一种超薄厚度耐高温浓硫酸奥氏体不锈钢的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超薄厚度耐高温浓硫酸奥氏体不锈钢的制备方法，属于奥氏体不锈钢技术领域。该法包括以下步骤：配料、吹氧脱碳、还原、出钢、钢包精炼、浇铸、开坯、热轧、固溶；其中，浇铸步骤中，钢锭形状为锥形方锭，钢锭尺寸大头边长450~520mm，钢锭小头400mm~450mm；开坯步骤中，开坯火次分为三火，第一火钢锭墩粗至800~900mm，第二火将板坯横向展宽，宽度达到530mm，第三火将板坯纵向拔长，达到要求尺寸（钢坯尺寸宽度大于550mm，厚度大于70mm）；本发明专利技术的超薄厚度耐高温浓硫酸的不锈钢，对于加热温度十分敏感，但按照本发明专利技术的制备方法，可有效避免由于温度原因造成的开裂等质量问题。效避免由于温度原因造成的开裂等质量问题。效避免由于温度原因造成的开裂等质量问题。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄厚度耐高温浓硫酸奥氏体不锈钢的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种超薄厚度的耐高温浓硫酸奥氏体不锈钢的制备方法，属于奥氏体不锈钢


技术介绍

[0002]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。
[0003]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，又或者成本太高，无法有效满足行业需求。
[0004]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ASTM S38815)、Saramet35、sandvik SX(类似ASTM S32615)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；近年来国内也有部分使用特种耐高温浓硫酸的钢板，但是钢板厚度大都≥6mm，针对介质工作压力比较小的反应容器，需要用到厚度偏薄(厚度≤6mm)的钢板；如果使用厚度≥6mm的钢板制造设备，会大幅增加设备制造成本，但是这种偏薄甚至超薄钢板制造难度很大，工艺稍微不当，整块钢板全部轧制开裂甚至压碎。
[0005]为此，硫酸(尤其高温高浓度硫酸)生产行业、需要使用硫酸的工程施工行业等迫切需要一种具有超薄尺寸、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

[0006]本专利技术要解决上述问题，从而提供一种超薄厚度耐高温浓硫酸奥氏体不锈钢的制备方法。本专利技术所述的超薄厚度是指厚度≤4.5mm，尤其是4.0～4.5mm。
[0007]本专利技术解决上述问题的技术方案如下：
[0008]一种超薄厚度耐高温浓硫酸奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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，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；
[0012]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；
[0013]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；
[0014]6)浇铸：采用下注法，把LF钢包中的钢水浇铸形成钢锭，钢锭缓慢冷却后脱模，冷却速度≤100℃/h，防止冷却速度过大，钢锭内应力过大产生开裂；钢锭形状为锥形方锭，钢锭尺寸大头边长450～520mm之间，钢锭小头在400mm～450mm之间；
[0015]7)开坯：把经过表面处理后的钢锭通过锻造设备进行开坯；钢锭加热温度1120～1190℃，终轧或终锻温度保证在950℃以上；钢坯尺寸宽度大于550mm，厚度大于70mm；开坯火次分为三火，第一火钢锭墩粗至800～900mm，第二火将板坯横向展宽，宽度达到530mm，第三火将板坯纵向拔长，达到要求尺寸；
[0016]8)热轧：第一次热轧，钢坯加热温度1130～1180℃，终轧温度保证在980℃以上；第一次热轧尺寸宽度大于1200mm，厚度大于15mm；第二次热轧，钢坯加热温度1140℃～1170℃，终轧温度保证在980℃以上；第二次热轧尺寸宽度大于1250mm，厚度在4.0～4.5mm之间；
[0017]9)固溶：固溶温度在1045～1075℃，保温时间10～15min。
[0018]本专利技术采用电弧炉
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AOD/VOD
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LF的工艺流程，具体地，在脱碳工序中，充分考虑不锈钢冶炼中铬
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碳
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温度的平衡关系，精确控制吹氧参数，配以合理的氧氩比或氧氮比控制，保证持续时间的快速升温和高温维持，使碳优先氧化，提高了供氧强度，吹氧时间明显缩短，减少铬的烧损，降低终点碳含量；同时精确控制温度，使炉温始终低于1730℃，减少铬的氧化。在预还原期，使用硅铁合金作为脱氧剂和合金剂进行脱氧，因在脱碳工序中合理的工艺参数设置与实施，铬的烧损与氧化明显降低，硅铁合金进行合金元素还原的用量也明显降低，期间要进行渣料补充，硅还原合金元素和渣料补充都是放热反应，减少硅铁合金的用量可以减少热量，减少为避免炉温过热而添加的冷却剂的用量，这不仅可防止炉衬受到严重侵蚀，更重要的是可充分发挥还原剂的作用，使富铬渣还原具有更佳的热力学条件。
[0019]本专利技术同时可满足AOD
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L炉的冶炼，吹氧升温时，采用侧部吹氧与顶部吹氧相结合的方式，并随着吹氧的不同阶段适时调整顶部氧枪与金属液面的距离，使AOD炉升温更快，减少铬的氧化时间，并保持炉渣良好的流动性；将温度保持在1660℃以上，保持较高的炉温有利于提高脱碳效率，减少还原剂的用量；辅以渣料中CaO/SiO2的质量分数比控制，利用高碱度渣利于脱硫，也减少了后续还原工序所用金属铝的用量；也减少高温下SiO2酸性渣对炉衬耐火砖中MgO的还原反应的进行，减少AOD炉衬的损耗，提高AOD炉炉龄。
[0020]作为上述技术方案的优选，步骤2)中，补加造渣剂控制渣料中CaO/SiO2的质量分数比大于或等于1.8。
[0021]作为上述技术方案的优选，步骤2)中，吹氧脱碳包括三个阶段，第一阶段的氧氩比
或氧氮比为4:1，碳含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超薄厚度耐高温浓硫酸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，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，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，钢锭缓慢冷却后脱模，冷却速度≤100℃/h；钢锭形状为锥形方锭，钢锭尺寸大头边长450~520mm之间，钢锭小头在400mm~450mm之间；7）开坯：把经过表面处理后的钢锭通过锻造设备进行开坯；钢锭加热温度1120~1190℃，终轧或终锻温度保证在950℃以上；钢坯尺寸宽度大于550mm，厚度大于70mm；开坯火次分为三火，第一火钢锭墩粗至800~900mm，第二火将板坯横向展宽，宽度达到530mm，第三火将板坯纵向拔长，达到要求尺寸；8）热轧：第一次热轧，钢坯加热温度1130~1180℃，终轧温度保证在980℃以上；第一次热轧尺寸宽度大于1200mm，厚度大于15mm；第二次热轧，钢坯加热温度1140℃~1170℃，终轧温度保证在980℃以上；第二次热轧尺寸宽度大于1250mm，厚度在4.0~4.5mm之间；9）固溶：固溶温度在1045~1075℃，保温时间10~15min。2.根据权利要求1所述的一种超薄厚度耐高温浓硫酸奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于：步骤2）中，补加造渣剂控制渣料中CaO/SiO2的质量分数比大于或等于1.8。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建勇，姚亮，杜雯雯，陈国强，徐威，丁斌华，金卫强，唐明琦，吴明华，代卫星，
申请(专利权)人：湖州永兴特种不锈钢有限公司，
类型：发明
国别省市：