CN111705219B - 一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系及其制备方法 - Google Patents

一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111705219B
CN111705219B CN202010622499.5A CN202010622499A CN111705219B CN 111705219 B CN111705219 B CN 111705219B CN 202010622499 A CN202010622499 A CN 202010622499A CN 111705219 B CN111705219 B CN 111705219B
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag system
stainless steel
titanium
silicon stainless
electroslag remelting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010622499.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111705219A (zh
Inventor
陈知伟
曹征宽
李荣之
何银珍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baowu Teye Hangyan Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Chongqing Iron & Steel Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Iron & Steel Institute Co ltd filed Critical Chongqing Iron & Steel Institute Co ltd
Priority to CN202010622499.5A priority Critical patent/CN111705219B/zh
Publication of CN111705219A publication Critical patent/CN111705219A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111705219B publication Critical patent/CN111705219B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/16—Remelting metals
    • C22B9/18—Electroslag remelting

Abstract

本发明公开了一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系及其制备方法，所述渣系以重量百分比计，包括如下成分CaF2：51.55～52.45；CaO：19.55～20.15；MgO：2.75～8；Al2O3：19.55～20.15；TiO2：3.85～4.25；SiO2：≤0.35。本发明提供的渣系能够避免高钛高硅不锈钢中的Ti、Si元素与氧反应形成新的有害夹杂物特别是D类细系夹杂物，提高了钢的纯净度，制备的高钛高硅不锈钢电渣锭符合相关标准和客户的需求。

