一种耐高温高浓度硫酸的奥氏体不锈钢的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种奥氏体不锈钢的制备方法，尤其涉及一种耐高温高浓度硫酸的奥氏体不锈钢的制备方法，属于奥氏体不锈钢技术领域。该方法依次包括配料、吹氧脱碳、还原、出钢、钢包精炼、浇铸、开坯与热轧等工艺步骤。本发明专利技术是一种耐高温高浓度硫酸的奥氏体不锈钢；经查询比对，现有技术的钢种中，国外公司开发的Zecor、Saramet35、sandvik SX与本发明专利技术钢种在材料设计、综合性能上比较相似，本发明专利技术钢种相比国外钢种，在材料制造工艺、成材率改善、耐腐蚀性能等方面优势更为明显。

Preparation of austenitic stainless steel with high temperature and high concentration of sulphuric acid

The invention relates to a preparation method of austenitic stainless steel, in particular to a preparation method of austenitic stainless steel with high temperature and high concentration of sulfuric acid, which belongs to the technical field of austenitic stainless steel. The method includes batching, blowing oxygen decarburization, reduction, tapping, ladle refining, casting, billet and hot rolling. The invention is a kind of austenitic stainless steel with high temperature and high concentration of sulfuric acid. In the steel species of the existing technology, the Zecor, Saramet35, Sandvik SX and this kind of steel developed by foreign companies are similar in material design and comprehensive performance. Improvement, corrosion resistance and other advantages are more obvious.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温高浓度硫酸的奥氏体不锈钢的制备方法
本专利技术涉及一种奥氏体不锈钢的制备方法，尤其涉及一种耐高温高浓度硫酸的奥氏体不锈钢的制备方法，属于奥氏体不锈钢

技术介绍
硫酸，作为一种重要的工业原料，也有工业之母之称，可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等，也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中，还可作化学试剂，在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。硫酸生产过程中的干燥塔和吸收塔，一般采用钢板外壳内衬耐酸瓷砖。多年生产实践表明，这种结构有诸多缺点：一是衬耐酸瓷砖的塔体渗漏率高，易发生钢壳胀裂等安全事故；二是钢壳衬砖的塔体十分笨重，且施工复杂，制造工期长，运行和维护成本高。硫酸的输运部件中，传统的耐腐蚀材料通常采用低铬铸铁、高硅铸铁、聚四氟乙烯、耐硫酸的不锈钢、镍基合金等，但是这些材料各有使用范围，或者成本太高，无法有效满足行业需求。据不完全统计，我国硫酸厂30%～40%的干燥塔、吸收塔发生过塔体腐蚀渗漏事故，塔体腐蚀渗漏后进行补漏处理的工作难度极大，而且往往是治标不治本。为此，国外装备及钢铁行业龙头企业开始联合研发特种不锈钢替代钢壳内衬耐酸瓷砖制造干吸塔，增加设备的安全性，降低生产运行维护成本。比如国外公司先后开发了Zecor（类似ASTMS38815）、Saramet35、sandvikSX（类似ASTMS32615）等牌号，但由于加工工艺、使用性能、成本等原因，未能在国内广泛应用。近年来个别国内化工企业开始进口特种耐硫酸不锈钢用于制造管壳式浓硫酸冷却器和干吸塔的分酸器，但绝大部分仍使用传统的钢壳内衬耐酸瓷砖制造的干燥、吸收塔。为此，硫酸（尤其高温高浓度硫酸）设备、工程施工行业迫切需要一种具有优异抗硫酸腐蚀、工艺加工性能、成本合理的新材料。
技术实现思路
