CN108359915B - 一种Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法 - Google Patents

一种Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种Fe‑Ni低膨胀合金的冶炼方法，所述Fe‑Ni低膨胀合金的化学成分按质量百分比计为：C≤0.1％，Si≤0.3％，Mn≤0.5％，P≤0.01％，S≤0.01％，Ni 30％～40％，Cr 0.1％～0.3％，Co 0.1％～0.3％，O≤0.003％，N≤0.008％，H＜0.00015％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述Fe‑Ni低膨胀合金的冶炼方法为：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉外精炼→VD精炼；本发明实现了用转炉冶炼Fe‑Ni低膨胀合金，利用全铁水冶炼和转炉化学升温来保证钢质纯净度和降低能耗，利用Ni板代替废钢，在完成合金化的同时提升钢质纯净度，转炉出钢后经过LF精炼和VD真空脱气，调整钢水成分，并降低钢中气体含量。

Description

一种Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种利用转炉冶炼Fe-Ni低膨胀合金的方法。
背景技术
绝大多数的金属和合金都是在受热时体积膨胀，冷却时体积收缩，但Fe-Ni型合金由于它的铁磁性，在很大的温度变化范围内，具有因瓦效应的反常热膨胀，其膨胀系数极低，有时甚至为零或负值。正是由于这种优点，其主要用于制造在环境温度变化范围内，尺寸高度精确的零部件和在气温变化范围内尺寸近似恒定的元件，如精密仪器、仪表零件和随温度变化刻度漂移很小的无线电频率元件、天文仪器构架及钟表摆轮装置等。近年来，随着对因瓦合金的深入研究，其应用领域也不断扩展，如作为特殊结构材料使用，包括：光真空工业、海洋长途运输的液化天然气(LNG)储气罐、特殊传输电缆、大型电子望远镜的基座定位装置等。
目前在冶炼铁镍低膨胀合金时，主要采用的工艺为原料→电炉冶炼→AOD→LF精炼。采用电炉冶炼消耗大量的电能，成本高，精炼过程没有脱气工序，大量的Ni、Cr等合金含有的水气，带来H的增高，影响后续连铸或模铸工序和产品质量。
而对于以转炉为主的钢厂，急需开发出一种Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法，既能有效的利用现有装备，提高生产效率，又能够弥补传统工艺的不足。
发明内容
本发明提供了一种Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法，实现了用转炉冶炼Fe-Ni低膨胀合金，利用全铁水冶炼和转炉化学升温来保证钢质纯净度和降低能耗，利用Ni板代替废钢，在完成合金化的同时提升钢质纯净度，转炉出钢后经过LF精炼和VD真空脱气，调整钢水成分，并降低钢中气体含量。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法，所述Fe-Ni低膨胀合金的化学成分按质量百分比计为：C≤0.1％，Si≤0.3％，Mn≤0.5％，P≤0.01％，S≤0.01％，Ni 30％～40％，Cr0.1％～0.3％，Co 0.1％～0.3％，O≤0.003％，N≤0.008％，H＜0.00015％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法为：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉外精炼→VD精炼；具体步骤如下：
1)铁水预处理：
铁水预处理时根据铁水情况，向铁水中喷入石灰和钝化金属镁粉，将铁水S脱至小于0.002％，脱硫后彻底扒渣；
2)转炉冶炼：
转炉采用全铁水冶炼，加入Ni板；采取双联工艺进行冶炼，前半钢出钢目标C1.9％～2.5％，P＜0.010％，Ni 6％～8％，出钢温度＞1450℃；后半钢出钢目标C＜0.05％，P＜0.005％，Ni 15％～18％，出钢温度1690～1710℃，达到目标值后出钢；
3)LF炉外精炼：
钢水进LF炉后，先加入0.01％～0.03％的Al进行脱氧，再分批次加入Ni合金，每次加入量不超过25kg/吨钢，含量达到成分要求为止；根据炉内钢水的化学成分加入其它元素合金，直至达到目标值为止；LF精炼搬出目标C＜0.1％，Si＜0.1％，P＜0.009％，S＜0.005％，温度＞1600℃；
