CN102728801B - 不锈钢精密铸造用基料生产工艺 - Google Patents

Abstract

为解决现有技术不锈钢精密铸造用基料存在的不能满足对化学成分的特殊要求、铸造基料成本较高和不同炉的成分差异较大等问题，本发明提出一种不锈钢精密铸造用基料生产工艺，包括：采用电弧炉或中频感应炉对废钢返回料进行初炼；采用氩氧精炼炉AOD炉或真空脱气炉VOD炉对初炼的钢水进行精炼；根据谢菲尔相图和谢菲尔公式，计算铬当量Creq和镍当量Nieq；采用连铸技术浇铸基料坯。本发明的有益技术效果是充分利用不同返回料，减少不同批次铸造产品的化学成分差异，提高了整个生产流程产品合格率，降低了制造成本，同时，解决了不锈钢精密铸造用基料存在的不能满足对化学成分的特殊要求、铸造基料成本较高和不同炉的成分差异较大等问题。

Description

不锈钢精密铸造用基料生产工艺

技术领域

本发明涉及到一种精密铸造用基料生产工艺，特别涉及到一种不锈钢精密铸造用基料生产工艺。

背景技术

长期以来，原材料基料的供应或选择一直是困扰不锈钢铸造行业产品质量和产能发挥的难题。目前，不锈钢精密铸造所用的原材料基料主要通过以下几种方法获取。

1、采用清洗干净的不锈钢圆筒形压块，在钢水冶炼过程中根据成分情况添加Ni、Cr等铁合金。这种方法对于一些超低碳含量的不锈钢（如碳含量要求在0.03%以下的不锈钢），或者是对有害元素P、S等含量有特殊要求的不锈钢，由于压块本身都是普通不锈钢废料，因此，无法满足对化学成分的特殊要求。

2、很少的不锈钢返回料或采用优质碳素废钢通过大量添加Ni、Cr等铁合金达到产品化学成分要求。这种方法由于Ni、Cr等铁合金价格昂贵，最终导致铸造基料成本较高。

3、采用其它废钢返回块料，由于夹杂物多，大小不一，需要大量人工分选切割，从而导致成本增加。另外，采用其它废钢返回块料还将导致每批次不同炉的成分差异较大，这将会直接影响到下道工序产品质量的稳定性。

显然，现有技术不锈钢精密铸造用基料存在着不能满足对化学成分的特殊要求、铸造基料成本较高和不同炉的成分差异较大等问题。

发明内容

为解决现有技术不锈钢精密铸造用基料存在的不能满足对化学成分的特殊要求、铸造基料成本较高和不同炉的成分差异较大等问题，本发明提出一种不锈钢精密铸造用基料生产工艺。本发明不锈钢精密铸造用基料生产工艺包括：根据铸造产品要求及根据谢菲尔相图，即Schaeffler相图，和谢菲尔公式，即Schaeffler公式，计算铬当量Creq和镍当量Nieq；以废钢返回料及铁合金为原料并按计算要求进行配比；采用电弧炉或中频感应炉对废钢返回料及铁合金进行初炼；采用氩氧精炼炉AOD炉或真空脱气炉VOD炉对初炼的钢水进行精炼；采用连铸技术浇铸基料坯，其基料坯的形状为直径为φ50mm～φ200mm的圆棒或对角线长度为50mm~200mm的方坯；采用下式计算出精炼炉的最佳出钢温度：

T_出＝T_液＋△T₁＋△T₂＋△T₃＋△T₄＋△T₅

式中：T_出为钢水出钢温度；T_液为钢水液相线温度，根据谢菲尔相图求得；△T₁为钢水过热度，取值5℃～30℃，△T₂为出钢到钢包的温降值，△T₃为钢包吹氩及吸热的温降值，△T₄为钢水注入连铸中间包的温降值，△T₅为中间包前期吸热的温降值；其中，△T₂、△T₃、△T₄和△T₅根据现场实际测试求得。

