CN106636953A - 一种锅炉管用马氏体不锈钢p91冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶炼技术领域，主要涉及一种锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法，采用电弧炉/中频感应炉+氩氧精炼炉+LF精炼炉+真空脱气+LF+连铸的工艺流程；冶炼锅炉管马氏体不锈钢成分按质量百分比为：C=0.08～0.12%，Si=0.30~0.50%，Mn=0.30~0.60%，P≤0.015%，S≤0.010%，Ni≤0.40%，Cr=8.5%~9.5%，Mo=0.90~1.10%，V≤0.18~0.30%，Cu≤0.30%，N=0.03~0.07%，Nb=0.05~0.10%，Al≤0.020%,[As]≤0.015%、[Sn]≤0.010%、[Pb]≤0.010%、[Sb]≤0.010%、[Bi]≤0.010%，其余为Fe和少量其它元素；本发明的目的是提供一种夹杂物含量低、δ铁素体含量低满足、能连铸生产的锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法。

Description

一种锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法

技术领域

本发明属于冶炼技术领域，主要涉及一种锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法。

背景技术

P91是常用的亚临界、超临界高压锅炉管管壁用钢，常采用EAF+LF+VD+LF的冶炼方法，这种冶炼方法LF精炼过程中需采用微碳铬铁调整铬，防止碳高，较高碳铬铁相比成本高，同时在精炼炉精炼过程中大批调入合金6-8吨，LF炉冶炼时间在5小时以上，不能满足连铸生产需要。

发明内容

本发明的目的是根据现有技术的不足之处提供一种生产出来的P91夹杂物含量低、δ铁素体含量低的锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法。

本发明的技术方案是这样的：一种锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法，采用电弧炉/中频感应炉+氩氧精炼炉+精炼炉+真空脱气+精炼炉+连铸的工艺流程；冶炼锅炉管马氏体不锈钢成分按质量百分比为：C=0.08～0.12%，Si=0.30~0.50%，Mn=0.30~0.60%，P≤0.015%，S≤0.010%，Ni≤0.40%，Cr=8.5%~9.5%，Mo=0.90~1.10%，V≤0.18~0.30%，Cu≤0.30%，N=0.03~0.07%，Nb=0.05~0.10%，Al≤0.020%,[As]≤0.015%、[Sn]≤0.010%、[Pb]≤0.010%、[Sb]≤0.010%、[Bi]≤0.010%，其余为Fe和少量其它元素；

电弧炉选用五害元素低的优质废钢、生铁、海绵铁冶炼低磷、低五害元素含量的初炼钢水，原材料五害要求[As]≤0.012%、[Sn]≤0.009%、[Pb]≤0.009%、[Sb]≤0.009%、[Bi]≤0.009%；电弧炉出钢P≤0.003%，Ni≤0.40%，Cu≤0.25%，As]≤0.012%、[Sn]≤0.009%、[Pb]≤0.009%、[Sb]≤0.009%、[Bi]≤0.009%，出钢过程中钢包内用铝块、高锰进行沉淀脱氧。

中频炉熔化高碳铬铁和钼铁，与电炉出钢的钢水进行勾兑后，兑入氩氧精炼炉进行精炼，C、合金成分满足要求出钢进入精炼炉微调成分，后转入VD真空脱气，再返回精炼炉调整氮。

冶炼锅炉管用马氏体不锈钢成分按质量百分比为：C：0.08～0.12%；P≤0.012%；S≤0.005%；Ni：0.10～0.25%；Cr：8.50～9.00%；Mo：0.90～1.00%；V：0.20～0.25%；Mn：0.40～0.60%；Cu：≤0.20%；N：0.04～0.06%；Nb：0.06～0.10%； [As]≤0.012%、[Sn]≤0.010%、[Pb]≤0.010%、[Sb]≤0.005%、[Bi]≤0.010%，[Pb]+[Sb]+[Bi]+[As]+[Sn]≤0.035%。

一种锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法，冶炼工艺步骤如下：

步骤一：电弧炉初炼：炉料由专用废钢、五害低的生铁、海绵铁组成，不允许配入杂乱废钢，为保证性能要求，配料应保证熔清As≤0.012%、Sn≤0.010%、Pb≤0.010%、Sb≤0.005%、Bi≤0.010%；电弧炉出钢条件：终点[P]≤0.003%，出钢温度≥1640℃，出钢过程中包内加入铝块、高碳锰铁进行沉淀脱氧；

步骤二：中频料由高碳铬铁、钼铁、P91料头组成，总钢水量不超过10吨，采用自动上料系统加入高碳铬铁和钼铁，料头由天车吊起，加放在高碳铬铁和钼铁最上部，中频炉炉料熔清后，温度≥1590℃，取样，出钢前加Ca-Si粉对炉渣进行脱氧，温度≥1640℃与电弧炉配合出钢；

