CN105648357A - 一种低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶炼技术领域，主要涉及一种低温冲击用马氏体不锈钢的冶炼生产技术，采用电弧炉+钢包精炼炉+VD炉内真空脱气的冶炼方式；冶炼的马氏体不锈钢成分按质量百分比为：C=0.10～0.15%，Si=0.20~1.0%，Mn=0.20~1.0%，P≤0.035%，S≤0.025%，Ni=0.10~0.60%，Cr=10.5%~13.5%，Mo=0.01~0.60%，V≤0.20%，Cu≤0.20%，N=0.005~0.05%，Nb=0.001~0.045%，余量主要为Fe。本发明提供了一种合金收得率高，成分控制精确温度、化学成分配比合理的低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法。

Description

一种低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法

技术领域

本发明属于冶炼技术领域，主要涉及一种低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法。

背景技术

API6A标准中石油井口装置和采油树中不锈钢阀体部件，主要材料为AISI410，此类材料按使用环境的不同，温度级别分为K、L、P、R、S、T、U、V七类，其中K级为使用要求最高的-60℃要求，L为-46℃，P为-29℃，R、S、T、U、V为-18℃，以上七类所要求的力学性能指标都是一样的，纵向最小平均冲击功27J。

AISI410材料，成分控制不当时易出现δ铁素体，且其存在回火脆性，钢液纯净度不够时低温冲击功稳定性较差。

专利文献CN103014526A公开了一种阀体用马氏体不锈钢及其制造方法，采用电弧炉初炼、AOD精炼、LF精炼、VD脱气进行冶炼，AOD精炼无法脱磷、且化学成分控制稳定性差、合金收得率低，极易造成钢液纯净度不足及化学成分配比不合适而造成低温冲击不稳定。该方法仅能满足P级要求，即-29℃冲击功≥27J。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足提供一种合金收得率高，成分控制精确温度、化学成分配比合理的低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法。

本发明的技术方案产生的积极效果如下：一种低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法，采用电弧炉+钢包精炼炉+VD炉内真空脱气的冶炼方式；冶炼的马氏体不锈钢成分按质量百分比为：C=0.10～0.15%，Si=0.20~1.0%，Mn=0.20~1.0%，P≤0.035%，S≤0.025%，Ni=0.10~0.60%，Cr=10.5%~13.5%，Mo=0.01~0.60%，V≤0.20%，Cu≤0.20%，N=0.005~0.05%，Nb=0.001~0.045%，余量主要为Fe。

冶炼的马氏体不锈钢成分按质量百分比为：C：0.11～0.15%，Si：0.20～0.40%，Mn：0.40～0.75%，P≤0.025%，S≤0.010%，Ni：0.35～0.50%，Cr：11.5～12.5%，Mo：0.15～0.30%，V：0.01～0.15%，Cu：0.01～0.15%，N：0.01～0.15%，Nb：0.01～0.045%。

在电弧炉内冶炼低碳、低磷、低有害元素含量初炼钢水，出钢过程中钢包内加入1～2吨铬铁进行合金化。

在钢包精炼炉内进行脱氧、脱硫及完全合金化，冶炼马氏体不锈钢，在VD炉内进行真空脱气；VD真空脱气后浇注为模铸钢锭。

冶炼工艺步骤如下：

步骤一：电弧炉初炼：炉料由二级及二级以上废钢、炉料由二级及二级以上废钢、碳结钢料头、生铁、海绵铁组成，不允许配入杂乱废钢。为保证低温冲击要求，配料应保证熔清As≤0.018%、Sn≤0.015%、Pb≤0.002%、Sb≤0.008%、Bi≤0.015%；电弧炉出钢条件：终点[C]≤0.03%、[P]≤0.005%，出钢温度≥1650℃，包内提前加入低碳铬铁随包烘烤；

步骤二：LF精炼：电炉出钢后转往LF工位进行精炼，LF炉用大功率送电，分批调整提前烘烤好的合金，合金烘烤温度150～300℃，每批加入量1.0～1.5吨，间隔时间10～15分钟；

步骤三：VD真空脱气：温度1640℃以上进入真空罐脱气，在≤0.5乇下保持时间20～30分钟，破空后在线定氢，控制[H]≤1.5ppm，出钢前吹氩弱搅拌时间15～30分钟，温度1535～1550℃吊包浇注；

步骤四：模铸：镇静时间5～8分钟，浇注为八角钢锭。

本发明的技术方案产生的积极效果如下：本发明的低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法冶炼的马氏体不锈钢，合金收得率高，C、Cr成分控制精确，化学成分配比合理，铁素体含量低，P、S、Cu、As、Sn、Pb、Sb、Bi元素控制较低，生产出来的马氏体不锈钢低温冲击功稳定性好，能同时满足P级、L级低温冲击要求。

