明提供的马氏体耐热钢铸锭，含B、Cr等元素，并控制Si、Al和O元素含量，尤其控制铸锭中N含量在0.006～0.012％，有助于发挥合金元素的晶界强化效果，改善加工塑性，提高材料的持久服役性能。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书的内容中来实现和获得。
具体实施方式
马氏体耐热钢中通常含有8～17％的Cr，起抗氧化和强化作用，但Cr含量较高会导致真空精炼过程脱气反应速率降低。在采用电炉+LF+VD或类似方式生产马氏体耐热钢时，其成品O通常高于0.002％、N含量高于0.015％。
同时，为了提高持久蠕变强度，马氏体耐热钢中会添加Zr、B等晶界强化元素，在N含量较高的情况下凝固末期极易形成大尺寸液析一次氮化物，损害材料塑性和持久强度。
为了降低马氏体耐热钢中气体含量，现有主要采用的方法有：长真空精炼时间、增加真空精炼次数等，但大多都会导致钢液纯净度降低，在铸锭中形成夹杂物等缺陷。
对于Cr含量较高的马氏体耐热钢而言，脱N存在较大难度，且含有B元素，控制铸锭中N含量在0.006～0.012％，有助于发挥合金元素的晶界强化效果，改善加工塑性，提高材料的持久服役性能。
本发明提供了一种马氏体耐热钢铸锭的冶炼方法，包括以下步骤：
S1：将原料加入电炉进行熔炼，温度升到1620～1650℃后出钢，并加C至0.06％进行扩散脱氧；
S2：LF精炼阶段，采用活性石灰和氧化铝造还原渣，添加硅铁合金造白渣，控制温度在1580～1620℃，转移至VD工位等待真空脱气；
S3：VD第一次脱气，在高真空<133Pa下进行第一次脱气处理，利用真空脱碳反应生成CO气泡，增大脱氮反应界面面积，起加速脱氮的作用，在精炼结束后进行取样，扒渣重新造高碱度保护渣；
S4：将VD第一次脱气后的钢液转入LF炉再次精炼，升温至1580～1600℃，根据取样结果加入C至成分范围下限0.08％，调整其他合金元素成分至目标值，再以铁合金的形式加入Zr、Ce、La中的至少一种进行深脱氧，吹氩镇静10min后转至VD工位进行二次脱气；
S5：VD第二次脱气，VD精炼结束后钢液N含量进行检测，补充C至目标成分，并在真空环境下进行浇注，冷却凝固后获得马氏体耐热钢铸锭。
与现有技术相比，本发明提供了一种冶炼方法，包括熔炼、精炼和真空浇注等三个阶段；在精炼过程中采用LF和VD相结合的方式进行精炼。第一次LF精炼不进行额外的沉淀脱氧，控制钢液Si、Al含量尽可能低，利用真空碳脱氧反应尽快脱除钢液内“容易脱除”部分的N；第二次LF精炼利用Zr、Ce、La中至少一种进行沉淀脱氧，基于热力学反应及钢渣平衡计算结果，将钢液O含量降至常规精炼水平以下，提高后续真空精炼脱气效率；若第二次VD脱气后，检测结果N含量未达标，重新加入Zr、Ce、La脱氧剂后，再进行1～2次VD真空精炼至N含量降至0.012％以下。
具体的，在步骤S1中，所述原料包括废钢、铁水和铬铁等，铬铁原料中带入钢液的N含量应低于0.003％。
需要说明的是，低品位铬铁原料中氮元素较高，为降低真空精炼前钢液气体含量，尽可能缩短脱气反应时间，并发挥一阶段脱气反应优势，在本发明中，需要严格控制铬铁原料中N含量，确保由铬铁带入钢液的N含量不超过0.003％。
具体的，在步骤S2中，所述还原渣的碱度不低于5，且渣中(FeO)≤0.6％，避免钢液中Cr、Mn等元素氧化烧损。
需要说明的是，在本发明中，在LF精炼阶段，将电炉熔炼后的钢液或者合金液转移到LF炉中，向钢液或者合金液中加入活性石灰和氧化铝进行造还原渣，目的是降低S元素和O元素的含量。在造还原渣时，要求其碱度不能低于5，当低于该碱度时，还原渣脱S、脱O效果减弱，进而影响最终铸锭成分。