Description

一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系及其制备方法
技术领域
本发明涉及电渣重熔技术领域，具体涉及一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系及其制备方法。
背景技术
随着我国高端装备领域特别是航天、航空、军工、核能等快速发展，对新型材料产品性能提出了更高的要求，针对特殊服役条件下的不锈钢提出了纯净度更高、成分和组织更均匀等要求。如非金属夹杂物要细小弥散分布，无明显的宏观成分偏析、无缩孔、疏松等铸造缺陷，组织均匀、细化，微观偏析很小，碳化物均匀细小等。
电渣重熔精炼是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法，其目的是提高金属纯度，改善铸锭结晶，是常见的钢铁的精炼方法。根据精炼的钢种的不同，用于重熔精炼的电渣的成分和含量也不同。
特殊服役条件下的不锈钢0Cr20Ni24Si4Ti钢种标准含量规定：钛(0.40％～0.80％)、硅(3.50％～4.50％)、Cr(19.0％～21.0％)、Ni(23.0％～25.0％)，钛、硅元素较一般的不锈钢含量高，熔点比一般的不锈钢低100℃。钛、硅等元素为易氧化元素，在电渣重熔冶炼过程中，容易与渣系中的氧和氮等其它元素反应，引起钢锭内部钛、硅、铝元素含量降低，并在钢液内形成新的有害夹杂物，电渣锭表面质量差，特别是钢锭大头(尾端)渣沟严重(参见附图1)。由于电渣钢锭内部夹渣、夹杂严重，脆性夹杂物(主要是D类的细系夹杂物)超标情况突出，导致电渣钢锭锻造时就出现开裂甚至断裂报废(参见附图2)。
因此，需要一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系，以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有的电渣重熔精炼高钛高硅不锈钢时，钛、硅元素容易与渣系中的氧反应形成新的有害夹杂物，电渣钢锭质量差不能满足使用需求的问题，提供一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：
一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系，以重量百分比计，包括如下成分：
CaF2：51.55～52.45；
CaO：19.55～20.15；
MgO：2.75～8；
Al2O3：19.55～20.15；
TiO2：3.85～4.25；
SiO2：≤0.35。
进一步，以重量百分比计，包括如下成分：
CaF2：51.55～52.45；
CaO：19.55～20.15；
MgO：2.75～3.15；
Al2O3：19.55～20.15；
TiO2：3.85～4.25；
SiO2：≤0.35。
其中，以重量百分比计，还包括：C≤0.035；P≤0.013；S≤0.018；H2O≤0.03。
本发明还公开一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系的制备方法，将购买的CaF2、CaO、MgO、Al2O3、TiO2原材料在生产现场按照渣系的比例进行配制，再用电阻炉在850℃下保温4～6小时即可。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明提供的CAF52D渣系具有较高含量的CaO，能够与渣系中的Al2O3和SiO2结合成诸如CaO·Al2O3，2CaO·SiO2和CaO·SiO2等复杂的化合物，有效降低渣系中的Al2O3、SiO2的活度，促进Al、Si等易氧化元素在电渣重熔时的金属—熔渣薄膜处与氧的反应，从而降低氧含量，避免高钛高硅不锈钢中的Ti、Si元素与氧反应形成新的有害夹杂物特别是D类细系夹杂物，提高了钢的纯净度，制备的0Cr20Ni24Si4Ti电渣锭符合相关标准和客户的需求。而且，较高含量的CaO还能够增加渣系中CaO的活度aCaO，具有较大的硫分配比LS，促进脱硫，大大降低成品钢中的S含量。Al、Si元素与O元素的反应如公式(1)、(2)。CaO与S反应的如公式(3)。
2[Al]+3[O]＝(Al2O3) (1)
[Si]+2[O]＝(SiO2) (2)
(Ca2++O2-)+[S]＝(Ca2++S2-)+[O] (3)
2、本发明提供的渣系中还加入了适量的MgO，Al2O3同MgO进行混合后，能够降低渣系的熔点(熔渣的熔点为1050℃～1210℃)。另外，渣系中的MgO会在渣池表面形成一层半凝固膜，能够有效防止渣池吸氧以及防止渣系中变价氧化物向金属熔池传递供氧，从而使铸锭中氧、氢、氮的含量降低，同时这层凝固膜还可减少渣表面向大气辐射的热损失，降低电渣冶炼电耗。
3、渣系中加入一定量的TiO2，能够明显提高钛的收得率且收得率稳定，确保电渣锭中的钛含量，与原渣系比较，钢锭头、尾的钛偏析小，电渣钢锭锻造开坯成材后，取样检测的低倍组织宏观偏析更小。
4、采用本发明提供的用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系(CAF52D渣系)生产的0Cr20Ni24Si4Ti电渣锭，表面质量明显改善，最终的成品钢材取样检测，没有出现低倍夹渣、夹杂类缺陷情况，D类夹杂物1.0级左右(标准≤2.0级)，产品实物质量稳步提升，符合相关标准和客户要求。电渣钢锭表面质量明显改善，杜绝了D类夹杂物不合格的情况，产品实物质量符合相关标准和客户要求；稳步提升了产品的实物质量取得了显著的经济效益。
附图说明
图1为对比例1中采用现有渣系制备的钢锭图。
图2为对比例1中采用现有渣系制备的钢锭锻造后的开裂图。
图3为采用本发明实施例1中的渣系制备的钢锭图。
图4为采用本发明实施例1中的渣系制备的钢锭的局部放大图(金相显微镜放大100倍)。
图5为采用对比例1中的渣系制备的钢锭的局部放大图(金相显微镜放大100倍)。
图6为采用本发明实施例1中的渣系制备的钢锭的断面图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
一、一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系
实施例1
一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系，渣系的成分及配比参见表1。
表1实施例中渣系的成分及配比表
Figure BDA0002563498840000031
表中，另配是指：先按比例称量CaF2、CaO、MgO和Al2O3，然后再称量CaF2、CaO、MgO和Al2O3总量的5％的TiO2。
对比例1
采用现有渣系作为对比例1。现有渣系的成分及配比参见表1。
二、用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系的制备方法
将购买的CaF2、CaO、MgO和Al2O3原材料在生产现场按照渣系的比例进行配制，再用电阻炉在850℃下保温4～6小时即可使用。
三、所述渣系的应用及效果
将实施例1中的成分和配比制备的渣系用于电渣重熔制备0Cr20Ni24Si4Ti棒材，制得的0Cr20Ni24Si4Ti棒材的成分及配比如表2所示。
表2 0Cr20Ni24Si4Ti钢种的成分及配比
Figure BDA0002563498840000041
采用实施例1的渣系制备的0Cr20Ni24Si4Ti棒材如图3所示。采用对比文件1的现有渣系制备的0Cr20Ni24Si4Ti棒材如图1和图2所示。可见，采用实施例1的渣系制备的电渣钢锭表面质量明显改善，电渣钢锭大头成型较好。对采用实施例1的渣系制备的棒材进行非金属夹杂物检测，检测结果如表3所示。
表3非金属夹杂物检测结果
Figure BDA0002563498840000042
由上表可知，采用本发明实施例1提供的CAF52D渣系生产的0Cr20Ni24Si4Ti棒材所有的夹杂物总和为4.0级，比对比例1中现有渣系生产的0Cr20Ni24Si4Ti棒材的夹杂物总和8.5级，降低了4.5级(降低幅度达53％)，并且夹杂物呈细小弥散分布，如图4所示(金相显微镜放大100倍)。而采用对比例1的现有渣系生产的0Cr20Ni24Si4Ti棒材的夹杂物呈堆积分布，如图5所示(金相显微镜放大100倍)。
对实施例1的CAF52D渣系与对比例1中的渣系进行化学成分比较，结果如表4所示。
表4实施例1的CAF52D渣系与对比例1中的渣系的低倍、化学成分比较表
Figure BDA0002563498840000051
其中，低倍是采用肉眼观察或用5～10倍的放大镜观察。
由表4可见，实施例1的渣系生产的含钛钢的钛收得率稳定。与对比例1中的现有渣系(参见图1和图2)相比，钢锭头、尾的钛偏析小(参见图3)。电渣钢锭锻造开坯成材后，取样检测的组织宏观偏析更小，参见图6。
本发明提供的CAF52D渣系具有较高含量的CaO，能够与渣系中的Al2O3和SiO2结合成诸如CaO·Al2O3，2CaO·SiO2和CaO·SiO2等复杂的化合物，有效降低渣系中的Al2O3、SiO2的活度，促进Al、Si等易氧化元素在电渣重熔时的金属—熔渣薄膜处与氧的反应，从而降低氧含量，避免高钛高硅不锈钢中的Ti、Si元素与氧反应形成新的有害夹杂物特别是D类细系夹杂物，提高了钢的纯净度，制备的0Cr20Ni24Si4Ti电渣锭符合相关标准和客户的需求。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系的制备方法，其特征在于，将购买的CaF2、CaO、MgO、Al2O3、TiO2原材料在生产现场按照渣系的比例进行配制，再用电阻炉在850℃下保温4～6小时即可，其中，以重量百分比计，包括如下成分：
CaF2：51.55～52.45；
CaO：19.55～20.15；
MgO：2.75～3.15；
Al2O3：19.55～20.15；
TiO2：3.85～4.25；
SiO2：≤0.35。
2.如权利要求1所述的用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系的制备方法，其特征在于，还包括：C≤0.035；P≤0.013；S≤0.018；H2O≤0.03。
CN202010622499.5A 2020-06-30 2020-06-30 一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系及其制备方法 Active CN111705219B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010622499.5A CN111705219B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010622499.5A CN111705219B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111705219A CN111705219A (zh) 2020-09-25
CN111705219B true CN111705219B (zh) 2022-03-01

