CN103468864B - 一种1Cr21Ni5Ti钢冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢冶炼领域，具体是一种1Cr21Ni5Ti钢冶炼方法。首先在真空感应炉冶炼，选择Al含量（质量百分比）为≤2.0%的低Al钛铁，将配比好的原料装入真空感应炉熔化、精炼，在真空下浇注成成电极坯，冶炼过程不加Al脱氧；电渣重熔采用氩气保护下重熔，为了限制增Al，不添加Al粉脱氧，采用渣系配比（质量百分比）为：CaF₂≥80%，Al₂O₃≤20%，杂质元素含量FeO≤0.2%,SiO₂≤0.5%。电渣重熔采用较大充填比降低元素烧损，0.7≤

Description

一种1Cr21Ni5Ti钢冶炼方法

技术领域

本发明属于钢冶炼领域，具体是一种1Cr21Ni5Ti钢冶炼方法。

背景技术

1Cr21Ni5Ti是Ti稳定化的双相不锈钢，为了保持良好的耐晶间腐蚀性，钢中加入一定量Ti，但Ti和Al过高将使不锈钢的裂纹敏感性提高，所以目前对Ti的控制范围越来越窄，且限制Al含量≤0.1%。目前国内外冶炼1Cr21Ni5Ti，难点在于控制Ti烧损，且控制Al含量。钛铁中含有Al，使钢中残Al增加；电渣重熔过程Ti烧损严重，需适当加入TiO₂粉和Al进行保护，因此极易造成电渣锭Ti成分不均匀及增Al现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何解决Ti成分不均匀及增Al现象。

本发明所采用的技术方案是：一种1Cr21Ni5Ti钢冶炼方法，按照如下的方法进行： 步骤一、将微碳铬铁、高碳铬铁、电解锰、镍板、纯铁装入真空感应炉，混合后的质量百分比含量：0.09%≤碳≤0.14%，硅≤0.8%，锰≤0.8%，磷≤0.035%，硫≤0.03%，20%≤铬≤22%，4.8%≤镍≤5.8%，0.44%≤钛≤0.85%，铝≤0.1%，其余为铁，使用真空泵抽取真空感应炉中气体，压强≤10Pa时，启动真空感应炉开始熔炼，单位小时熔化量≤1/2炉最大容量；

步骤二、真空感应炉内部材料完全熔化后，通过真空泵控制真空感应炉内部压强为0.5Pa-1.5Pa控制温度在1550摄氏度，持续20分钟后，保持压强不变，从料斗加入低铝钛铁到真空感应炉，保持温度、压强不变持续10分钟后，停止真空感应炉将炉内部材料浇铸成电极；

步骤三、将电极进行表面扒皮或磨光，在氩气保护下，使用低铝渣系进行电渣重熔，在熔炼过程使用的结晶器保持：0.7≤                                                ≤0.75。采用大充填比：0.7-0.75（电极直径/结晶器直径,单位:mm），低熔速冶炼 ，熔化率熔化率（kg/h）=（0.8-0.85）×结晶器直径（mm），充填比大，可减小熔池的裸露面积，降低Ti烧损，低熔速，可使渣温降低，减少电极氧化、降低元素烧损。

作为一种优选方式：步骤二的低铝钛铁质量百分比含量为：69%≤钛≤71%，铝≤2%，硅≤0.2%，其余是铁。

作为一种优选方式：步骤三中的低铝渣系成分质量百分比为：CaF₂≥80%，Al₂O₃≤20%，FeO≤0.2%,SiO₂≤0.5%。该渣系熔点低，在重熔过程流动性好，可避免含Ti电渣锭常见的渣沟缺陷。Al₂O₃含量低，降低了渣中Al₂O₃活度，以抑制反应3Ti+2Al₂O₃=4Al+3TiO₂向右进行，减少重熔后钢中残铝量。

本发明的有益效果是：本实用在冶炼过程尽可能地减少铝的添加，有效地在满足冶炼过程中减少了铝的含量，同时在电渣重熔中使用大填充比有效地降低了Ti烧损。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。

实施例一

合金种类：1Cr21Ni5Ti。

本实施例的设备采用500kg真空感应炉：极限真空度为6.67×10^-2 Pa，电源功率为400KW，频率为1000HZ，公称容量500kg。

Ⅰ 真空感应炉装料：原料种类及重量(kg)。

将配比好的微碳铬铁、高碳铬铁、电解锰、镍板、纯铁装入炉内，合炉抽真空。钛铁成分（质量百分比）：Ti:70.2%,Al：1.4%,Si：0.15%,其余为Fe。混合物中碳=0.12%，硅=0.6%，锰=0.6%，磷≤0.035%，硫≤0.03%，铬=21%，镍=5%，钛=0.6%，铝≤0.1%，其余为铁

Ⅱ 熔化炉料：炉内压强不大于10Pa时，送电熔化炉料，熔化速度200kg/h。

Ⅲ 精炼：炉料全部化清（全部熔化）后，进入精炼期，精炼真空度1.0Pa,精炼温度1550℃,精炼时间20分钟。

Ⅳ合金化:从料斗在真空下加入钛铁,加入后继续精炼10分钟；

Ⅴ浇注

带电浇注成φ280mm电极。

Ⅵ电极坯表面处理：将浇注电极表面扒皮或磨光。

Ⅶ 电渣重熔：采用渣系配比（质量百分比）为：CaF₂≥80%，Al₂O₃≤20%，杂质元素含量FeO≤0.15%,SiO₂≤0.36%，渣量38kg，氩气保护下重熔，氩气流量12 L/min。防止重熔过程空气从保护罩缝隙中进入炉内，持续向保护罩内通入氩气，保持重熔过程保护罩内微正压。

