[发明专利]一种低硅低铝高硼的马氏体不锈钢的冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼领域，具体地，涉及一种低硅低铝高硼的马氏体不锈钢的冶炼方法。

背景技术

以10Cr11Co3W3NiMoVNbNB(Co3W3)、12Cr10Co3W2NiMoVNbNB(Co3W2)和1Cr10Co3MoWVNbNB(Co3W)等钢种为代表的马氏体不锈钢，属于620℃超超临界汽轮机组用材。该类材料化学元素主要特点为Si、Al含量要求很低(Co3W3、Co3W2、Co3W要求Si≤0.10重量％、Al≤0.015重量％)，B含量范围较窄(Co3W3要求B0.01-0.04重量％，Co3W2要求B0.0025-0.0065重量％，Co3W要求B0.003-0.008重量％)。因该类材料特殊用途，技术文件要求冶炼所得到的电极棒必须进行电渣重熔以提高材料的组织均匀性和纯净度，而B为易烧损元素，其在冶炼和电渣重熔过程中均存在一定的烧损，因此要求冶炼所得到的电极棒中的B元素含量需要控制在比钢材要求含量略高的较窄范围内。

2006年我国开始进行该类材料国产化时，采用的工艺为真空感应炉冶炼工艺，该冶炼工艺选取纯Cr、纯Mo、纯铁等精料导致生产成本很高，并且由于真空感应炉吨位较低(6-12吨)导致生产效率不高。而现有的“电弧炉+VOD”工艺成本低且生产效率较高(可达40吨)，但是存在Si、Al和B的含量难以控制的关键技术问题，目前还没有采用“电弧炉+VOD”工艺冶炼该类材料的技术。

发明内容

本发明的目的是解决现有的“电弧炉+VOD”工艺难以控制马氏体不锈钢中Si、Al和B含量的问题，提供一种能够冶炼出符合相应型号要求的低硅低铝高硼的马氏体不锈钢的冶炼方法。

为了在电渣重熔后得到符合钢种要求的硼含量，冶炼所得的电极棒的B含量应当略高于钢种要求的范围，本发明的发明人发现，为了电渣重熔过程中更方便控制B含量，Co3W3的电极棒的B含量适宜为0.04-0.05重量％，Co3W2的电极棒的B含量适宜为0.015-0.02重量％，Co3W电极棒的B含量适宜为0.02-0.025重量％，其他钢种中的B含量以此类推。

本发明的发明人经过深入研究发现，与传统方法不同地，不将硅作为还原剂，可以较好地控制硅的含量；铝以铝粉的形式作为还原剂，可以迅速地被氧化为氧化物而进入渣中，从而使铝的含量更容易控制；在最后出钢时加入B，可以避免B被大量烧损，从而使B的含量在所需的范围内。

本发明提供了一种低硅低铝高硼的马氏体不锈钢的冶炼方法，以所述低硅低铝高硼的马氏体不锈钢的总重量为基准，Si的含量为≤0.1重量％，Al的含量为≤0.015重量％，B的含量为0.015-0.05重量％，

所述方法包括以下步骤：

(1)炉料准备；

(2)电弧炉粗炼：将炉料依次进行熔清、吹氧脱碳、预还原、还原和调整成分的过程，其中，所述预还原和还原的过程所用的还原剂为碳粉和/或Al粉；

(3)LF炉精炼：将电弧炉粗炼所得钢液用还原剂还原然后调整成分，所述还原剂为碳粉和Al粉；

(4)VOD炉精炼：将LF炉精炼所得钢液依次进行真空吹氧脱碳、还原和调整成分的过程；

(5)LF炉深度精炼：将VOD炉精炼所得钢液用还原剂还原，然后加入铁硼合金，所述还原剂为碳粉和Al粉；

(6)浇注。

本发明的冶炼方法与现有技术相比的优势在于：

1)生产成本较低，生产效率较高(可达40吨)；

2)解决了现有的“电弧炉+VOD”工艺难以控制马氏体不锈钢中Si、Al和B含量的问题，冶炼出了符合相应型号要求的低硅低铝高硼的马氏体不锈钢；

3)成品材具有高的纯净度、良好的力学性能和持久性能，能够作为超超临界汽轮机组用材。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种低硅低铝高硼的马氏体不锈钢的冶炼方法，以所述低硅低铝高硼的马氏体不锈钢的总重量为基准，Si的含量为≤0.1重量％，Al的含量为≤0.015重量％，B的含量为0.015-0.05重量％，

所述方法包括以下步骤：

(1)炉料准备；