进一步的，本发明不锈钢精密铸造用基料生产工艺包括以下步骤：

⑴根据谢菲尔相图，即Schaeffler相图，和谢菲尔公式，即Schaeffler公式，计算铬当量Creq和镍当量Nieq以及其他成分的配比，并以废钢返回料及铁合金为原料；

⑵在电弧炉或中频感应炉中对废钢返回料及铁合金进行熔化冶炼，并调整合金元素的含量使其与计算求得的成分范围相对相差不超过±10％；

⑶调整钢水温度到1400℃～1700℃范围后，将钢水兑入氩氧精炼炉AOD炉或真空脱气炉VOD炉进行精炼，吹入氧气进行脱碳、脱硅或脱硫；

⑷通过化学热将钢水加热到1500℃～1800℃，加入石灰、萤石并吹入氩气或氮气等进行精炼，通过造渣、扒渣的过程将有害夹杂物从钢水中脱除；

⑸检测钢水的化学成份，并根据检测结果添加合金元素；

⑹采用下式计算出精炼炉的最佳出钢温度，并将钢水注入连铸中间包：

T_出＝T_液＋△T₁＋△T₂＋△T₃＋△T₄＋△T₅

式中：T_出为钢水出钢温度；T_液为钢水液相线温度，根据谢菲尔相图求得；△T₁为钢水过热度，取值5℃～30℃，△T₂为出钢到钢包的温降值，△T₃为钢包吹氩及吸热的温降值，△T₄为钢水注入连铸中间包的温降值，△T₅为中间包前期吸热的温降值；其中，△T₂、△T₃、△T₄和△T₅根据现场实际测试求得；

⑺采用连铸技术浇铸基料坯，连铸速度在0.5m/min～5m/min之间，其基料坯的形状为圆柱形或方矩形，直径为φ50mm～φ200mm或对角线长度为50mm～200mm，长度小于6m；

⑻对基料坯表面进行修磨或剥皮，除去表面的氧化层或缺陷，并将基料坯定尺分割，其定尺长度小于1.0m；

⑼对基料坯进行检验，检验合格后方可标记包装入库。

进一步的，本发明不锈钢精密铸造用基料生产工艺根据谢菲尔相图，即Schaeffler相图和谢菲尔公式，即Schaeffler公式计算铬当量Creq和镍Nieq当量，包括，采用下式计算双相不锈钢022Cr22Ni5Mo3N的铬当量Creq和镍当量Nieq：

Creq＝Cr%＋Mo%＋1.5×Si%＋0.5×Nb%

Nieq＝Ni%＋30×（C＋N）%＋0.5×Mn%

式中：Creq为铬当量，Nieq为镍当量，Cr%、Mo%、Si%和Nb%分别为标称合金元素含量范围的中间值。

本发明不锈钢精密铸造用基料生产工艺的有益技术效果是充分利用不同返回料，减少不同批次铸造产品的化学成分差异，且钢水纯净度更高，提高整个生产流程产品合格率，降低了制造成本，同时，解决了现有技术不锈钢精密铸造用基料存在的不能满足对化学成分的特殊要求、铸造基料成本较高和不同炉的成分差异较大等问题。

附图说明

附图1是本发明不锈钢精密铸造用基料生产工艺流程图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明不锈钢精密铸造用基料生产工艺作进一步的说明。

具体实施方式

为解决现有技术不锈钢精密铸造用基料存在的不能满足对化学成分的特殊要求、铸造基料成本较高和不同炉的成分差异较大等问题，本发明提出一种不锈钢精密铸造用基料生产工艺。本发明不锈钢精密铸造用基料生产工艺包括：根据铸造产品要求及根据谢菲尔相图，即Schaeffler相图，和谢菲尔公式，即Schaeffler公式，计算铬当量Creq和镍当量Nieq；以废钢返回料及铁合金为原料并按计算要求进行配比；采用电弧炉或中频感应炉对废钢返回料进行初炼；采用氩氧精炼炉AOD炉或真空脱气炉VOD炉对初炼的钢水进行精炼；采用连铸技术浇铸基料坯，其基料坯的形状为直径为φ50mm～φ200mm的圆棒或对角线长度为50mm~200mm的方坯；采用下式计算出精炼炉的最佳出钢温度：