结晶器尺寸：φ350×1650mm。

1）装料：将要熔炼的高温合金电极与假电极焊接在一起，并与电极夹持器连接。结晶器底部放置同材质引弧环、车屑和3.2kg的渣料。

2）惰性气体吹扫：闭合保护罩，通入Ar气进行炉底吹扫，同时开启排烟装置，使炉内空气排出，时间10分钟。

3）熔炼：渣料化清后，熔炼期开始，熔化率熔化率（kg/h）=（0.8-0.85）×结晶器直径（mm）。熔炼过程渣阻摆动＜0.5mΩ。充填比：0.77（电极直径/结晶器直径,单位:mm），

4）补缩：采用三阶段，先快速递减功率补缩，然后慢速递减功率补缩，最后恒功率保温。

5）模冷、脱模。

重熔后钢锭中Al≤0.08%，Ti头尾偏差0.07%，成分符合钢种标准。

实施例二

合金种类：1Cr21Ni5Ti，

本实施例的设备采用500kg真空感应炉：极限真空度为6.67×10^-2 Pa，电源功率为400KW，频率为1000HZ，公称容量500kg。

Ⅰ 真空感应炉装料：原料种类及重量(kg)。

将配比好的微碳铬铁、高碳铬铁、电解锰、镍板、纯铁装入炉内，合炉抽真空。钛铁成分：Ti:69.0%,Al：1.9%,Si：0.15%,其余为Fe。混合物中碳=0.11%，硅=0.5%，锰=0.6%，磷≤0.035%，硫≤0.03%，铬=20.8%，镍=4.6%，钛=0.55%，铝≤0.11%，其余为铁

Ⅱ 熔化炉料：炉内压强不大于10Pa时，送电熔化炉料，熔化速度≤1/2炉最大容量/小时。

Ⅲ 精炼：炉料全部化清后，进入精炼期，精炼真空度1.0Pa,精炼温度1550℃,精炼时间20分钟。

Ⅳ合金化:从料斗在真空下加入钛铁,成分为:加入后继续精炼10分钟；

Ⅴ浇注

带电浇注成φ280mm电极。

Ⅵ电极坯表面处理：将浇注电极表面扒皮或磨光。

Ⅶ 电渣重熔：采用渣系配比为：CaF₂：80%，Al₂O₃：20%，杂质元素含量FeO：0.15%,SiO2：0.45%，渣量38kg，氩气保护下重熔，氩气流量12 L/min。结晶器尺寸：φ350×1650mm。

1）装料：将要熔炼的高温合金电极与假电极焊接在一起，并与电极夹持器连接。结晶器底部放置同材质引弧环、车屑和总渣料8-10%的渣料。

2）惰性气体吹扫：闭合保护罩，通入Ar气进行炉底吹扫，同时开启排烟装置，使炉内空气排出，时间10分钟。

3）熔炼：渣料化清后，熔炼期开始，熔化率熔化率（kg/h）=（0.8-0.85）×结晶器直径（mm）。熔炼过程渣阻摆动＜0.5mΩ。充填比：0.75（电极直径/结晶器直径,单位:mm），

4）补缩：采用三阶段，先快速递减功率补缩，然后慢速递减功率补缩，最后恒功率保温。

5）模冷、脱模。

重熔后钢锭中Al≤0.08%，Ti头尾偏差0.08%，成分符合钢种标准。

Claims (3)

1.一种1Cr21Ni5Ti钢冶炼方法，其特征在于按照如下的方法进行： 步骤一、将微碳铬铁、高碳铬铁、电解锰、镍板、纯铁装入真空感应炉，混合后的质量百分比含量：0.09%≤碳≤0.14%，硅≤0.8%，锰≤0.8%，磷≤0.035%，硫≤0.03%，20%≤铬≤22%，4.8%≤镍≤5.8%，0.44%≤钛≤0.85%，铝≤0.1%，其余为铁，使用真空泵抽取真空感应炉中气体，压强≤10Pa时，启动真空感应炉开始熔炼，单位小时熔化量≤1/2炉最大容量；

步骤二、真空感应炉内部材料完全熔化后，通过真空泵控制真空感应炉内部压强为0.5Pa-1.5Pa，控制温度在1550摄氏度，持续20分钟后，保持压强不变，从料斗加入低铝钛铁到真空感应炉，保持温度、压强不变持续10分钟后，停止真空感应炉将炉内部材料浇铸成电极；

步骤三、将电极进行表面扒皮或磨光，在氩气保护下，使用低铝渣系进行电渣重熔，在熔炼过程使用的结晶器保持：0.7≤                                                ≤0.75。

2.根据权利要求1所述的一种1Cr21Ni5Ti钢冶炼方法，其特征在于：步骤二的低铝钛铁质量百分比含量为：69%≤钛≤71%，铝≤2%，硅≤0.2%，其余是铁。

3.根据权利要求1所述的一种1Cr21Ni5Ti钢冶炼方法，其特征在于：步骤三中的低铝渣系成分质量百分比为：CaF₂≥80%，Al₂O₃≤20%，FeO≤0.2%,SiO₂≤0.5%。