TP316H奥氏体不锈钢的控氢方法技术

本发明专利技术公开了一种TP316H奥氏体不锈钢的控氢方法，包括：电弧炉冶炼钢坯、LF炉外精炼、VOD精炼、渣料烘烤、电渣冶炼，得到TP316H奥氏体不锈钢。本发明专利技术通过全流程控氢，解决了TP316H奥氏体不锈钢在冶炼生产过程中的H元素含量偏高的问题。含量偏高的问题。含量偏高的问题。

【技术实现步骤摘要】
TP316H奥氏体不锈钢的控氢方法


[0001]本专利技术属于冶金
，具体涉及一种TP316H奥氏体不锈钢的控氢方法。

技术介绍

[0002]目前核电发电过程中不产生SO2、N
x
O
y
和烟尘等大气污染物，是一种低碳环保的清洁能源，但是大口径不锈钢无缝钢管的研制与开发是制约核反应堆进一步发展的材料问题。目前我国原子能科学研究院研制600MW示范快堆工程，出于生产过程的安全管理考虑使用大口径不锈钢无缝钢管来代替焊管。根据设计要求用挤压不锈钢无缝钢管，并对不锈钢材料中的氢含量指标提出了苛刻的要求([H]≤5ppm)，目前国内大口径不锈钢无缝钢管挤压技术还处于空白状态，所以材料问题成为已制约示范快堆工程化发展的关键。
[0003]奥氏体不锈钢中由于存在残余铁素体和白点缺陷，会导致基体力学性能下降，在应力作用下产生开裂和内裂纹现象，突出表现在H含量集中的区域应力失效显示为脆性断裂，且会集中于无缝钢管表面。奥氏体不锈钢中H元素的扩散主要受影响于H元素在晶界的快速扩散和位错对H的捕捉，这也就关系到在敏化温度下组织中H元素的偏析、晶界与晶粒的力学性能以及敏化带的抗腐蚀性能下降。
[0004]在此基础上，调整并改进TP316H奥氏体不锈钢在冶炼生产过程中的控氢工艺对核电发展具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种TP316H奥氏体不锈钢的控氢方法，通过全流程控氢，解决了TP316H奥氏体不锈钢在冶炼生产过程中的H元素含量偏高的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术使用的技术解决方案是：
[0007]一种TP316H奥氏体不锈钢的控氢方法，包括：
[0008]电弧炉冶炼钢坯，去除钢液中有害元素，钢液温度≥1680℃后电弧炉出钢；LF炉外精炼，钢包内采用全覆盖精炼渣完全覆盖在钢液面上方，利用全覆盖精炼渣隔绝钢液的外部环境；全覆盖精炼渣成分包括：SiO
2 2～5wt％、Al2O
3 30～35wt％、CaO 30～35wt％、MgO 25～35wt％、REO 2～5wt％、Fe2O3≤0.5wt％；
[0009]VOD精炼，VD炉真空脱气，真空度P≤67Pa，时间：T＝40～50min，VD处理后氢元素含量≤2.0ppm；待钢液温度达到1480
‑
1510℃后进行氩气保护浇注电极坯，氩气流量控制在：V＝8
‑
10Nm3/h；
[0010]渣料烘烤，渣料烘烤制度：烘烤温度为T
烘烤
＝950
±
20℃，烘烤时间为t
烘烤
≥2h，渣温度至T
保温
＝450
±
10℃，保温时间为t
保温
≥2h；渣料烘烤后加入结晶器内进行起弧冶炼，向结晶器内通入高纯氩气，降低结晶器内气态水的浓度，电渣冶炼过程中渣料采用四元预熔渣，四元预熔渣成分包括：Al2O
3 25
±
3wt％、CaF
2 40
±
3wt％、CaO 25
±
3wt％、MgO 10
±
1wt％、Fe2O3≤0.1wt％；在冶炼过程中氩气保护，得到TP316H奥氏体不锈钢。
[0011]进一步，LF炉外精炼过程中，按比例加入SiO2、Al2O3、CaO、MgO、REO，添加合金元素
进行成分调控，成分合格后进行VD真空处理。
[0012]进一步，氩气保护浇注电极坯时，在钢锭模冒口挂绝热板、使用保护渣，以减少外界空气与钢液的接触，向钢锭模浇铸钢液完成后加发热剂和碳化稻壳保温，凝固后脱模空冷。
[0013]进一步，在电渣重熔过程中，预先向结晶器内通入高纯氩气，降低结晶器内气态水的浓度以提供高浓度氩气氛围的冶炼环境；在冶炼过程中全流程高纯氩气保护，氩气氛围中水分含量控制在小于4ppm。
[0014]进一步，TP316H奥氏体不锈钢成分包括：C 0.04～0.05wt％，Mn 1.00～2.00wt％，Si≤0.60wt％，P≤0.020wt％，S≤0.003wt％，Cr＝17.0
‑
18.0wt％，Ni 11.00
‑