4)VD精炼：
钢水进入VD抽真空后，保持真空度＜66.7Pa的时间在15min以上，底吹氩气流量50～80Nm3/h；定H＜0.00015％，温度＞1560℃后搬出，准备上机浇注。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明实现了用转炉冶炼Fe-Ni低膨胀合金，利用全铁水冶炼和转炉化学升温来保证钢质纯净度和降低能耗，利用Ni板代替废钢，在完成合金化的同时提升钢质纯净度，转炉出钢后经过LF精炼和VD真空脱气，调整钢水成分，并降低钢中气体含量。
具体实施方式
本发明是一种Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法，所述Fe-Ni低膨胀合金的化学成分按质量百分比计为：C≤0.1％，Si≤0.3％，Mn≤0.5％，P≤0.01％，S≤0.01％，Ni 30％～40％，Cr0.1％～0.3％，Co 0.1％～0.3％，O≤0.003％，N≤0.008％，H＜0.00015％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法为：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉外精炼→VD精炼；具体步骤如下：
1)铁水预处理：
铁水预处理时根据铁水情况，向铁水中喷入石灰和钝化金属镁粉，将铁水S脱至小于0.002％，脱硫后彻底扒渣；
2)转炉冶炼：
转炉采用全铁水冶炼，加入Ni板代替常规工艺中加入的废钢；采取双联工艺进行冶炼，前半钢出钢目标C 1.9％～2.5％，P＜0.010％，Ni 6％～8％，出钢温度＞1450℃；后半钢出钢目标C＜0.05％，P＜0.005％，Ni 15％～18％，出钢温度1690～1710℃，达到目标值后出钢；
3)LF炉外精炼：
钢水进LF炉后，先加入0.01％～0.03％的Al进行脱氧，再分批次加入Ni合金，每次加入量不超过25kg/吨钢，含量达到成分要求为止；根据炉内钢水的化学成分加入其它元素合金，直至达到目标值为止；LF精炼搬出目标C＜0.1％，Si＜0.1％，P＜0.009％，S＜0.005％，温度＞1600℃；
4)VD精炼：
钢水进入VD抽真空后，保持真空度＜66.7Pa的时间在15min以上，底吹氩气流量50～80Nm3/h；定H＜0.00015％，温度＞1560℃后搬出，准备上机浇注。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例1】
本实施例中，所述Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法具体包括如下步骤：
(1)铁水预处理时进行脱硫处理，铁水量70t，处理完毕后铁水温度1293℃，S含量为0.0013％；脱硫后彻底扒渣；
(2)转炉采用全铁水冶炼，双联法操作，前半钢加Ni板5.5t，吹氧，前半钢出钢C：2.3％，P：0.009％，Ni：7.1％，出钢温度1512℃；后半钢加Ni板15t，吹氧，后半钢出钢C：0.025％，P：0.004％，Ni：16.1％，出钢温度1705℃。
(3)钢水进LF炉后，先加入18kgAl进行脱氧，再分批次加入Ni板，每次加入量为24kg/t钢，钢水中Ni含量达到35.8％时为止。LF搬出时，C：0.03％，Si：0.12％，Mn：0.35％，P：0.008％，S：0.003％，Cr：0.19％、Co：0.24％，温度：1687℃。
(4)钢水进入VD抽真空后，保持真空度＜66.7Pa的时间为20min，底吹氩气流量60Nm3/h。定H：0.00012％，温度：1610℃后，搬出准备上机浇注。
最终，本实施例所冶炼的Fe-Ni低膨胀合金的化学成分为C：0.03％，Si：0.12％，Mn：0.35％，P：0.008％，S：0.003％，Ni：35.8％，Cr：0.19％，Co：0.24％，O：0.0025，N≤0.0076，H：0.00012％。
【实施例2】
本实施例中，所述Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法具体包括如下步骤：
(1)铁水预处理时进行脱硫处理，铁水量70t，处理完毕后铁水温度1298℃，S含量为0.0015％；脱硫后彻底扒渣。
(2)转炉采用全铁水冶炼，双联法操作，前半钢加Ni板5.8t，吹氧，前半钢出钢C：1.9％，P：0.008％，Ni：7.4％，出钢温度1551℃；后半钢加Ni板17t，吹氧，后半钢出钢C：0.021％，P：0.003％，Ni：17.8％，出钢温度1692℃。