本专利技术要解决上述技术问题，从而提供一种在高温高浓度硫酸环境下，尤其是温度在180摄氏度以上，酸浓度在90%以上，具有优异表现性能的奥氏体不锈钢的制备方法。由本专利技术方法制得的奥氏体不锈钢，可以用来制造硫酸工业生产设备中干燥塔、吸收塔、分流器等关键部件和系统。本专利技术解决上述问题的技术方案如下：一种耐高温高浓度硫酸腐蚀的奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：（1）配料：根据奥氏体不锈钢的化学成分以及烧损量配备原材料，将原材料熔成钢水，加入28~35kg/t的造渣剂进行初炼，用还原剂还原钢水中的氧化金属，调整钢水中的Cr含量高于所炼钢种规定的目标值的下限；钢水温度达到1625℃~1650℃时，钢水出炉；（2）吹氧脱碳：将钢水兑入氩氧精炼炉或真空脱碳精炼炉（AOD/VOD），先进行拉渣，接着根据兑钢成分计算应补加的合金原料，钢水温度保持在1600℃以上，然后进行精炼，初始碳含量在1.0%±0.2%时进行吹氧脱碳；补加28~35kg/t的造渣剂进行造渣，并控制温度达到1730℃，当碳低于0.018%时进入下一步骤；（3）还原：向钢水中加入10~15kg/t硅铁合金进行预还原，当渣中的铬氧化物还原完全后，去除全部预还原渣；加入金属硅进行合金化，使硅元素达到目标值；重新补加造渣剂，加入1.5~2.0Kg/T的强脱氧剂铝，进行深脱氧与脱硫；（4）出钢：对已完成脱氧的钢水进行化学成分分析，根据目标值必要时添加Ni、Cr、Mo等合金元素最终成分微调，吹入氩气搅拌，温度在1590~1630℃时，出钢进入LF钢包；（5）钢包精炼：利用电极化渣与升温，调温到浇铸温度，底吹氩气，弱搅拌，利用弥散型的氩气泡排除钢水中的非金属夹杂物；（6）浇铸：采用下注法，把LF钢包中的钢水浇铸形成钢锭，钢锭空冷后脱模；（7）开坯与热轧：把经过表面处理后钢锭通过锻造设备进行开坯；开坯后的钢坯进行再加热，进行棒材、线材或扁平材的热轧成型；对于大规格棒材，可由锻造设备直接成型；钢锭钢坯加热温度1140℃~1180℃，终轧或终锻温度保证在980℃以上；所述奥氏体不锈钢包括以下成分：Cr13~19.5wt%,Ni13~22wt%,Si4.5~6.5wt%,Cu0.30~1.5wt%,Mo0.75~2.5wt%,C≤0.07wt%,Mn≤2wt%,S≤0.015wt%,P≤0.03wt%,Al≤0.3wt%,以及不可避免的杂质,余量为Fe。作为上述技术方案的优选，C≤0.02wt%。作为上述技术方案的优选，Mn＜1.5wt%；Al≤0.1wt%。作为上述技术方案的优选，所述奥氏体不锈钢还包括以下成分：N≤0.025wt%。作为上述技术方案的优选，所述奥氏体不锈钢还包括以下成分：B0.001~0.008wt%。作为上述技术方案的优选，所述奥氏体不锈钢还包括稀土元素，稀土含量0.01~0.080wt%。作为上述技术方案的优选，所述不可避免的杂质包括：S＜0.005wt%,P＜0.030wt%,Bi＜0.025wt%,As＜0.025wt%,Pb＜0.025wt%,Sn＜0.025wt%,Sb＜0.025wt%。作为上述技术方案的优选，所述奥氏体不锈钢的组成为：Cr13~15wt%,Ni13~17wt%,Si5.0~6.5wt%，Cu0.75~1.5wt%,Mo0.75~1.5wt%,C≤0.02wt%，Mn≤1.5wt%，S≤0.005wt%，P≤0.03wt%，Al≤0.1wt%，N≤0.025wt%，B0.001~0.006wt%，稀土0.01~0.06wt%，Bi＜0.020wt%,As＜0.020wt%,Pb＜0.020wt%,Sn＜0.020wt%,Sb＜0.020wt%,余量为Fe。作为上述技术方案的优选，所述奥氏体不锈钢的组成为：Cr13~14wt%,Ni15~17wt%,Si5.5~6.5wt%，Cu0.8~1.2wt%,Mo0.8~1.2wt%,C≤0.02wt%，Mn≤1.5wt%，S≤0.005wt%，P≤0.03wt%，Al≤0.1wt%，N≤0.025wt%，B0.001~0.006wt%，稀土0.01~0.06wt%Bi＜0.020wt%,As＜0.020wt%,Pb＜0.020wt%,Sn＜0.020wt%,Sb＜0.020wt%,余量为Fe。作为上述技术方案的优选，所述奥氏体不锈钢的组成为：Cr16.5~19.5wt%,Ni19~22wt%,Si4.5~6.0wt%，Cu0.30~1.5wt%,Mo1.5~2.5wt%,C≤0.02wt%，Mn≤1.5wt%，S≤0.005wt%，P≤0.03wt%，Al≤0.1wt%，N≤0.025wt%，B0.001~0.006wt%，稀土0.01~0.06wt%Bi＜0.020wt%,As＜0.020wt%,Pb＜0.020wt%,Sn＜0.020wt%,Sb＜0.020wt%,余量为Fe。