T_出＝T_液＋△T₁＋△T₂＋△T₃＋△T₄＋△T₅

式中：T_出为钢水出钢温度；T_液为钢水液相线温度，根据谢菲尔相图求得；△T₁为钢水过热度，取值5℃～30℃，△T₂为出钢到钢包的温降值，△T₃为钢包吹氩及吸热的温降值，△T₄为钢水注入连铸中间包的温降值，△T₅为中间包前期吸热的温降值；其中，△T₂、△T₃、△T₄和△T₅根据现场实际测试求得。

附图1是本发明不锈钢精密铸造用基料生产工艺流程图，由图可知，本发明不锈钢精密铸造用基料生产工艺包括以下步骤：

⑴根据铸造产品要求及谢菲尔相图，即Schaeffler相图，和谢菲尔公式，即Schaeffler公式，计算铬当量Creq和镍当量Nieq以及其他成分的配比，并以废钢返回料及铁合金为原料；

⑵在电弧炉或中频感应炉中对废钢返回料及铁合金进行熔化冶炼，并调整合金元素的含量使其与计算求得的成分范围相对相差不超过±10％；

⑶调整钢水温度到1400℃～1700℃范围后，将钢水兑入氩氧精炼炉AOD炉或真空脱气炉VOD炉进行精炼，吹入氧气进行脱碳、脱硅或脱硫；

⑷通过化学热将钢水加热到1500℃～1800℃，加入石灰、萤石并吹入氩气或氮气等进行精炼，通过造渣、扒渣的过程将有害夹杂物从钢水中脱除；

⑸检测钢水的化学成份，并根据检测结果添加合金元素；

⑹采用下式计算出精炼炉的最佳出钢温度，并将钢水注入连铸中间包：

T_出＝T_液＋△T₁＋△T₂＋△T₃＋△T₄＋△T₅

式中：T_出为钢水出钢温度；T_液为钢水液相线温度，根据谢菲尔相图求得；△T₁为钢水过热度，取值5℃～30℃，△T₂为出钢到钢包的温降值，△T₃为钢包吹氩及吸热的温降值，△T₄为钢水注入连铸中间包的温降值，△T₅为中间包前期吸热的温降值；其中，△T₂、△T₃、△T₄和△T₅根据现场实际测试求得；

⑺采用连铸技术浇铸基料坯，连铸速度在0.5m/min～5m/min之间，其基料坯的形状为圆柱形或方矩形，直径为φ50mm～φ200mm或对角线长度在50mm~200mm，长度小于6m；

⑻对基料坯表面进行修磨或剥皮，除去表面的氧化层或缺陷，并将基料坯定尺分割，其定尺长度小于1.0m；

⑼对基料坯进行检验，检验合格后方可标记包装入库。

对于计算双相不锈钢022Cr22Ni5Mo3N的精密铸造用基料，本发明不锈钢精密铸造用基料生产工艺根据谢菲尔相图，即Schaeffler相图和谢菲尔公式，即Schaeffler公式计算铬当量Creq和镍Nieq当量，包括，采用下式计算双相不锈钢022Cr22Ni5Mo3N的铬当量Creq和镍当量Nieq：

Creq＝Cr%＋Mo%＋1.5×Si%＋0.5×Nb%

Nieq＝Ni%＋30×（C＋N）%＋0.5×Mn%

式中：Creq为铬当量，Nieq为镍当量，Cr%、Mo%、Si%和Nb%分别为标称合金元素含量范围的中间值。

显然，本发明不锈钢精密铸造用基料生产工艺的有益技术效果是充分利用不同返回料，减少不同批次铸造产品的化学成分差异，且钢水纯净度更高，提高整个生产流程产品合格率，降低了制造成，同时，解决了现有技术不锈钢精密铸造用基料存在的不能满足对化学成分的特殊要求、铸造基料成本较高和不同炉的成分差异较大等问题。

