CN103820603B - 一种奥氏体不锈钢脱磷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种奥氏体不锈钢脱磷方法，该方法基于真空感应炉冶炼技术，采用Mg-Si合金作为脱磷剂，在高于10-1～10-2Pa的真空度下进行熔炼。本发明的奥氏体不锈钢脱磷方法能得到高的脱磷率，且不存在引入CaCl2、CaF2等助熔剂带来的问题，不会引入新的影响钢的性能的杂质元素，对环境的污染小。
Description
技术领域
本发明涉及奥氏体不锈钢的除磷技术，具体地提供了一种奥氏体不锈钢脱磷的方法。
背景技术
奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni8%～10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性，而且具有高韧性和塑性，应用非常广泛。
在奥氏体不锈钢的冶炼过程中，需要去除氧、硫、磷等杂质。采用氧化法可以将碳素钢或合金钢中的磷除到比较低的水平，但是对于Cr、Ni含量较高的奥氏体不锈钢，采用这种办法较难达到效果。工业上采用的CaC2脱磷的方法，处理后磷的含量仍然偏高、脱磷效果差。并且在脱磷时，往往加入氟化钙(CaF2)、氯化钙(CaCl2)等物质，或者同时加入CaF2与CaCl2。然而氯化钙容易潮解，潮解后不仅失去助熔能力，而且释放出有毒的氯气，因此工业生产中一般采用氟化钙。加入的氟化钙除了发挥助熔作用以外，还因为能够生成氟磷灰石而直接参与脱磷。但使用氟化钙助熔会造成环境问题，例如采用含氟废渣铺路或填埋会污染水源，影响环境。它与炉渣中的酸性组元形成多种含氟气体会损害现场人员的健康，此外，氟会使磷渣的枸溶率急剧降低而影响肥效，不利于资源的综合利用。
发明内容
发明目的：为解决上述技术问题，本发明提供本一种无需使用CaF2与CaCl2的奥氏体不锈钢脱磷方法。
技术方案：为实现上述技术方案，本发明提供了的一种奥氏体不锈钢脱磷方法，包括如下步骤：
（1）以Mg-Si合金为脱磷剂，Mg-Si合金的重量百分组成为Mg:45～55%，Si为余量，将奥氏体不锈钢合金料放入真空感应炉的MgO坩埚中，然后把脱磷剂Mg-Si合金放入料斗中，抽真空至10-1～10-2Pa，加热至坩埚中的原料全部熔化得到钢液；
（2）待步骤（1）中的钢液熔清后，精炼15～20分钟；
（3）停止熔炼，并向炉内充入102～103Pa的氩气；
（4）重新熔炼，并调整加热功率使钢液温度保持在在1450～1550℃；
（5）采用上覆法加入脱磷剂Mg-Si合金，进行脱磷；
（6）脱磷操作结束2-5分钟后再次抽真空至10-1～10-2Pa；
（7）调整钢液温度至熔点附近，开始浇铸钢锭；
（8）对浇铸的钢锭进行成分分析。
其中，所述Mg-Si合金的直径在2毫米以下。
所述步骤（6）中的脱磷剂分批次加入，每批次的中间间隔时间控制在1分钟以内。
作为优选，所述的脱磷剂分3次加入。
所述脱磷剂中除Mg、Si之外的其他每一种杂质元素的含量小于0.08%，如O、P、S、C、Fe、Mn等。
有益效果：与现有技术相比，本发明的奥氏体不锈钢脱磷技术不采用CaCl2、CaF2等助熔剂，避免了潮解、放出有毒气体、环境污染、损害现场人员健康等不利影响。通过采用真空熔炼并结合使用Mg-Si脱磷剂，其中的Mg作为还原剂脱磷，不引入其他杂质、脱磷效果好，且对于不同含磷量的钢液都适用。本发明脱磷方法进行脱磷处理之后，钢液中的磷含量低，不仅得到高的脱磷率，而且不会引入新的影响钢的性能的杂质元素。
具体实施方式
实施例1一种奥氏体不锈钢脱磷方法，包括如下步骤：
（1）准备粉末状Mg-Si合金，控制其直径在2毫米以下；将奥氏体不锈钢合金料放入真空感应炉的MgO坩埚中，然后把脱磷剂Mg-Si合金放入料斗中，抽真空至10-1～10-2Pa，加热至坩埚中的原料全部熔化得到钢液；
（2）待步骤（1）中的钢液熔清后，精炼15～20分钟；
（3）停止熔炼，并向炉内充入102～103Pa的氩气；
（4）重新熔炼，并调整加热功率使钢液温度保持在1460℃；
（5）采用上覆法分批加入脱磷剂Mg-Si合金，进行脱磷；本实施例中，分3批次加入脱磷剂；
（6）脱磷操作结束2-5分钟后再次抽真空至10-1～10-2Pa；
（7）调整钢液温度至熔点附近，开始浇铸钢锭；
（8）对浇铸的钢锭进行成分分析。
其中，使用的脱磷剂的质量组成百分比为：Mg：48.2％、Si：51.6％、O：0.04％、P：0.01％、S：0.04％、C：0.07％、Fe：0.03％、Mn:0.01%，处理的奥氏体不锈钢为316L不锈钢。脱磷结束后，结果表明，脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0182%，采用本发明的脱磷方法后，钢中磷含量[P]=0.0063%，脱磷率为65.4％。