作为上述技术方案的优选，所述奥氏体不锈钢的组成为：Cr17.5~18.5wt%,Ni20~21wt%,Si4.8~5.8wt%，Cu0.8~1.2wt%,Mo1.8~2.2wt%,C≤0.02wt%，Mn≤1.5wt%，S≤0.005wt%，P≤0.03wt%，Al≤0.1wt%，N≤0.025wt%，B0.001~0.006wt%，稀土0.01~0.06wt%Bi＜0.020wt%,As＜0.020wt%,Pb＜0.02本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温高浓度硫酸的奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：（1）配料：根据奥氏体不锈钢的化学成分以及烧损量配备原材料，将原材料熔成钢水，加入28~35kg/t的造渣剂进行初炼，用还原剂还原钢水中的氧化金属，调整钢水中的Cr含量高于所炼钢种规定的目标值的下限；钢水温度达到1625℃~1650℃时，钢水出炉；（2）吹氧脱碳：将钢水兑入氩氧精炼炉或真空脱碳精炼炉（AOD/VOD），先进行拉渣，接着根据兑钢成分计算应补加的合金原料，钢水温度保持在1600℃以上，然后进行精炼，初始碳含量在1.0%±0.2%时进行吹氧脱碳；补加28~35kg/t的造渣剂进行造渣，并控制温度达到1730℃，当碳低于0.018%时进入下一步骤；（3）还原：向钢水中加入10~15kg/t硅铁合金进行预还原，当渣中的铬氧化物还原完全后，去除全部预还原渣；加入金属硅进行合金化，使硅元素达到目标值；重新补加造渣剂，加入1.5~2.0Kg/T的强脱氧剂铝，进行深脱氧与脱硫；（4）出钢：对已完成脱氧的钢水进行化学成分分析，根据目标值必要时添加Ni、Cr、Mo等合金元素最终成分微调，吹入氩气搅拌，温度在1590~1630℃时，出钢进入LF钢包；（5）钢包精炼：利用电极化渣与升温，调温到浇铸温度，底吹氩气，弱搅拌，利用弥散型的氩气泡排除钢水中的非金属夹杂物；（6）浇铸：采用下注法，把LF钢包中的钢水浇铸形成钢锭，钢锭空冷后脱模；（7）开坯与热轧：把经过表面处理后钢锭通过锻造设备进行开坯；开坯后的钢坯进行再加热，进行棒材、线材或扁平材的热轧成型；对于大规格棒材，可由锻造设备直接成型；钢锭钢坯加热温度1140℃~1180℃，终轧或终锻温度保证在980℃以上；所述奥氏体不锈钢包括以下成分：Cr 13~19.5wt%, Ni13~22wt%, Si 4.5~6.5wt%, Cu 0.30~1.5wt%, Mo 0.75~2.5wt%, C≤0.07wt%, Mn≤2wt%, S≤0.015wt%, P≤0.03wt%, Al≤0.3wt%,以及不可避免的杂质,余量为Fe。...

【技术特征摘要】
1.一种耐高温高浓度硫酸的奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：（1）配料：根据奥氏体不锈钢的化学成分以及烧损量配备原材料，将原材料熔成钢水，加入28~35kg/t的造渣剂进行初炼，用还原剂还原钢水中的氧化金属，调整钢水中的Cr含量高于所炼钢种规定的目标值的下限；钢水温度达到1625℃~1650℃时，钢水出炉；（2）吹氧脱碳：将钢水兑入氩氧精炼炉或真空脱碳精炼炉（AOD/VOD），先进行拉渣，接着根据兑钢成分计算应补加的合金原料，钢水温度保持在1600℃以上，然后进行精炼，初始碳含量在1.0%±0.2%时进行吹氧脱碳；补加28~35kg/t的造渣剂进行造渣，并控制温度达到1730℃，当碳低于0.018%时进入下一步骤；（3）还原：向钢水中加入10~15kg/t硅铁合金进行预还原，当渣中的铬氧化物还原完全后，去除全部预还原渣；加入金属硅进行合金化，使硅元素达到目标值；重新补加造渣剂，加入1.5~2.0Kg/T的强脱氧剂铝，进行深脱氧与脱硫；（4）出钢：对已完成脱氧的钢水进行化学成分分析，根据目标值必要时添加Ni、Cr、Mo等合金元素最终成分微调，吹入氩气搅拌，温度在1590~1630℃时，出钢进入LF钢包；（5）钢包精炼：利用电极化渣与升温，调温到浇铸温度，底吹氩气，弱搅拌，利用弥散型的氩气泡排除钢水中的非金属夹杂物；（6）浇铸：采用下注法，把LF钢包中的钢水浇铸形成钢锭，钢锭空冷后脱模；（7）开坯与热轧：把经过表面处理后钢锭通过锻造设备进行开坯；开坯后的钢坯进行再加热，进行棒材、线材或扁平材的热轧成型；对于大规格棒材，可由锻造设备直接成型；钢锭钢坯加热温度1140℃~1180℃，终轧或终锻温度保证在980℃以上；所述奥氏体不锈钢包括以下成分：Cr13~19.5wt%,Ni13~22wt%,Si4.5~6.5wt%,Cu0.30~1.5wt%,Mo0.75~2.5wt%,C≤0.07wt%,Mn≤2w...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建勇，顾晓暾，杜雯雯，陈根保，吴明华，慎琪琦，张跃良，邹伟民，
申请(专利权)人：永兴特种不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33