步骤三：兑钢前氩氧精炼炉内温度应≥900℃，炉内提前加入块状增碳剂，将钢包中的钢液兑入氩氧精炼炉中，兑钢后搅拌测温，使用自动吹炼模式；吹炼过程中根据需要补加石灰及必要的合金，C≤0.05%、Si≤0.25%、P≤0.012%、S≤0.005%、Cr7.50-7.90%、Mn0.30-0.40%、Mo 0.90-1.00%，温度≥1550℃出钢后转往精炼炉精炼；

步骤四：LF炉采用硅铁粉或硅钙粉进行脱氧，渣白后、温度≥1560℃取样，VD前精调Nb、Ni、V、Mo的含量，温度≥1610℃吊包进入真空罐脱气；

步骤五：VD真空脱气，破空后控制[H]≤1.5ppm，取样分析，之后立即吊回精炼炉；

步骤六：返回LF炉后送电化渣，一次性按目标值0.050-0.055%加入氮化铬铁合金加热脱氧取样、取气体样确保取样分析N含量0.045-0.055%之间；调整氮含量，氮化合金加完后氩气小流量搅拌，取样合适后，温度1580-1595℃,喂入钙线，弱搅拌吊往连铸平台；

步骤七：上钢测温，转至中包上方套长水口开浇，拉速按照中包温度控制在0.16-0.24m/min之间。

本发明的技术方案产生的积极效果如下：各工序紧密衔接，冶炼时间都控制在规定时间以内，提高了生产效率，降低了冶炼电耗，有利于连铸的生产组织；（2）IF熔化P91料头、高碳铬铁和钼铁，提高合金熔化效率，节约AOD时间；（3）利用AOD去碳保铬的特点，使用高碳Cr铁代替低碳Cr铁降低了成本；（4）LF炉用于成分微调，时间短、电耗低，降低钢包内衬消耗。

具体实施方式

一种锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法，采用电炉冶炼初炼钢水，工艺流程为：电弧炉(EAF)/中频感应炉（IF）+氩氧精炼炉（AOD）+LF精炼炉+真空脱气（VD）+LF+连铸（CC）+出坯退火。

冶炼工艺过程如下：

步骤一：电弧炉冶炼：电炉配入专用废钢60%、低五害生铁30%，低五害海绵铁10%送电前炉底内提前加入约1t增碳剂和1吨石灰，电炉熔清后取样检测As≤0.012%、Sn≤0.010%、Pb≤0.010%、Sb≤0.005%、Bi≤0.010%，电弧炉出钢条件：终点[P]≤0.003%，出钢温度≥1640℃；

步骤二：中频料由高碳铬铁7-8吨、钼铁0.5-0.8吨、P91料头1-2吨组成，配入前认真核对P含量，确保熔清后P符合要求，总钢水量不超过10吨，采用自动上料系统加入高碳铬铁和钼铁，料头由天车吊起，加放在高碳铬铁和钼铁最上部，送电，中频炉炉料熔清后，温度≥1590℃取样，出钢前加Ca-Si粉对炉渣进行脱氧，温度≥1640℃，满足出钢条件后与电弧炉配合出钢；

步骤三：兑钢前AOD炉内温度应≥900℃，炉内提前加入块状增碳剂≥400kg，专人指挥天车将钢包中的钢液兑入AOD中，兑钢后搅拌1～2分钟测温，使用氩气进入自动吹炼模式；吹炼过程中根据需要补加石灰及必要的合金，C≤0.05%、Si≤0.25%、P≤0.012%、S≤0.005%、Cr7.50-7.90%、Mn0.30-0.40%、Mo 0.90-1.00%，温度≥1550℃出钢后转往LF炉精炼；

步骤四：LF炉采用硅铁粉或硅钙粉2～6kg/t进行脱氧，渣白后、温度≥1560℃取样，VD前精调Nb、Ni、V、Mo符合成品要求，温度≥1610℃吊包进入真空罐脱气；

步骤五：在真空度≤0.7mbar下保持时间≥20分钟，破空后控制[H]≤1.5ppm，取样分析，之后立即吊回LF炉；

步骤六：返回LF炉一次性加入氮化合金按目标值0.05%调整氮含量，氮化合金加完后氩气小流量搅拌，取样合适后，温度1580-1595℃，按照0.2-0.7m/t喂入钙线，弱搅拌≥10min吊往连铸平台；

步骤七：上钢测温，转至中包上方套长水口开浇，拉速按照中包温度控制在0.16-0.24m/min之间。

按照上述步骤进行了五组冶炼，五组冶炼的化学成分表如下：

表1 5组冶炼的化学成分

Claims (5)