需要说明的是，在第一次LF精炼阶段，加入硅铁合金后，钢液中Si含量不低于0.08％，确保钢液中Nb、Cr等其他元素不会因O含量过高出现烧损。
具体的，在步骤S3中，所述高碱度保护渣的成分为CaO，Al2O3，SiO2和MgO，保护渣碱度CaO/SiO2不低于8。
优选的，所述高碱度精炼渣成分为CaO：50-65％；Al2O3：30～45％；SiO2：1～7％；MgO：3～7％。
需要说明的是，当碱度低于8时，加入脱氧剂Zr、Ce、La无法起到有效的深脱氧效果，主要通过钢渣反应烧损进入渣中，并提高钢液Si、Al含量。
具体的，在步骤S4中，加入量满足-8<lg[％Si]+4lg[％Zr]+3.8lg[％Ce]+3.7lg[％La]<-7。
具体的，采用Zr、Ce、La中至少一种元素深脱氧，VD精炼后钢液单一元素残余含量不超过0.003％。
需要说明的是，在本发明中加入Zr、Ce、La等元素作为脱氧剂降低钢液中的氧含量，在加入脱氧剂时必须满足-8<lg[％Si]+4lg[％Zr]+3.8lg[％Ce]+3.7lg[％La]<-7，当添加量大于-7时，可能由于3Zr+2(Al2O3)＝3(ZrO2)+4Al、2Ce+(Al2O3)＝(Ce2O3)+2Al、2La+(Al2O3)＝(La2O3)+2Al，将导致钢液Al元素含量超标，且铸锭内会出现大尺寸氧化物夹杂，反而影响其性能；当添加量小于-8时，钢液中脱氧元素含量太低，无法起到深脱氧提高脱氮效率的作用。
此外，Zr、Ce、La等元素极易偏聚到晶界，可以减少晶界缺陷，提高晶界结合力，降低晶界扩散速率，减缓位错攀移，强化晶界。含Zr的碳氮化物可以抑制奥氏体晶粒长大，细化晶粒尺寸，改善钢的短时强度和韧性。Ce能加速钢中Si向表面迁移速率，促进表面形成致密的SiO2薄膜，提高抗氧化性能。但是，三种元素与氧亲和力极强，形成大尺寸夹杂时会产生微裂纹，对强度和韧性不利，损害材料的抗疲劳性能，并造成水口结瘤，影响可浇性。
优选的，所述Zr、Ce、La的铁合金中，锆铁合金成分为：锆Zr：25～35％，铁Fe：65～75％，其余为难去除杂质，铈铁、镧铁中铁含量不低于40％。在脱氧过程及钢渣反应后Zr、Ce、La等元素基本全部去除，单一元素残余含量不超过0.0030％，对提高耐热钢服役性能有一定作用。
具体的，步骤S5中，若成分未达到目标要求，重复1～2次步骤S4。
需要说明的是，一次VD真空精炼脱气无法达到N含量小于0.012％的目标，通过加入Zr、Ce、La等强脱氧剂，降低钢液O含量从而提高钢液表面活性，提高VD第二次脱气反应脱N速率。在第二次VD后需要进行检测N含量，并调整C元素至目标成分，当成分符合要求后，转移至真空环境下(如真空浇注室)进行浇注，再经过冷却、凝固和脱模后，制得马氏体耐热钢铸锭。但是，如果检测成分不符合要求时，尤其是N元素含量超标时，(按S4比例)重新加入脱氧剂，再重复1～2次脱气，直到N元素含量符合要求后进行浇注。
本发明提供了一种马氏体耐热钢铸锭，按照质量百分数计，其化学成分为：C：0.08～0.14％；Si：≤0.2％；Al：≤0.015％；Mn：0.35～0.80％；Cr：8.6～9.5％；W：1.80～2.55％；Mo：0.20～0.60％；Co：2.5～3.2％；V：0.17～0.27％；Nb：0.04～0.07％；B：0.010～0.017％；N：0.006～0.012％；O：≤0.002％，其余为Fe。