具体实施方式

一种低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法，一种低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法，采用电弧炉+钢包精炼炉+VD炉内真空脱气的冶炼方式；冶炼的马氏体不锈钢成分按质量百分比为：C=0.10～0.15%，Si=0.20~1.0%，Mn=0.20~1.0%，P≤0.035%，S≤0.025%，Ni=0.10~0.60%，Cr=10.5%~13.5%，Mo=0.01~0.60%，V≤0.20%，Cu≤0.20%，N=0.005~0.05%，Nb=0.001~0.045%，余量主要为Fe。

在电弧炉内冶炼低碳、低磷、低有害元素含量初炼钢水，出钢过程中包内进行部分合金化。

在钢包精炼炉内进行脱氧、脱硫及完成合金化，冶炼马氏体不锈钢，在VD炉内进行真空脱气；VD真空脱气后浇注为模铸钢锭。

冶炼工艺步骤如下：

步骤一：电弧炉初炼：炉料由二级及二级以上废钢、碳（合）结钢料头、生铁、海绵铁等组成，不允许配入杂乱废钢。为保证低温冲击要求，配料应保证熔清As≤0.018%、Sn≤0.015%、Pb≤0.002%、Sb≤0.008%、Bi≤0.015%；电弧炉出钢条件：终点[C]≤0.03%、[P]≤0.005%，出钢温度≥1650℃，包内提前加入低碳铬铁随包烘烤；

步骤二：LF精炼：电炉出钢后转往LF工位进行精炼，LF炉用大功率送电，分批调整提前烘烤好的合金，合金烘烤温度150～300℃，每批加入量1.0～1.5吨，间隔时间10～15分钟；

步骤三：VD真空脱气：温度1640℃以上进入真空罐脱气，在≤0.5乇下保持时间20～30分钟，破空后在线定氢，控制[H]≤1.5ppm，出钢前吹氩弱搅拌时间15～30分钟，成分温度合适后可吊包浇注。

步骤四：模铸：镇静时间5～8分钟，浇注为八角钢锭。

分别冶炼了5炉钢，5炉化学元素数据分别如表1中所示，五炉钢试验的低温冲击值分别如表2中所示。

表1五炉钢试验的化学成分

表2五炉试验最终的低温冲击功

从表1、表2结果来看，本发明的实施例取的五炉钢试验的低温冲击功稳定性好、富余量大，能同时满足P级、L级低温冲击功要求。

Claims (5)

1.一种低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法，其特征在于：采用电弧炉+钢包精炼炉+VD炉内真空脱气的冶炼方式；冶炼的马氏体不锈钢成分按质量百分比为：C=0.10～0.15%，Si=0.20~1.0%，Mn=0.20~1.0%，P≤0.035%，S≤0.025%，Ni=0.10~0.60%，Cr=10.5%~13.5%，Mo=0.01~0.60%，V≤0.20%，Cu≤0.20%，N=0.005~0.05%，Nb=0.001~0.045%，余量主要为Fe。

2.根据权利要求1所述的一种低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法，其特征在于：冶炼的马氏体不锈钢成分按质量百分比为：C：0.11～0.15%，Si：0.20～0.40%，Mn：0.40～0.75%，P≤0.025%，S≤0.010%，Ni：0.35～0.50%，Cr：11.5～12.5%，Mo：0.15～0.30%，V：0.01～0.15%，Cu：0.01～0.15%，N：0.01～0.15%，Nb：0.01～0.045%。

3.根据权利要求1所述的一种低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法，其特征在于：在电弧炉内冶炼低碳、低磷、低有害元素含量初炼钢水，出钢过程中钢包内加入1～2吨铬铁进行合金化。

4.根据权利要求1所述的一种低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法，其特征在于：在钢包精炼炉内进行脱氧、脱硫及完全合金化，冶炼马氏体不锈钢，在VD炉内进行真空脱气；VD真空脱气后浇注为模铸钢锭。

5.根据权利要求1所述的一种低温冲击用马氏体不锈钢冶炼方法，其特征在于：冶炼工艺步骤如下：

步骤一：电弧炉初炼：炉料由二级及二级以上废钢、炉料由二级及二级以上废钢、碳结钢料头、生铁、海绵铁组成，不允许配入杂乱废钢;为保证低温冲击要求，配料应保证熔清As≤0.018%、Sn≤0.015%、Pb≤0.002%、Sb≤0.008%、Bi≤0.015%；电弧炉出钢条件：终点[C]≤0.03%、[P]≤0.005%，出钢温度≥1650℃，包内提前加入低碳铬铁随包烘烤；

步骤二：LF精炼：电炉出钢后转往LF工位进行精炼，LF炉用大功率送电，分批调整提前烘烤好的合金，合金烘烤温度150～300℃，每批加入量1.0～1.5吨，间隔时间10～15分钟；

步骤三：VD真空脱气：温度1640℃以上进入真空罐脱气，在≤0.5乇下保持时间20～30分钟，破空后在线定氢，控制[H]≤1.5ppm，出钢前吹氩弱搅拌时间15～30分钟，温度1535～1550℃吊包浇注；

步骤四：模铸：镇静时间5～8分钟，浇注为八角钢锭。