一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：(一)EAF电弧炉粗炼；(二)AOD精炼；(三)浇注；(四)热加工锻造；(五)热处理。本发明专利技术的制备方法工艺步骤简单，易操作，适合工业化生产，通过对不锈钢化学成分的严格控制以及对冶炼、锻造、热处理工艺的优化设计，以进一步提高304LN核电用奥氏体不锈钢的耐蚀性能和力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法
本专利技术涉及金属冶炼
，尤其是涉及一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法。
技术介绍
奥氏体不锈钢由于具有良好的耐蚀性和力学性能，已经广泛用于核裂变反应堆高温环境部件的制备，如堆内构件、硼注箱、核乏料储运装置和核燃料水池等。然而，随着各种堆型核电站的建造、运行和容器的增大，以及结构(壁厚等)、腐蚀性等方面的研讨，目前通用的304LN奥氏体不锈钢其耐腐蚀性及力学性能已经无法满足实际需求，因此急需进一步提高304LN奥氏体不锈钢其耐腐蚀性及力学性能以适应核电工业的高速发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法，本专利技术的制备方法工艺步骤简单，易操作，适合工业化生产，通过对不锈钢化学成分的严格控制以及对冶炼、锻造、热处理工艺的优化设计，以进一步提高304LN核电用奥氏体不锈钢的耐蚀性能和力学性能。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：(一)EAF电弧炉粗炼选用GCr15或原生态SP≤0.02％的优质废钢作为原材料加入EAF电弧炉进行熔炼，原材料中配C的含C量≥0.7％，成分初控Cr≥17％，在镍铁脱P时，控制钢中Cr≤1.5％，在氧化期脱P时，控制熔池温度1510～1530℃，氧气压力0.4～0.5Mpa，脱P≤0.012％，脱C≥0.5％；氧化期流渣后，控制熔池温度1630～1660℃，取样分析，当P≤0.012％，调整钢水成分后，升温至1680～1700℃兑钢，兑钢时，主副枪全部吹N2，主枪压力6～7kg/cm2，副枪压力6～7kg/cm2。调整钢水成分以使钢水能适应随后的精炼炉的冶炼要求。(二)AOD精炼(1)I期吹炼：O2∶N2＝4～5∶1，其中氧气流量控制在850～900m3/h，同时控制成分Cr：18.2～18.5％，Ni：8.1～8.2％，温度控制在1650±10℃，终点C控制在0.2～0.25％。(2)II期吹炼：O2∶N2＝1～2∶1，其中氧气流量控制在850～900m3/h，加CaO，温度控制在1690℃±10℃，C控制在0.03～0.05％。(3)III期吹炼：O2∶N2＝1∶1～2，其中氧气流量控制在850～900m3/h，加CaO，待终点C控制≤0.01％时，温度控制在1690±10℃，纯吹Ar3～5min。(4)预还原：加入Si-Fe粉还原，取样分析，取样分析的Si≥0.30％时，控制温度在1700～1715℃，纯吹Ar4～5min，Ar流量400～600m3/h。(5)还原：扒渣全部，加入铝锭还原，同时加入CaO和CaF2重新造渣，调整Cr、Ni、Mn含量达到成品中下限时，纯吹Ar至少3min，Ar流量400～600m3/h，控制温度在1600±10℃，加入稀土。(6)出钢：将钢包调整好，对准钢包全流出钢，出钢时在钢流中加入CaSi块、硼铁。(三)浇注钢包烘烤温度≥800℃，镇静4～6min后开始浇注，钢锭模模温＞70℃，平板二块浇完，浇注时采用Ar保护。(四)热加工锻造总锻造比≥4，每火次变形量≥30％，头部切除量为15～16％，尾部切除量为5～6％，锻造温度范围1150～860℃，锻造后按退化工艺680～750℃×2.5分钟/毫米，空冷。(五)热处理淬火温度1030～1150℃，保温时间1.0～1.4分钟/毫米，油冷≤75℃后，空冷；回火温度630～680℃，保温时间2.3～2.7分钟/毫米，空冷。