承压件用奥氏体不锈钢0Cr19Ni10连铸大圆坯的制备方法技术

本发明专利技术属于冶金技术领域，提供了一种承压件用奥氏体不锈钢0Cr19Ni10连铸大圆坯的制备方法，承压件用奥氏体不锈钢0Cr19Ni10的化学元素按质量百分比为：C=0.01～0.08%，Si=0.10~1.00%，Mn=0.10~2.00%，P≤0.035%，S≤0.010%，Ni=8.00~12.00%，Cr=18.00~20.00%，N=0.01~0.10%，Cu≤0.25%，Al=0.005~0.020%，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素；该方法依次包括原料经超高功率电弧炉冶炼、氩氧炉精炼、钢包精炼炉精炼、立式连铸机慢速浇注为大圆坯、大圆坯空冷及精整，本制备方法采用连铸方式高效生产当前行业规格最大的φ800mm奥氏体不锈钢连铸大圆坯，圆坯心部及表面质量良好，可替代锻坯用于承压件用奥氏体不锈钢坯料的生产，坯料出材率高，生产成本低。生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
承压件用奥氏体不锈钢0Cr19Ni10连铸大圆坯的制备方法


[0001]本专利技术属于冶金
，具体涉及一种承压件用奥氏体不锈钢0Cr19Ni10连铸大圆坯坯的制备方法。

技术介绍

[0002]0Cr19Ni10是一种应用广泛的奥氏体不锈钢，在石油、石化、电力等能源行业主要用于承压件，随着我国国民经济的快速发展，大规格承压件需求旺盛。
[0003]目前，作为生产承压件的原料，大规格奥氏体不锈钢坯料一般采用模铸钢锭锻造的方法来生产。模铸生产时，即便采用好的保护浇注手段，水口钢流与大气仍不可避免的会接触，造成二次氧化，中注管、汤道系统的耐火材料也会污染经炉外精炼的纯净度高的钢液。同时模铸钢锭锻造的方法生产奥氏体不锈钢坯料存在成材率低，加工成本高的问题。
[0004]不锈钢由于其变形抗力大，圆坯规格越大常规连铸生产所需的矫直力也越大，一方面当前的矫直设备满足不了，另一方面即便是设备能力能达到，过大的矫直力也会导致应力过大造成圆坯心部及表面出现裂纹类缺陷，因此常规连铸无法生产诸如Φ600mm规格以上的奥氏体不锈钢大圆坯。
[0005]中国专利申请CN 106191375 A公开了一种无缝钢管用含钛奥氏体不锈钢圆管坯连铸生产方法，但其实施例中钢包容量30吨、仅使用Φ200圆坯连铸机生产出连铸圆管坯。正是由于常规连铸无法生产大规格不锈钢圆坯，CN 114210893 A公开了一种大直径不锈钢圆管坯的制作方法，采用构筑多层复合坯的方式生产，先生产不锈钢板坯，再采用焊接、加热、镦粗拔长的方式生产大直径不锈钢圆管坯，该方法工艺流程复杂，生产周期及能耗较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足提供一种承压件用奥氏体不锈钢0Cr19Ni10连铸大圆坯坯的制备方法，该制备方法可采用连铸方式高效生产当前行业规格最大的φ800mm奥氏体不锈钢连铸大圆坯，圆坯心部及表面质量良好，可替代锻坯用于承压件用奥氏体不锈钢坯料的生产，坯料出材率高，生产成本低。
[0007]本专利技术解决上述问题的技术方案为：本专利技术提供一种承压件用奥氏体不锈钢0Cr19Ni10连铸大圆坯的制备方法，该制备方法的工艺流程为：原料
→
超高功率电弧炉冶炼+合金熔化炉化合金
→
氩氧精炼炉精炼
→
钢包精炼炉精炼
→
立式连铸机圆坯连铸
→
圆坯空冷
→
圆坯精整
→
成品；具体的步骤如下：步骤1）、超高功率电弧炉采用优质废钢和镍铁作为原料，按照质量百分比废钢占比例为70%、镍铁占比例为30%，电弧炉初炼钢水成分：C≤0.10％、P≤0.005％，温度≥1640℃出钢，出钢过程随钢流加入铝块1
‑
2kg/t、石灰3
‑
5kg/t；步骤2）、合金熔化炉熔化合金，炉料包括高碳铬铁220
‑
280kg/t、不锈钢返回料头
50
‑
100kg/t，熔清后温度≥1640℃出钢兑入超高功率电弧炉出钢后的钢包，之后钢包吊至氩氧精炼炉精炼；步骤3）、采用氩氧精炼炉精炼，兑钢后采用顶底复合吹进入自动吹炼模式，当碳含量≤0.40%、温度≥1640℃时抬氧枪，只用风枪吹炼；当碳含量≤0.01%、温度≥1700℃时，加入硅铁15
‑
25kg/t，还原6
‑
10分钟，之后扒除60%以上的炉渣后重新加入石灰8
