[发明专利]一种提高加压电渣重熔高氮马氏体不锈钢洁净度的方法

说明书

本发明的技术方案提供了一种提高加压电渣重熔高氮马氏体不锈钢洁净度的方法，涉及不锈钢冶炼领域。本发明提供的提高加压电渣重熔高氮马氏体不锈钢洁净度的方法，在加压电渣重熔时，使用由预熔渣添加Na₂O制备得到的渣料，能够提高熔渣‑金属间硫分配系数、改善脱硫传质动力学条件，从而强化加压电渣重熔脱硫能力，减少加压电渣重熔铸锭的夹杂物含量，仅以现有的加压电渣炉为基础，即可制备出硫含量更低、夹杂物尺寸更小、组织均匀且性能优异的电渣锭，实现了高氮马氏体不锈钢制备中高洁净度控制要求。

技术领域

本发明涉及不锈钢冶炼领域，具体涉及一种提高加压电渣重熔高氮马氏体不锈钢洁净度的方法。

背景技术

航空发动机主轴承作为支撑高低压转子平稳运转的核心部件，在高速、高温、重载及受力复杂的服役条件下运转，对高性能航空轴承材料需求迫切。高氮马氏体不锈钢是最具发展和应用前景的第三代高耐蚀、长寿命和高可靠性航空轴承钢。然而，轴承钢的洁净度是影响其疲劳寿命的关键因素，降低钢中氧、硫等杂质元素含量、减少夹杂物含量并改善其形态与分布是提升轴承钢性能的核心和关键。

目前，加压电渣重熔(PESR)是目前商业化生产高氮不锈钢的有效手段，其结合了电渣重熔和加压强化冷却的技术优势，可显著提高钢的洁净度、组织致密性并有效促进凝固组织细化。但是，在氮气加压的电渣重熔工艺中，气化脱硫反应因气氛氧势低而被抑制，导致脱硫效果低下，使得加压电渣重熔后铸锭硫含量较传统电渣重熔高，同时硫化物类夹杂相对较多。

因此，针对氮气加压的电渣重熔高氮马氏体不锈钢脱硫效率较低、夹杂物去除不彻底、铸锭洁净度难以满足高性能材料需求的难题，亟需发展进一步提高加压电渣重熔工艺脱硫和去夹杂能力以提高钢洁净度的方法，对加速推进高品质高氮马氏体不锈钢的制备与应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高加压电渣重熔高氮马氏体不锈钢洁净度的方法，该方法可以有效增强加压电渣重熔制备高氮马氏体不锈钢过程的脱硫和夹杂物去除效果，进一步降低铸锭硫含量，使得制备得到的高氮马氏体不锈钢电渣锭洁净度高且组织成分均匀。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种提高加压电渣重熔高氮马氏体不锈钢洁净度的方法，包括：

以待重熔高氮马氏体不锈钢锭作为自耗电极进行加压电渣重熔，得到高氮马氏体不锈钢电渣锭；所述加压电渣重熔的渣料由预熔渣添加Na₂O制备得到；所述Na₂O的质量为预熔渣质量的4.2～6.0％；所述加压电渣重熔的加压气体为氮气。

优选地，所述待重熔高氮马氏体不锈钢锭的组分按质量百分比计包括：C 0.25～0.35％，Mn≤1.0％，Cr 14.0～16.0％，Si≤1.0％，Mo 0.85～1.10％，Ni≤0.50％，N 0.3～0.5％，S≤0.01％，P≤0.03％和余量Fe。

优选地，所述预熔渣包括CaO-Al₂O₃-CaF₂预熔渣，Al₂O₃-CaF₂预熔渣，CaO-Al₂O₃-CaF₂-SiO₂预熔渣或CaO-Al₂O₃-CaF₂-MgO预熔渣。

优选地，所述加压电渣重熔包括依次进行的化渣、重熔、补缩和脱锭。

优选地，所述化渣的二次电压为27～34V，二次电流为1.8～2.1kA。

优选地，所述重熔的二次电压为36～38V，二次电流为2.0～2.6kA。

优选地，所述重熔过程还包括在重熔中期和重熔后期向结晶器内补加Na₂O。