本专利技术中保温时间均按锻件截面厚度计算。作为优选，步骤(2)中，CaO的加入量为25～30kg/吨钢。作为优选，步骤(3)中，CaO的加入量为28～30kg/吨钢。作为优选，步骤(4)中，Si-Fe粉的加入量为10～12kg/吨钢。作为优选，步骤(5)中，铝锭的加入量为1～1.2kg/吨钢，CaO的加入量为28～30kg/吨钢，CaF2的加入量为7～8kg/吨钢，稀土的加入量为0.1～0.16kg/吨钢。作为优选，步骤(6)中出钢时，CaSi块的加入量为0.75～0.9kg/吨钢，硼铁的加入量为0.1～0.12kg/吨钢。因此，本专利技术的有益效果是：工艺步骤简单，易操作，适合工业化生产，通过对不锈钢化学成分的严格控制以及对冶炼、锻造、热处理工艺的优化设计，含N较高，提高奥氏体区，并控制氮化铬晶体在晶界上的析出，从而以进一步提高304LN核电用奥氏体不锈钢的耐蚀性能和力学性能。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。在本专利技术中，若非特指，所有百分比均为重量单位，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。实施例1一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：(一)EAF电弧炉粗炼选用原生态SP≤0.02％的优质废钢作为原材料加入EAF电弧炉进行熔炼，原材料中配C的含C量≥0.7％，成分初控Cr≥17％，在镍铁脱P时，控制钢中Cr≤1.5％，在氧化期脱P时，控制熔池温度1510～1530℃，氧气压力0.4～0.5Mpa，脱P≤0.012％，脱C≥0.5％；氧化期流渣后，控制熔池温度1630～1660℃，取样分析，当P≤0.012％，调整钢水成分后，升温至1680℃兑钢，兑钢时，主副枪全部吹N2，主枪压力6kg/cm2，副枪压力6kg/cm2。(二)AOD精炼(1)I期吹炼：O2∶N2＝4∶1，其中氧气流量控制在850m3/h，同时控制成分Cr：18.2～18.5％，Ni：8.1～8.2％，温度控制在1650±10℃，终点C控制在0.2～0.25％。(2)II期吹炼：O2∶N2＝1∶1，其中氧气流量控制在850m3/h，加CaO，CaO的加入量为25～30kg/吨钢，温度控制在1690℃±10℃，C控制在0.03～0.05％；(3)III期吹炼：O2∶N2＝1∶1～2，其中氧气流量控制在850m3/h，加CaO，CaO的加入量为28kg/吨钢，待终点C控制≤0.01％时，温度控制在1690±10℃，纯吹Ar3min；(4)预还原：加入Si-Fe粉还原，Si-Fe粉的加入量为10kg/吨钢，取样分析，取样分析的Si≥0.30％时，控制温度在1700～1715℃，纯吹Ar4min，Ar流量400m3/h；(5)还原：扒渣全部，加入铝锭还原，铝锭的加入量为1kg/吨钢，同时加入CaO和CaF2重新造渣，CaO的加入量为28kg/吨钢，CaF2的加入量为7kg/吨钢，调整Cr、Ni、Mn含量达到成品中下限时，纯吹Ar至少3min，Ar流量400m3/h，控制温度在1600±10℃，加入稀土，稀土的加入量为0.1kg/吨钢。(6)出钢：将钢包调整好，对准钢包全流出钢，出钢时在钢流中加入CaSi块、硼铁，CaSi块的加入量为0.75kg/吨钢，硼铁的加入量为0.1kg/吨钢。(三)浇注钢包烘烤温度≥800℃，镇静4min后开始浇注，钢锭模模温＞70℃，平板二块浇完，浇注时采用Ar保护。(四)热加工锻造总锻造比≥4，每火次变形量≥30％，头部切除量为15％，尾部切除量为5％，锻造温度范围1150～860℃，锻造后按退化工艺680℃×2.5分钟/毫米，空冷。