具体的，本发明所得马氏体耐热钢铸锭作为电渣重熔电极进行重熔，或作为真空自耗重熔电极进行重熔，或直接锻造加工。
利用马氏体耐热钢铸锭制备电渣锭时，渣系中含有Al2O3，会与B元素进行反应，2[B]+(Al2O3)＝2[Al]+(B2O3)造成烧损，大幅降低B的收得率和电渣锭质量稳定性，同时导致钢中Al含量增加，超出成分允许上限。电渣锭中要求Al：≤0.015％；B：0.010～0.017％。此外，在电渣重熔过程中，电渣重熔阶段环境中N2可能通过溶解反应进入保护渣进而导致钢液增氮，导致最终电渣锭中N元素含量也超出范围。
因此，本发明提供了一种马氏体电渣锭的电渣重熔方法，包括以下步骤：
S1：电极制备：将所述马氏体耐热钢铸锭进行处理，作为电极进行电渣重熔；
S2：预熔渣烘烤：对CaF2-Al2O3-CaO-B2O3-MgO系预熔渣进行烘烤，去除内部结晶水，温度不低于800℃，时间不短于8h；
S3：重熔：采用高纯氩气作为保护气氛进行电渣重熔，控制气氛中O2体积分数不高于0.02％，将自耗电极棒插入结晶器，加入所述预熔渣的同时开始通电；
S4：补缩：重熔结束前降低熔速进行补缩，待钢液完全凝固后脱模，得到马氏体耐热钢电渣锭。
与现有技术相比，本发明设计的电渣重熔工艺可以进一步降低重熔过程增氮风险，渣中添加少量B2O3和MgO可以进一步提高钢液纯净度，并提高B元素电渣重熔收得率，确保实现最优B、N和Al元素配比，提高马氏体耐热钢的服役性能。
具体的，在重熔阶段开始前对结晶器进行充分烘烤，充Ar至炉内O2含量<0.2％后供电，在保护气氛条件下进行熔炼。
具体的，重熔渣系选用CaF2-Al2O3-CaO-B2O3-MgO系预熔渣，渣中CaF2含量45～58％，Al2O3含量15～22％，CaO含量18～25％，MgO含量1.5～3％，B2O3含量0.5～2.5％。
需要说明的是，电渣重熔阶段环境中N2可能通过溶解反应进入保护渣进而导致钢液增氮，因此在重熔开始前需对结晶器进行烘烤，充Ar至炉内O2含量<0.2％后再开始重熔。电渣重熔渣系中需添加1.5～3％MgO，通过在液态渣表面形成保护层降低N2溶解风险，并添加0.5～2.5％B2O3，提高B在电渣锭中的收得率，同时降低渣中溶解N活度，进一步避免增氮，以及保证Al含量不超出要求范围(≤0.015％)。
本发明提出向CaF2-CaO-Al2O3基础渣系中添加MgO，用于降低渣系熔点，并形成保护膜，抑制空气进入钢液；添加少量B2O3用于精控电渣锭成分，并改善电渣锭纯净度和成分均匀性，且有助于降低熔渣熔化温度，提高表面质量。
具体的，所述步骤S4中，填充比为0.6～0.9，熔速v＝(0.6～0.8)×D。
需要说明的是，填充比指的是自耗电极与结晶器直径之比；填充比过高会导致熔渣精炼效果下降，降低钢的洁净度，填充比过低会提高熔池深度，降低夹杂物去除效率且会降低生产效率。而该熔速为优化后马氏体耐热钢电渣锭熔速，采用该熔速制备电渣锭，表面质量良好，内部质量缺陷出现风险较低。
为了更加清楚地描述本发明，通过以下实施例和对比例进一步说明。
实施例1
一种马氏体耐热钢铸锭的冶炼方法，包括以下步骤：
S1：以废钢和低碳铬铁为主要原料在电炉中进行熔炼，温度升到1630℃后出钢，并加C至0.06％进行扩散脱氧；
其中所述低碳铬铁中N含量为0.023％，以加入量计算由铬铁原料带入N元素0.0017％；
S2：LF精炼阶段，采用活性石灰和氧化铝造还原渣，添加硅铁合金造白渣，控制温度在1580～1620℃，转移至VD工位等待真空脱气；
