[发明专利]一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其是涉及一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法。

背景技术

奥氏体不锈钢由于具有良好的耐蚀性和力学性能，已经广泛用于核裂变反应堆高温环境部件的制备，如堆内构件、硼注箱、核乏料储运装置和核燃料水池等。然而，随着各种堆型核电站的建造、运行和容器的增大，以及结构(壁厚等)、腐蚀性等方面的研讨，目前通用的304LN奥氏体不锈钢其耐腐蚀性及力学性能已经无法满足实际需求，因此急需进一步提高304LN奥氏体不锈钢其耐腐蚀性及力学性能以适应核电工业的高速发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法，本发明的制备方法工艺步骤简单，易操作，适合工业化生产，通过对不锈钢化学成分的严格控制以及对冶炼、锻造、热处理工艺的优化设计，以进一步提高304LN核电用奥氏体不锈钢的耐蚀性能和力学性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：

(一)EAF电弧炉粗炼

选用GCr15或原生态SP≤0.02％的优质废钢作为原材料加入EAF电弧炉进行熔炼，原材料中配C的含C量≥0.7％，成分初控Cr≥17％，在镍铁脱P时，控制钢中Cr≤1.5％，在氧化期脱P时，控制熔池温度1510～1530℃，氧气压力0.4～0.5Mpa，脱P≤0.012％，脱C≥0.5％；氧化期流渣后，控制熔池温度1630～1660℃，取样分析，当P≤0.012％，调整钢水成分后，升温至1680～1700℃兑钢，兑钢时，主副枪全部吹N₂，主枪压力6～7kg/cm²，副枪压力6～7kg/cm²。调整钢水成分以使钢水能适应随后的精炼炉的冶炼要求。

(二)AOD精炼

(1)I期吹炼：O₂∶N₂＝4～5∶1，其中氧气流量控制在850～900m³/h，同时控制成分Cr：18.2～18.5％，Ni：8.1～8.2％，温度控制在1650±10℃，终点C控制在0.2～0.25％。

(2)II期吹炼：O₂∶N₂＝1～2∶1，其中氧气流量控制在850～900m³/h，加CaO，温度控制在1690℃±10℃，C控制在0.03～0.05％。

(3)III期吹炼：O₂∶N₂＝1∶1～2，其中氧气流量控制在850～900m³/h，加CaO，待终点C控制≤0.01％时，温度控制在1690±10℃，纯吹Ar 3～5min。

(4)预还原：加入Si-Fe粉还原，取样分析，取样分析的Si≥0.30％时，控制温度在1700～1715℃，纯吹Ar 4～5min，Ar流量400～600m³/h。

(5)还原：扒渣全部，加入铝锭还原，同时加入CaO和CaF₂重新造渣，调整Cr、Ni、Mn含量达到成品中下限时，纯吹Ar至少3min，Ar流量400～600m³/h，控制温度在1600±10℃，加入稀土。

(6)出钢：将钢包调整好，对准钢包全流出钢，出钢时在钢流中加入CaSi块、硼铁。

(三)浇注

钢包烘烤温度≥800℃，镇静4～6min后开始浇注，钢锭模模温＞70℃，平板二块浇完，浇注时采用Ar保护。

(四)热加工锻造

总锻造比≥4，每火次变形量≥30％，头部切除量为15～16％，尾部切除量为5～6％，锻造温度范围1150～860℃，锻造后按退化工艺680～750℃×2.5分钟/毫米，空冷。

(五)热处理

淬火温度1030～1150℃，保温时间1.0～1.4分钟/毫米，油冷≤75℃后，空冷；回火温度630～680℃，保温时间2.3～2.7分钟/毫米，空冷。本发明中保温时间均按锻件截面厚度计算。

作为优选，步骤(2)中，CaO的加入量为25～30kg/吨钢。

作为优选，步骤(3)中，CaO的加入量为28～30kg/吨钢。

作为优选，步骤(4)中，Si-Fe粉的加入量为10～12kg/吨钢。