‑
10kg/t、萤石1
‑
3kg/t、铝块1
‑
2kg/t进一步脱氧、脱硫，吹氮气增氮至氮含量0.06
‑
0.08%，温度≥1630℃出钢，出钢后转往钢包精炼炉精炼；步骤4）、采用钢包精炼炉精炼，根据最终产品各元素含量按目标Cr：18.15
‑
18.30%、目标Ni：8.05
‑
8.15%精调成分，成分合适后用喂丝机喂入0.15kg/t的Ca线对夹杂物进行变性处理，之后弱搅拌时间≥12分钟，温度1540
‑
1560℃吊包上连铸；上述精炼后的钢水成分：C=0.01～0.08%，Si=0.25～0.50%，Mn=0.40～1.00%，P≤0.035%，S≤0.005%，Ni=8.00～8.20%，Cr=18.05～18.30%，N=0.04～0.08%，Cu≤0.25%，Al=0.005～0.015%，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素；步骤5）、精炼好的钢水送到立式连铸机浇铸大圆坯，钢水通过长水口及长水口吹氩保护注入中间包内，长水口吹氩流量为80l/min；中间包永久层采用传热系数低的纳米绝热板来减少热辐射散热，中间包内钢水依次加入4
‑
6kg/t碱性覆盖剂和1.5
‑
2.5kg/t碳化稻壳来保温，中间包内钢水过热度控制在20
‑
40℃，中间包钢水通过整体式浸入式水口注入结晶器内，采用慢速浇注方法浇注为大圆坯，浇注速度为700
‑
900kg/min；结晶器内加结晶器保护渣保护钢液不被二次氧化，钢水在结晶器冷却水冷却条件下快速形成坯壳，结晶器冷却水流量1800
‑
3400L/min；结晶器长度为700mm，连铸二冷区总长度为2290mm，分为三个冷却区，其中一区长度240mm、比水量为0.03L/Kg，二区长度850mm、比水量为0.05L/Kg，三区长度1200mm、比水量为0.02L/Kg，一区为结晶器足辊处喷水冷却，二区、三区均为气雾喷水冷却；采用结晶器电磁搅拌+铸流电磁搅拌+末端电磁搅拌的三段式复合电磁搅拌来改善铸坯凝固质量，其中结晶器电磁搅拌频率为1
‑
2Hz，电流为100
‑
500A；铸流电磁搅拌频率为5
‑
10Hz，电流为50
‑
400A；末端电磁搅拌频率为2
‑
4Hz，电流为500
‑
1100A，末端电磁搅拌为螺旋式电磁搅拌器；步骤6）、圆坯出坯后进行空冷，空冷时圆坯应堆放在无穿膛风的干燥地面上；空冷至圆坯表面温度低于50℃后对圆坯表面进行精整，采用砂轮将圆坯表面的凹坑、截痕等表面缺陷清除，清除处应圆滑无尖锐棱角。
[0008]进一步的，在连铸过程中，为了实现慢速浇注，中间包永久层采用纳米绝热板保温以减少热辐射散热，中间包钢水采用碱性覆盖剂及碳化稻壳来保温；所用纳米绝热板要求600℃下热导率不大于0.08W/（m.k)，所用碱性覆盖剂的主要成分按照质量百分比为CaO：50～60%、Al2O3：25～35%、MgO：2～4%、SiO2≤4.0%、Fe2O3＜1.5%及H2O≤0.5%。
[0009]进一步的，本专利技术提供一种承压件用奥氏体不锈钢0Cr19Ni10连铸大圆坯的化学元素成分按质量百分比为：C=0.01～0.08%，Si=0.10～1.00%，Mn=0.10～2.00%，P≤0.03本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种承压件用奥氏体不锈钢0Cr19Ni10连铸大圆坯的制备方法，其特征在于，该制备方法的工艺流程为：原料
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超高功率电弧炉冶炼+合金熔化炉化合金
→
氩氧精炼炉精炼
→
钢包精炼炉精炼
→
立式连铸机圆坯连铸
→
圆坯空冷
→
圆坯精整
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成品；具体的步骤如下：步骤1）、超高功率电弧炉采用优质废钢和镍铁作为原料，按照质量百分比废钢占比例为70%、镍铁占比例为30%，电弧炉初炼钢水成分：C≤0.10％、P≤0.005％，温度≥1640℃出钢，出钢过程随钢流加入铝块1
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2kg/t、石灰3