12.50wt％，Cu≤0.05wt％，Mo 2.5
‑
3.0wt％，N 0.05
‑
0.007wt％，B≤0.0015wt％，O≤30ppm，H≤5ppm，余量为Fe。
[0015]进一步，TP316H奥氏体不锈钢中[H]≤1ppm。
[0016]本专利技术技术效果包括：
[0017]1、本专利技术通过全流程控氢，解决了TP316H奥氏体不锈钢在冶炼生产过程中的H元素含量偏高的问题，得到低氢含量TP316H奥氏体不锈钢。
[0018]本专利技术提供了降低TP316H奥氏体不锈钢中氢含量的渣系及操作方法，避免奥氏体不锈钢中由于存在残余铁素体和白点缺陷导致的安全管理问题。
[0019]控氢的全覆盖精炼渣，通过应用在钢水精炼过程中，能够实现了对钢液中氢元素的有效控制。氩气保护浇注能够减少外界空气与钢液的接触，氩气保护效果明显。
[0020]2、生产流程简单，操作方便，实用性强。
[0021]生产流程简单、易于操作、钢水纯净度高，能够改善产品质量、提高控氢效果，提高产品价值。
附图说明
[0022]图1是本专利技术中TP316H奥氏体不锈钢的控氢方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0023]以下描述充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
[0024]TP316H奥氏体不锈钢的控氢方法，具体步骤如下：
[0025]步骤1：进行电弧炉冶炼，造泡沫渣，尽可能去除钢液中的S、P等有害元素、氢及氧等气体；控制原材料中的S、P及As、Sn、Pb、Sb、Bi等有害元素，钢液温度≥1680℃后电弧炉出钢；
[0026]步骤2：在LF炉外精炼过程中，钢包内采用全覆盖精炼渣完全覆盖在钢液面上方，利用全覆盖精炼渣隔绝钢液的外部环境；
[0027]全覆盖精炼渣的成分：SiO
2 2～5wt％、Al2O
3 30～35wt％、CaO30～35wt％、MgO 25～35wt％、REO 2～5wt％、Fe2O3≤0.5wt％。
[0028]按比例加入SiO2、Al2O3、CaO、MgO、REO，并根据试样的化学分析结果添加合金元素，添加微碳铬铁、金属铬等合金，成分合格后进行VD真空处理。全覆盖精炼渣熔化后漂浮在钢
液上方，能够隔绝钢液上部空气，防止空气中H元素进入钢液。
[0029]全覆盖精炼渣在LF炉外精炼过程中的作用：
[0030](1)、隔绝空气，防止钢水氧化，减少钢水热量流失。
[0031](2)、增加钢水金属膜与渣系接触面表面占比，促进吸收上浮夹杂物。
[0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TP316H奥氏体不锈钢的控氢方法，其特征在于，包括：电弧炉冶炼钢坯，去除钢液中有害元素，钢液温度≥1680℃后电弧炉出钢；LF炉外精炼，钢包内采用全覆盖精炼渣完全覆盖在钢液面上方，利用全覆盖精炼渣隔绝钢液的外部环境；全覆盖精炼渣成分包括：SiO
2 2～5wt％、Al2O
3 30～35wt％、CaO 30～35wt％、MgO 25～35wt％、REO 2～5wt％、Fe2O3≤0.5wt％；VOD精炼，VD炉真空脱气，真空度P≤67Pa，时间：T＝40～50min，VD处理后氢元素含量≤2.0ppm；待钢液温度达到1480
‑
1510℃后进行氩气保护浇注电极坯，氩气流量控制在：V＝8
‑
10Nm3/h；渣料烘烤，渣料烘烤制度：烘烤温度为T
烘烤
＝950
±
20℃，烘烤时间为t
烘烤
≥2h，渣温度至T
保温
＝450
±
10℃，保温时间为t
保温
≥2h；渣料烘烤后加入结晶器内进行起弧冶炼，向结晶器内通入高纯氩气，降低结晶器内气态水的浓度，电渣冶炼过程中渣料采用四元预熔渣，四元预熔渣成分包括：Al2O
3 25
±
3wt％、CaF
2 40
±
3wt％、CaO 25
±
3wt％、MgO 10
±
1wt％、Fe2O3≤0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵乌云毕力格，贾晓斌，周仲成，邵忠伟，石宝凤，涂明金，胡永平，陈亮小，郭文斌，尹冉冉，张占川，贺永飞，黄文英，
申请(专利权)人：内蒙古北方重工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：