实施例2奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为：Mg：46.4％、Si：53.38％、O：0.03％、P：0.01％、S：0.05％、C：0.06％、Fe：0.05％、Mn:0.02%，脱磷温度为1480℃。处理的316L不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0298%，采用本发明的方法后，钢中磷含量[P]=0.0085%，脱磷率为71.5％。
实施例3奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为：Mg：53.70％、Si：46.09％、O：0.03％、P：0.01％、S：0.04％、C：0.08％、Fe：0.04％、Mn:0.01%，脱磷温度为1550℃。处理的316L不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0623%，采用本发明的方法后，钢中磷含量[P]=0.0112%，脱磷率为82％。
实施例4奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为：Mg：51.1％、Si：48.8％、O：0.02％、P：0.01％、S：0.01％、C：0.04％、Fe：0.01％、Mn:0.01%，脱磷温度为1490℃。处理的316L不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0159%，采用本发明的方法后，钢中磷含量[P]=0.0023%，脱磷率为85.5％。
实施例5奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为：Mg：50.89％、Si：48.97％、O：0.03％、P：0.01％、S：0.04％、C：0.03％、Fe：0.02％、Mn:0.01%，脱磷温度为1520℃。处理的317不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0496%，采用本发明的方法后，钢中磷含量[P]=0.0052%，脱磷率为89.5％。
实施例6奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为：Mg：51.1％、Si：48.8％、O：0.02％、P：0.01％、S：0.01％、C：0.04％、Fe：0.01％、Mn:0.01%，脱磷温度为1530℃。处理的321不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0490%，采用本发明的方法后，钢中磷含量[P]=0.0032%，脱磷率为93.5％。
实施例7奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为：Mg：46.4％、Si：53.38％、O：0.03％、P：0.01％、S：0.05％、C：0.06％、Fe：0.05％、Mn:0.02%，脱磷温度为1490℃。处理的347不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0634%，采用本发明的方法后，钢中磷含量[P]=0.0092%，脱磷率为85.5％。
Claims (4)
1.一种奥氏体不锈钢脱磷方法，采用真空感应炉冶炼，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以Mg-Si合金为脱磷剂，Mg-Si合金的重量百分组成为Mg：45～55％，Si为余量，将奥氏体不锈钢合金料放入真空感应炉的MgO坩埚中，然后把脱磷剂Mg-Si合金放入料斗中，抽真空至10-1～10-2Pa，加热至坩埚中的原料全部熔化得到钢液；
(2)待步骤(1)中的钢液熔清后，精炼15～20分钟；
(3)停止熔炼，并向炉内充入102～103Pa的氩气；
(4)重新熔炼，并调整加热功率使钢液温度保持在在1450～1550℃；
(5)采用上覆法加入脱磷剂Mg-Si合金，进行脱磷；
(6)脱磷操作结束2-5分钟后再次抽真空至10-1～10-2Pa；
(7)调整钢液温度至熔点附近，开始浇铸钢锭；
(8)对浇铸的钢锭进行成分分析；
其中，所述的脱磷剂中除Mg、Si之外的其他每一种杂质元素的含量小于0.08％。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢脱磷方法，其特征在于，所述Mg-Si合金的直径在2毫米以下。
3.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢脱磷方法，其特征在于，所述步骤(5)中的脱磷剂分批次加入，每批次的中间间隔时间控制在1分钟以内。
4.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢脱磷方法，其特征在于，所述的脱磷剂分3次加入。
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