(五)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(一)EAF电弧炉粗炼选用GCr15或原生态SP≤0.02％的优质废钢作为原材料加入EAF电弧炉进行熔炼，原材料中配C的含C量≥0.7％，成分初控Cr≥17％，在镍铁脱P时，控制钢中Cr≤1.5％，在氧化期脱P时，控制熔池温度1510～1530℃，氧气压力0.4～0.5Mpa，脱P≤0.012％，脱C≥0.5％；氧化期流渣后，控制熔池温度1630～1660℃，取样分析，当P≤0.012％，调整钢水成分后，升温至1680～1700℃兑钢，兑钢时，主副枪全部吹N2，主枪压力6～7kg/cm2，副枪压力6～7kg/cm2；(二)AOD精炼(1)I期吹炼：O2∶N2＝4～5∶1，其中氧气流量控制在850～900m3/h，同时控制成分Cr：18.2～18.5％，Ni：8.1～8.2％，温度控制在1650±10℃，终点C控制在0.2～0.25％；(2)II期吹炼：O2∶N2＝1～2∶1，其中氧气流量控制在850～900m3/h，加CaO，温度控制在1690℃±10℃，C控制在0.03～0.05％；(3)III期吹炼：O2∶N2＝1∶1～2，其中氧气流量控制在850～900m3/h，加CaO，待终点C控制≤0.01％时，温度控制在1690±10℃，纯吹Ar 3～5min；(4)预还原：加入Si‑Fe粉还原，取样分析，取样分析的Si≥0.30％时，控制温度在1700～1715℃，纯吹Ar 4～5min，Ar流量400～600m3/h；(5)还原：扒渣全部，加入铝锭还原，同时加入CaO和CaF2重新造渣，调整Cr、Ni、Mn含量达到成品中下限时，纯吹Ar至少3min，Ar流量400～600m3/h，控制温度在1600±10℃，加入稀土；(6)出钢：将钢包调整好，对准钢包全流出钢，出钢时在钢流中加入CaSi块、硼铁；(三)浇注钢包烘烤温度≥800℃，镇静4～6min后开始浇注，钢锭模模温＞70℃，平板二块浇完，浇注时采用Ar保护；(四)热加工锻造总锻造比≥4，每火次变形量≥30％，头部切除量为15～16％，尾部切除量为5～6％，锻造温度范围1150～860℃，锻造后按退化工艺680～750℃×2.5分钟/毫米，空冷；(五)热处理淬火温度1030～1150℃，保温时间1.0～1.4分钟/毫米，油冷≤75℃后，空冷；回火温度630～680℃，保温时间2.3～2.7分钟/毫米，空冷。...

【技术特征摘要】
1.一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(一)EAF电弧炉粗炼选用GCr15或原生态SP≤0.02％的优质废钢作为原材料加入EAF电弧炉进行熔炼，原材料中配C的含C量≥0.7％，成分初控Cr≥17％，在镍铁脱P时，控制钢中Cr≤1.5％，在氧化期脱P时，控制熔池温度1510～1530℃，氧气压力0.4～0.5Mpa，脱P≤0.012％，脱C≥0.5％；氧化期流渣后，控制熔池温度1630～1660℃，取样分析，当P≤0.012％，调整钢水成分后，升温至1680～1700℃兑钢，兑钢时，主副枪全部吹N2，主枪压力6～7kg/cm2，副枪压力6～7kg/cm2；(二)AOD精炼(1)I期吹炼：O2∶N2＝4～5∶1，其中氧气流量控制在850～900m3/h，同时控制成分Cr：18.2～18.5％，Ni：8.1～8.2％，温度控制在1650±10℃，终点C控制在0.2～0.25％；(2)II期吹炼：O2∶N2＝1～2∶1，其中氧气流量控制在850～900m3/h，加CaO，温度控制在1690℃±10℃，C控制在0.03～0.05％；(3)III期吹炼：O2∶N2＝1∶1～2，其中氧气流量控制在850～900m3/h，加CaO，待终点C控制≤0.01％时，温度控制在1690±10℃，纯吹Ar3～5min；(4)预还原：加入Si-Fe粉还原，取样分析，取样分析的Si≥0.30％时，控制温度在1700～1715℃，纯吹Ar4～5min，Ar流量400～600m3/h；(5)还原：扒渣全部，加入铝锭还原，同时加入CaO和Ca...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴增安，吴宇，吴亮，戴丹江，
申请(专利权)人：江浦不锈钢制造有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33