[发明专利]使用中频炉熔炼超级第三代双相不锈钢的方法

说明书

技术领域：本发明属于金属材料的冶炼技术类。它具体涉及一种使用普通设备熔炼超级第三代双相不锈钢的方法。

背景技术：随着近世纪工业的发展，各种新技术、新工艺、新材料不断涌现。不锈钢就是一种典型的正在不断发展着的新型高级合金材料。普通双相不锈钢是指它的金相组织为铁素体固溶相和奥氏体固溶相两相组成，这二个相中，较少的相，其含量也不应低于40％。通过正确控制化学成份和热处理工艺，使奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接特性与铁素铁不锈钢所具有的高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，使双相不锈钢有更好的不锈、耐蚀和力学性能。不仅如此，它还具有导热系数大、线膨胀系数小等优良综合特性。普通双相不锈钢在技术上的发展大体分为三个阶段：第一代双相不锈钢是上世纪四十年代由美国开发的。但由于它的含碳量较高（≤0.1％C），其焊接时会失去相平衡，沿晶粒边界析出碳化物，使上述双相不锈钢综合性能下降；第二代不锈钢是经德、英、法、瑞典和前苏联进一步研究，使双相不锈钢的成分在超低碳（≤0.03C％）条件下再增加氮就能减轻铬、镍等元素在双相中浓度分布的差异，从而明显的进一步提高其耐蚀性；第三代双相不锈钢是在上世纪八十年代开始发展至今，它是在第二代双相不锈钢的基础上，提高其钼含量达4％和氮含量最高达到0.3％，并根据不同需要，研制出多种双相不锈钢牌号，使其形成耐应力腐蚀、耐孔蚀、耐缝隙腐蚀、耐疲劳腐蚀、耐磨损腐蚀更好的多个品种的所谓超级双相不锈钢。目前，这种超级双相不锈钢近十年在炼油、石化、造纸、化肥、轻工、食品、能源、特别是除硫环保设备制造等工业领域应用得十分广泛，并能制造出多种复杂异形铸件。由于技术难度高，世界上只有极少数国家能生产该种材质的铸件。美国乔斯林钢公司研制成功世界第一台15t的AOD炉（ArgonOxyenDecarbari-Lation）。它使用的是氩氧脱碳法，此法是从炉侧壁风口吹入被氩稀释了的氧气，此种措施能确保吹入炉内的氧气全部参与反应。气体以高速吹入熔池深处，能使钢液和炉渣充分混合，增加了溶池中的反应速度，因而在短时间里就能使高铬钢液顺利地脱碳至极低，而金属则不致过分氧化。目前在国内生产不锈钢铸件的企业一般都没有AOD炉，因其价格昂贵，购一台进口的2t生产率的AOD炉就需2000万左右人民币。此后，国外及国内少数工厂又使用电孤炉-AOD炉双联或中频电炉（或电孤炉）-VOD炉生产此钢种。只使用普通中频电炉和一般技术是不能生产出此类合金符合用户要求的铸件，当前，天津市的企业对此类合金的中大型铸件生产就是空白。天津市东瑞钢铁铸造有限公司从2007年开始，接受采购商德国伊伯罗（北京）公司的这种超级耐蚀双相不锈钢材质大型电厂除硫泵阀体和蝶板铸件产品的订货，该产品重200-1200公斤，尺寸约φ350-φ2000毫米左右，属于高强度、超耐腐蚀和耐磨材料，其技术要求极严格，不准许出现裂纹、气孔、缩孔、缩松、砂孔等缺陷。对于面前技术条件柯刻、工艺难度极高的现实且经济条件并不充分的情况下正呼唤着一种新的工艺方法的出现。

发明内容：本发明的目的是为解决使用AOD炉熔炼不锈钢产品成本太高的问题特提出本方案———使用中频炉熔炼超级第三代双相不锈钢的方法。它能使用普通设备加上特殊的技术措施做出高质量要求的第三代双相不锈钢产品零件，它具有经济效果突出的特点。

按如上构思本发明所提出的使用中频炉熔炼超级第三代双相不锈钢的方法，其特征是采用了如下的技术措施：

①采用了烧结镁铝尖晶石砂MAS-50和电熔镁铝尖晶石砂各50％，混料制成复合碱性耐火材料的炉衬，粒度尺寸为0～30mm，其中＜1.0mm者不得超过5％;

②经其炉底加装吹氩装置，在修砌中频炉底时安装可快速装拆的中性耐火材料的弥散型透气砖，使吹氩气泡分散性高。

③熔炼时用快速热电偶测温，当钢液温度达1560～1580℃时从炉底的吹氩装置喷氩，气源压力为p＝0.01～0.02MPA，使喷气压力能吹动炉内钢液，液面有微微翻动，吹氩时间为10-20分钟；

④使用了316L回炉料或超级第三代双相不锈钢回炉料为主合计占 40-60 %左右，加配纯铁及其他炉料 60-40 %左右；

⑤经熔化吹氩气精炼熔炼后，用取样器取出钢液做光谱分析其成份，用含氮量在3～5％的氮化铬铁增氮达到要求值氮含量为0.12～0.22%，用炉前光谱仪测定至合格成分出钢；

⑥使用能保证了钢液纯净性的底注式的碱性自发热包衬钢包承接熔化的钢液。