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5kg/t；步骤2）、合金熔化炉熔化合金，炉料包括高碳铬铁220
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280kg/t、不锈钢返回料头50
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100kg/t，熔清后温度≥1640℃出钢兑入超高功率电弧炉出钢后的钢包，之后钢包吊至氩氧精炼炉精炼；步骤3）、采用氩氧精炼炉精炼，兑钢后采用顶底复合吹进入自动吹炼模式，当碳含量≤0.40%、温度≥1640℃时抬氧枪，只用风枪吹炼；当碳含量≤0.01%、温度≥1700℃时，加入硅铁15
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25kg/t，还原6
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10分钟，之后扒除60%以上的炉渣后重新加入石灰8
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10kg/t、萤石1
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3kg/t、铝块1
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2kg/t进一步脱氧、脱硫，吹氮气增氮至氮含量0.06
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0.08%，温度≥1630℃出钢，出钢后转往钢包精炼炉精炼；步骤4）、采用钢包精炼炉精炼，根据最终产品各元素含量按目标Cr：18.15
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18.30%、目标Ni：8.05
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8.15%精调成分，成分合适后用喂丝机喂入0.15kg/t的Ca线对夹杂物进行变性处理，之后弱搅拌时间≥12分钟，温度1540
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1560℃吊包上连铸；上述精炼后的钢水成分：C=0.01～0.08%，Si=0.25～0.50%，Mn=0.40～1.00%，P≤0.035%，S≤0.005%，Ni=8.00～8.20%，Cr=18.05～18.30%，N=0.04～0.08%，Cu≤0.25%，Al=0.005～0.015%，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素；步骤5）、精炼好的钢水送到立式连铸机浇铸大圆坯，钢水通过长水口及长水口吹氩保护注入中间包内，长水口吹氩流量为80l/min；中间包永久层采用传热系数低的纳米绝热板来减少热辐射散热，中间包内钢水依次加入4
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6kg/t碱性覆盖剂和1.5
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2.5kg/t碳化稻壳来保温，中间包内钢水过热度控制在20
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40℃，中间包钢水通过整体式浸入式水口注入结晶器内，采用慢速浇注方法浇注为大圆坯，浇注速度为700
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900kg/min；结晶器内加结晶器保护渣保护钢液不被二次氧化，钢水...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷冲，王怡群，李玉标，王文洋，王雪松，许海营，郑安雄，周鹏，高英丽，金会业，程晃，李占华，马姣，
申请(专利权)人：河南中原特钢装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：