[发明专利]电弧炉冶炼双相不锈钢增氮的方法

说明书

本发明公开了一种电弧炉冶炼双相不锈钢增氮的方法，该方法采用EAF→LF→VOD→LF的冶炼流程生产，包括钢液经过VOD炉冶炼后出钢至LF炉冶炼，所述LF炉冶炼过程中运用联合增氮技术，所述联合增氮技术包括向钢液中吹氮气与加入含氮的氮化铬铁相结合的方式增氮。本发明采用EAF→LF→VOD→LF的冶炼流程生产，成本降低40%以上，同时钢液成分得到有效控制，特别是氮元素和碳元素含量，且钢液质量由于经过了多道精炼炉工序显著提高。且采用联合增氮技术，能够将氮含量增到1800～2200PPM，一方面减少了合金量的加入，从而降低成本，另一方面避免钢液成分中的碳含量超标。

技术领域

本发明属于不锈钢的冶炼技术，具体涉及采用电弧炉冶炼双相不锈钢增氮的方法。

背景技术

双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，简称DSS），指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%～28%，Ni含量在3%～10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。双相不锈钢从20世纪40年代在美国诞生以来，已经发展到第三代。它的主要特点是屈服强度可达400～550MPa，是普通不锈钢的2倍，因此可以节约用材，降低设备制造成本。在抗腐蚀方面，特别是介质环境比较恶劣（如海水，氯离子含量较高）的条件下，双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢。

由于双相不锈钢具有优异的强度、疲劳强度和抗腐蚀性能，广泛运用于炼油、化肥、造纸、石油、化工等耐海水耐高温耐腐蚀的部件，是现代国防化工领域的重要部件，是现代装备制造业的核心部件，也需要相当的冶炼技术能力才能生产此种材料。

在双相不锈钢的实际生产中，国内常见的冶炼流程为：MF（中频炉）→AOD（氩氧精炼炉）→浇注，使用的原材料主要为工业纯铁、金属铬，增氮方式主要是在AOD炉过程中进行吹氮操作，采用这种冶炼方法的缺点为：成本高、钢液纯净度低，难以满足顾客对成本和质量的要求。

发明内容

为了解决现有技术冶炼双相不锈钢成本高、钢液纯净度低等不足，本发明提供一种电弧炉冶炼双相不锈钢增氮的方法，利用电弧炉冶炼双相不锈钢，属于控制容易、操作方便、成本低的冶炼双相不锈钢增氮的方法。

双相不锈钢根据合金的含量可以分为四类：

第一类属低合金型，代表牌号UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），钢中不含钼，PREN值为24-25，在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用。

第二类属中合金型，代表牌号是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N），PREN值为32-33，其耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间。

第三类属高合金型，一般含25%Cr，还含有钼和氮，有的还含有铜和钨，标准牌号UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN值为38-39，这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢。

第四类属超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号UNSS32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N），有的也含钨和铜，PREN值大于40，可适用于苛刻的介质条件，具有良好的耐蚀与力学综合性能，可与超级奥氏体不锈钢相的性能相当。