其中所述还原渣的碱度为4.0；其中钢液Si含量0.07％，Al含量0.0006％；
S3：VD第一次脱气，在高真空<133Pa下进行第一次脱气处理，利用真空脱碳反应生成CO气泡加速脱氮，并持续充入氩气进行搅拌，在精炼结束后进行取样，扒渣重新造高碱度保护渣；
所述高碱度精炼渣成分为CaO：54.52％；Al2O3：35.6％；SiO2：4.7％；MgO：5.18％，且保护渣碱度CaO/SiO2为11.6；在第一次VD精炼结束后，钢液N含量0.0127％；
S4：将VD第一次脱气后的钢液转入LF炉再次精炼，温度升温至1590℃，根据取样结果加入C至0.08％，其他合金元素成分调补到位，再以锆铁合金(锆Zr：30％，铁Fe：70％)的形式向钢液内加入0.02％金属Zr进行深脱氧-8<lg[％Si]+4lg[％Zr]＝-7.95<-7，吹氩镇静10min后转至VD工位进行二次脱气；钢液N含量降低至0.0097％；
S5：VD第二次脱气，VD精炼结束后钢液N含量进行检测，补充C至目标成分，并在真空环境下进行浇注，冷却凝固后获得马氏体耐热钢铸锭。
马氏体耐热钢铸锭的化学成为：C：0.011％；Si：0.12％；Al：0.010％；Mn：0.45％；Cr：9.0％；W：2.2％；Mo：0.40％；Co：2.7％；V：0.20％；Nb：0.06％；B：0.014％；N：0.0092％；O：0.0014％，其余为Fe。
实施例2
实施例2与实施例1制备过程大体相同，不同之处在于，实施例2中加入0.018％Ce(-8<lg[％Si]+3.8lg[％Ce]＝-7.78<-7)，经过两次VD精炼后钢液N含量降至0.0108％，真空浇注后N为0.0105％，O含量0.0015％，Ce含量0.0005％，满足目标要求。
实施例3
实施例3与实施例1制备过程大体相同，不同之处在于，实施例3中在第二次LF精炼前加入0.02％Zr，两次VD精炼后N含量0.011％，重新经过LF炉升温并加入0.015％Zr后，第三次VD精炼后N含量降低至0.0089％，真空浇注后N含量0.0090％，O含量0.0011％，Zr含量0.0008％。
对比例1
对比例1与实施例1制备过程大体相同，不同之处在于，对比例1中使用废钢和N含量较高的高碳铬铁作为原料，通过电炉+LF+VD+保护气氛浇注工艺冶炼马氏体耐热钢铸锭，LF精炼结束后调补合金成分至目标值，其中Si含量0.16％，Al含量0.011％；在第一次VD精炼结束后，钢液N含量0.016％，重新经过LF升温后，第二次VD精炼后钢液N含量降低至0.014％，第三次VD精炼后进一步降低至0.0135％，但在保护气氛浇注后铸锭N含量增加至0.0150％，O含量达0.0032％。
对比例2
对比例2与实施例1制备过程大体相同，不同之处在于，对比例2通过电炉+LF+VD+真空浇注工艺冶炼马氏体耐热钢，钢液精炼过程同对比例1，经3次VD精炼后，钢液N含量降低至0.0132％，真空浇注后铸锭N含量0.0128％，O含量0.0026％。
对比例3
对比例3与实施例1制备过程大体相同，不同之处在于，对比例3通过电炉+LF+VD+保护气氛浇注工艺冶炼马氏体耐热钢，LF精炼结束后调补合金成分至目标值，其中Si含量0.13％，Al含量0.0010％；在第一次VD精炼结束后，钢液N含量0.013％，重新经过LF升温后，以锆铁合金的形式向钢液内加入0.04％金属Zr，(-7<lg[％Si]+4lg[％Zr]＝-6.47)第二次VD精炼后钢液N含量降低至0.011％，真空浇注后铸锭N含量为0.0108％，O含量0.0013％，Zr含量0.0012％，但Al含量达到0.0019％，超过目标范围。