(3)钢水进LF炉后，先加入22.5kgAl进行脱氧，再分批次加入Ni板，每次加入22kg/t，钢水中Ni含量达到36.1％时为止；LF搬出C：0.022％，Si：0.15％，Mn：0.27％，P：0.007％，S：0.006％，Cr：0.19％、Co：0.27％，温度：1702℃。
(4)钢水进入VD抽真空后，保持真空度＜66.7Pa的时间25min，底吹氩气流量60Nm3/h。定H：0.00010％，温度：1625℃后，搬出准备上机浇注。
最终，本实施例所冶炼的Fe-Ni低膨胀合金的化学成分为C：0.023％，Si：0.15％，Mn：0.27％，P：0.007％，S：0.006％，Ni：36.1％，Cr：0.19％，Co：0.27％，O：0.0022％，N：0.0065％，H：0.00010％。
【实施例3】
本实施例中，所述Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法具体包括如下步骤：
(1)铁水预处理时进行脱硫处理，铁水量70t，处理完毕后铁水温度1290℃，S含量为0.0018％；脱硫后彻底扒渣。
(2)转炉采用全铁水冶炼，双联法操作，前半钢加Ni板5.8t，吹氧，前半钢出钢C：1.5％，P：0.007％，Ni：7.6％，出钢温度1571℃；后半钢加Ni板17.2t，吹氧，后半钢出钢C：0.020％，P：0.003％，Ni：18％，出钢温度1701℃。
(3)钢水进LF炉后，先加入23kgAl进行脱氧，再分批次加入Ni板，每次加入22kg/t，钢水中Ni含量达到35.9％时为止。LF搬出C：0.027％，Si：0.20％，Mn：0.35％，P：0.009％，S：0.007％，Cr：0.21％，Co：0.23％，温度：1691℃。
(4)钢水进入VD抽真空后，保持真空度＜66.7Pa的时间20min，底吹氩气流量60Nm3/h。定H：0.00013％，温度：1625℃后，搬出准备上机浇注。
最终，本实施例所冶炼的Fe-Ni低膨胀合金的化学成分为C：0.027％，Si：0.20％，Mn：0.35％，P：0.009％，S：0.007％，Ni：35.9％，Cr：0.21％，Co：0.23％，O：0.0025％，N：0.0059％，H：0.00013％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法，其特征在于，所述Fe-Ni低膨胀合金的化学成分按质量百分比计为：C≤0.1％，Si≤0.3％，Mn≤0.5％，P≤0.01％，S≤0.01％，Ni 30％～40％，Cr 0.1％～0.3％，Co 0.1％～0.3％，O≤0.003％，N≤0.008％，H＜0.00015％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述Fe-Ni低膨胀合金的冶炼方法为：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉外精炼→VD精炼；具体步骤如下：
1)铁水预处理：
铁水预处理时根据铁水情况，向铁水中喷入石灰和钝化金属镁粉，将铁水S脱至小于0.002％，脱硫后彻底扒渣；
2)转炉冶炼：
转炉采用全铁水冶炼，前半钢、后半钢分别加入Ni板并吹氧；采取双联工艺进行冶炼，前半钢出钢目标C1.9％～2.5％，P＜0.010％，Ni 6％～8％，出钢温度＞1450℃；后半钢出钢目标C＜0.05％，P＜0.005％，Ni 15％～18％，出钢温度1690～1710℃，达到目标值后出钢；
3)LF炉外精炼：
钢水进LF炉后，先加入0.01％～0.03％的Al进行脱氧，再分批次加入Ni合金，每次加入量不超过25kg/吨钢，含量达到成分要求为止；根据炉内钢水的化学成分加入其它元素合金，直至达到目标值为止；LF精炼搬出目标C＜0.1％，Si＜0.1％，P＜0.009％，S＜0.005％，温度＞1600℃；
4)VD精炼：
钢水进入VD抽真空后，保持真空度＜66.7Pa的时间在15min以上，底吹氩气流量50～80Nm3/h；定H＜0.00015％，温度＞1560℃后搬出，准备上机浇注。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN102719733B (zh) * 2011-03-29 2014-06-04 鞍钢股份有限公司 一种高镍钢的制造方法
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