1.一种锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法，其特征在于：采用电弧炉/中频感应炉+氩氧精炼炉+精炼炉+真空脱气+精炼炉+连铸的工艺流程；冶炼锅炉管马氏体不锈钢成分按质量百分比为：C=0.08～0.12%，Si=0.30~0.50%，Mn=0.30~0.60%，P≤0.015%，S≤0.010%，Ni≤0.40%，Cr=8.5%~9.5%，Mo=0.90~1.10%，V≤0.18~0.30%，Cu≤0.30%，N=0.03~0.07%，Nb=0.05~0.10%，Al≤0.020%,[As]≤0.015%、[Sn]≤0.010%、[Pb]≤0.010%、[Sb]≤0.010%、[Bi]≤0.010%，其余为Fe和少量其它元素。

2.根据权利要求所述的一种锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法，其特征在于：电弧炉选用五害元素低的优质废钢、生铁、海绵铁冶炼低磷、低五害元素含量的初炼钢水，原材料五害要求[As]≤0.012%、[Sn]≤0.009%、[Pb]≤0.009%、[Sb]≤0.009%、[Bi]≤0.009%；电弧炉出钢P≤0.003%，Ni≤0.40%，Cu≤0.25%，As]≤0.012%、[Sn]≤0.009%、[Pb]≤0.009%、[Sb]≤0.009%、[Bi]≤0.009%，出钢过程中钢包内用铝块、高锰进行沉淀脱氧。

3.根据权利要求所述的一种锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法，其特征在于：中频炉熔化高碳铬铁和钼铁，与电炉出钢的钢水进行勾兑后，兑入氩氧精炼炉进行精炼，C、合金成分满足要求出钢进入精炼炉微调成分，后转入VD真空脱气，再返回精炼炉调整氮。

4.根据权利要求所述的一种锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法，其特征在于：冶炼锅炉管用马氏体不锈钢成分按质量百分比为：C：0.08～0.12%；P≤0.012%；S≤0.005%；Ni：0.10～0.25%；Cr：8.50～9.00%；Mo：0.90～1.00%；V：0.20～0.25%；Mn：0.40～0.60%；Cu：≤0.20%；N：0.04～0.06%；Nb：0.06～0.10%； [As]≤0.012%、[Sn]≤0.010%、[Pb]≤0.010%、[Sb]≤0.005%、[Bi]≤0.010%，[Pb]+[Sb]+[Bi]+[As]+[Sn]≤0.035%。

5.一种锅炉管用马氏体不锈钢P91冶炼方法，其特征在于：冶炼工艺步骤如下：

步骤一：电弧炉初炼：炉料由专用废钢、五害低的生铁、海绵铁组成，不允许配入杂乱废钢，为保证性能要求，配料应保证熔清As≤0.012%、Sn≤0.010%、Pb≤0.010%、Sb≤0.005%、Bi≤0.010%；电弧炉出钢条件：终点[P]≤0.003%，出钢温度≥1640℃，出钢过程中包内加入铝块、高碳锰铁进行沉淀脱氧；

步骤二：中频料由高碳铬铁、钼铁、P91料头组成，总钢水量不超过10吨，采用自动上料系统加入高碳铬铁和钼铁，料头由天车吊起，加放在高碳铬铁和钼铁最上部，中频炉炉料熔清后，温度≥1590℃，取样，出钢前加Ca-Si粉对炉渣进行脱氧，温度≥1640℃与电弧炉配合出钢；

步骤三：兑钢前氩氧精炼炉内温度应≥900℃，炉内提前加入块状增碳剂，将钢包中的钢液兑入氩氧精炼炉中，兑钢后搅拌测温，使用自动吹炼模式；吹炼过程中根据需要补加石灰及必要的合金，C≤0.05%、Si≤0.25%、P≤0.012%、S≤0.005%、Cr7.50-7.90%、Mn0.30-0.40%、Mo 0.90-1.00%，温度≥1550℃出钢后转往精炼炉精炼；

步骤四：LF炉采用硅铁粉或硅钙粉进行脱氧，渣白后、温度≥1560℃取样，VD前精调Nb、Ni、V、Mo的含量，温度≥1610℃吊包进入真空罐脱气；

步骤五：VD真空脱气，破空后控制[H]≤1.5ppm，取样分析，之后立即吊回精炼炉；

步骤六：返回LF炉后送电化渣，一次性按目标值0.050-0.055%加入氮化铬铁合金加热脱氧取样、取气体样确保取样分析N含量0.045-0.055%之间；调整氮含量，氮化合金加完后氩气小流量搅拌，取样合适后，温度1580-1595℃,喂入钙线，弱搅拌吊往连铸平台；

步骤七：上钢测温，转至中包上方套长水口开浇，拉速按照中包温度控制在0.16-0.24m/min之间。