性能检测
将上述实施例1-3和对比例1-3进行成分检测和夹杂物的检测，检测结果如表1所示。
表1性能检测结果
组别 N O D细类 Ds类
实施例1 0.0092％ 0.0014％ 1.0 0.5
实施例2 0.0105％ 0.0015％ 1.0 0.5
实施例3 0.0090％ 0.0011％ 0.5 0.5
对比例1 0.0150％ 0.0032％ 1.5 1.0
对比例2 0.0128％ 0.0026％ 1.0 0.5
对比例3 0.0108％ 0.0013％ 0.5 0.5
应用例
将实施例1所得铸锭进行电渣重熔，保证所得电渣锭中B、N和Al含量达到目标值，具体如下所示：
应用例1
马氏体耐热钢电渣重熔方法，包括以下步骤：
S1：电极制备：电极表面充分打磨，表面不得存在氧化铁皮、缩孔、结疤缺陷，避免增氧或引入大尺寸外来夹杂物；
电极的化学成分如实施例1所示：
S2：预熔渣的制备：将50.3％CaF2、20.1％Al2O3、23.2％CaO、2.5％MgO和2.5％B2O3配置后混匀，在1500℃以上保温熔化后水冷，得到预熔渣，再将所得破碎，在800℃左右烘烤10小时后使用；
S3：重熔：采用高纯氩气作为保护气氛进行电渣重熔，控制气氛中O2体积分数不高于0.02％，将自耗电极棒插入结晶器，加入液态渣的同时开始通电；重熔过程熔速v＝0.7×D；
S4：补缩：重熔结束前降低熔速进行补缩，待钢液完全凝固后脱模，得到马氏体耐热钢电渣锭；
对重熔后所得电渣锭进行取样分析，B含量为0.0160％，Al含量0.0115％，N含量为0.0095％。
应用例2
应用例2与应用例1制备过程大体相同，不同之处在于，应用例2中采用渣系的化学成分质量百分比为54.0％CaF2、17.8％Al2O3、21.1％CaO、3.0％MgO和1.5％B2O3以及不可避免的杂质，杂质中SiO2含量为0.38％，FeO含量为0.28％；
对重熔后所得电渣锭进行取样分析，B含量为0.0120％，Al含量0.0101％，N含量为0.0095％。
对比应用例1
对比应用例1与应用例1制备过程大体相同，不同之处在于，对比应用例1中采用渣系的化学成分质量百分比为51.9％CaF2、18.6％Al2O3、21.5％CaO、2.5％MgO、4.3％B2O3以及不可避免的杂质，杂质中SiO2含量为0.43％，FeO含量为0.37％；
对重熔后所得电渣锭进行取样分析，B含量为0.0250％，Al含量0.0104％，N含量为0.0098％。
对比应用例2
对比应用例2与应用例1制备过程大体相同，不同之处在于，对比应用例2中采用渣系的化学成分质量百分比为52.4％CaF2、19.5％Al2O3、24.0％CaO、3.0％MgO和0.3％B2O3以及不可避免的杂质，杂质中SiO2含量为0.39％，FeO含量为0.26％。
对重熔后所得电渣锭进行取样分析，B含量为0.0038％，Al含量0.010％，N含量为0.0100％。
对比应用例3
对比应用例3与实施例1制备过程大体相同，不同之处在于，对比应用例3中采用渣系的化学成分质量百分比为53.4％CaF2、19.8％Al2O3、22.8％CaO和2.3％B2O3以及不可避免的杂质，杂质中SiO2含量为0.38％，FeO含量为0.30％；
对重熔后所得电渣锭进行取样分析，B含量为0.0149％，Al含量0.0125％，N含量为0.0150％。