Claims (1)

1.一种不锈钢精密铸造用基料生产工艺，其特征在于：该生产工艺包括：根据铸造产品要求及根据谢菲尔相图，即Schaeffler相图，和谢菲尔公式，即Schaeffler公式，计算铬当量Creq和镍当量Nieq；以废钢返回料及铁合金为原料并按计算要求进行配比；采用电弧炉或中频感应炉对废钢返回料及铁合金进行初炼；采用氩氧精炼炉AOD炉或真空脱气炉VOD炉对初炼的钢水进行精炼；采用连铸技术浇铸基料坯，其基料坯形状为直径为Φ50mm～Φ200mm的圆棒或对角线长度为50mm～200mm的方坯；采用下式计算出精炼炉的最佳出钢温度：

T_出＝T_液＋△T₁＋△T₂＋△T₃＋△T₄＋△T₅

式中：T_出为钢水出钢温度；T_液为钢水液相线温度，根据谢菲尔相图求得；△T₁为钢水过热度，取值5℃～30℃，△T2为出钢到钢包的温降值，△T₃为钢包吹氩及吸热的温降值，△T₄为钢水注入连铸中间包的温降值，△T₅为中间包前期吸热的温降值；其中，△T₂、△T₃、△T₄和△T₅根据现场实际测试求得；

其中，该生产工艺包括以下步骤：

⑴根据谢菲尔相图，即Schaeffler相图，和谢菲尔公式，即Schaeffler公式，计算铬当量Creq和镍当量Nieq以及其他成分的配比，并以废钢返回料及铁合金为原料；

⑵在电弧炉或中频感应炉中对废钢返回料及铁合金进行熔化冶炼，并调整合金元素的含量使其与计算求得的成分范围相对相差不超过±10％；

⑶调整钢水温度到1400℃～1700℃范围后，将钢水兑入氩氧精炼炉AOD炉或真空脱气炉VOD炉进行精炼，吹入氧气进行脱碳、脱硅或脱硫；

⑷通过化学热将钢水加热到1500℃～1800℃，加入石灰、萤石并吹入氩气或氮气等进行精炼，通过造渣、扒渣的过程将有害夹杂物从钢水中脱除；

⑸检测钢水的化学成份，并根据检测结果添加合金元素；

⑹采用下式计算出精炼炉的最佳出钢温度，并将钢水注入连铸中间包：

T_出＝T_液＋△T₁＋△T₂＋△T₃＋△T₄＋△T₅

式中：T_出为钢水出钢温度；T_液为钢水液相线温度，根据谢菲尔相图求得；△T₁为钢水过热度，取值5℃～30℃，△T₂为出钢到钢包的温降值，△T₃为钢包吹氩及吸热的温降值，△T₄为钢水注入连铸中间包的温降值，△T₅为中间包前期吸热的温降值；其中，△T₂、△T₃、△T₄和△T₅根据现场实际测试求得；

⑺采用连铸技术浇铸基料坯，连铸速度在0.5m/min～5m/min之间，其基料坯的形状为圆柱形或方矩形，直径为Φ50mm～Φ100mm或对角线长度为50mm～100mm，长度小于6m；

⑻对基料坯表面进行修磨或剥皮，除去表面的氧化层或缺陷，并将基料坯定尺分割，其定尺长度小于1.0m；

⑼对基料坯进行检验，检验合格后方可标记包装入库；

包括，采用下式计算双相不锈钢022Cr22Ni5Mo3N的铬当量Creq和镍当量Nieq：

Creq＝Cr%＋Mo%＋1.5×Si%＋0.5×Nb%

Nieq＝Ni%＋30×（C＋N）%＋0.5×Mn%

式中：Creq为铬当量，Nieq为镍当量，Cr%、Mo%、Si%和Nb%分别为标称合金元素含量范围的中间值。

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