结合应用例1-2和对比应用例1-3可以看出，采用本发明提供的渣系，所得电渣锭成分中B、N和Al含量均符合要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种马氏体耐热钢铸锭的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将原料加入电炉进行熔炼，温度升到1620～1650℃后出钢，并加C至0.06％进行扩散脱氧；
S2：LF精炼阶段，采用活性石灰和氧化铝造还原渣，添加硅铁合金造白渣，控制温度在1580～1620℃，转移至VD工位等待真空脱气；
S3：VD第一次脱气，在高真空<133Pa下进行第一次脱气处理，利用真空碳脱氧反应加速脱氮，在精炼结束后进行取样，扒渣重新造高碱度保护渣；
S4：将VD第一次脱气后的钢液转入LF炉再次精炼，升温至1580～1600℃，根据取样结果加入C至成分范围下限0.08％，并调整除N以外其他合金元素成分至目标值，再以铁合金的形式加入Zr、Ce、La中的至少一种进行深脱氧，吹氩镇静≥10min后转至VD工位进行二次脱气；
S5：VD第二次脱气，VD精炼结束后钢液N含量进行检测，补充C至目标成分，并在真空环境下进行浇注，冷却凝固后获得马氏体耐热钢铸锭。
2.根据权利要求1所述马氏体耐热钢铸锭的冶炼方法，其特征在于，在步骤S2中，所述还原渣的碱度不低于5，且渣中(FeO)含量不高于0.6％。
3.根据权利要求1所述马氏体耐热钢铸锭的冶炼方法，其特征在于，在步骤S3中，所述高碱度保护渣的成分为CaO，Al2O3，SiO2和MgO，保护渣碱度CaO/SiO2不低于8。
4.根据权利要求1所述马氏体耐热钢铸锭的冶炼方法，其特征在于，在步骤S4中，Zr、Ce、La的加入量满足-8<lg[％Si]+4lg[％Zr]+3.8lg[％Ce]+3.7lg[％La]<-7。
5.根据权利要求1所述马氏体耐热钢铸锭的冶炼方法，其特征在于，在步骤S5中，若成分未达到目标要求，重新加入Zr、Ce、La脱氧剂后，再进行1～2次脱气。
6.根据权利要求1所述马氏体耐热钢铸锭的冶炼方法，其特征在于，在步骤S2中，钢液中Si含量不低于0.08％。
7.根据权利要求1所述马氏体耐热钢铸锭的冶炼方法，其特征在于，采用Zr、Ce、La中至少一种元素深脱氧，VD精炼后钢液单一元素残余含量不超过0.003％。
8.一种马氏体耐热钢铸锭，其特征在于，通过权利要求1-7任一项所述的冶炼方法制备获得，所述马氏体耐热钢铸锭按照质量百分数计，其化学成分为：C：0.08～0.14％；Si：≤0.2％；Al：≤0.015％；Mn：0.35～0.80％；Cr：8.6～9.5％；W：1.80～2.55％；Mo：0.20～0.60％；Co：2.5～3.2％；V：0.17～0.27％；Nb：0.04～0.07％；B：0.010～0.017％；N：0.006～0.012％；O：≤0.002％，其余为Fe。
9.一种权利要求1-7任一项所述的冶炼方法获得的马氏体耐热钢铸锭或权利要求8所述马氏体耐热钢铸锭的应用，其特征在于，所述马氏体耐热钢铸锭作为自耗电极进行电渣重熔，或直接锻造加工。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，马氏体耐热钢铸锭作为自耗电极进行电渣重熔，在重熔开始前对结晶器进行烘烤，时间不短于20min，充Ar至炉内O2含量<0.2％后供电，在保护气氛下进行重熔，重熔渣系采用CaF2-Al2O3-CaO-B2O3-MgO系预熔渣。
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