Family

ID=72545562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010622499.5A Active CN111705219B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111705219B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113684344A (zh) * 2021-08-12 2021-11-23 北京科技大学 一种冶炼钢用低氧精炼渣系及其制备方法及应用
CN115323185A (zh) * 2022-08-29 2022-11-11 遵义新利特金属材料科技有限公司 一种高纯度不锈钢电渣重熔的生产方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05271815A (ja) * 1992-03-23 1993-10-19 Japan Steel Works Ltd:The Ｎｉ−Ｆｅ基超耐熱合金鋳塊の製造方法
CN104232916A (zh) * 2014-08-18 2014-12-24 江阴南工锻造有限公司 Gh901合金的电渣重熔工艺
CN106756077A (zh) * 2016-10-20 2017-05-31 深圳市万泽中南研究院有限公司 一种高温合金电渣重熔用渣系及其使用方法
CN106893921A (zh) * 2017-03-24 2017-06-27 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种镍基合金电渣重熔冶炼的方法
CN109014139A (zh) * 2018-08-29 2018-12-18 苏州大学 电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置和方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060233887A1 (en) * 2003-02-14 2006-10-19 The North West London Hospitals N H S Trust Bioactive material for use in stimulating vascularization
CN102433447A (zh) * 2011-11-25 2012-05-02 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种电渣重熔高温合金用渣系及其使用方法
JP5869023B2 (ja) * 2013-04-04 2016-02-24 Ｊｆｅスチール株式会社 サブマージアーク溶接に用いる溶融型フラックス
EP2803652B1 (en) * 2013-05-13 2018-08-15 Calderys France Spinel forming refractory compositions, their method of production and use thereof
CN106544519B (zh) * 2016-10-24 2018-11-16 江苏星火特钢有限公司 一种电渣重熔镍基高温合金空心钢锭用渣系及其制备方法
CN108342586A (zh) * 2018-03-28 2018-07-31 东北大学 一种用于冶炼gh984g镍基合金的渣系及其使用方法
CN110029229B (zh) * 2019-04-28 2024-04-26 江苏星火特钢集团有限公司 一种双相不锈钢用电渣重熔渣系

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05271815A (ja) * 1992-03-23 1993-10-19 Japan Steel Works Ltd:The Ｎｉ−Ｆｅ基超耐熱合金鋳塊の製造方法
CN104232916A (zh) * 2014-08-18 2014-12-24 江阴南工锻造有限公司 Gh901合金的电渣重熔工艺
CN106756077A (zh) * 2016-10-20 2017-05-31 深圳市万泽中南研究院有限公司 一种高温合金电渣重熔用渣系及其使用方法
CN106893921A (zh) * 2017-03-24 2017-06-27 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种镍基合金电渣重熔冶炼的方法
CN109014139A (zh) * 2018-08-29 2018-12-18 苏州大学 电渣重熔制备含钛高温合金空心钢锭的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111705219A (zh) 2020-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101364472B1 (ko) 제강용 결정립 미세화 복합물 및 사용
CN110592506B (zh) 一种gh4780合金坯料和锻件及其制备方法
CN104894476B (zh) 一种建筑网格用钢盘条及其制备方法
CN103339274B (zh) 含有(4.0-6.0)％Al-(4.5-6.0)％Mo-(4.5-6.0)％V-(2.0-3.6)％Cr-(0.2-0.5)％Fe-(0.1-2.0)％Zr的近β钛合金的熔炼方法
CN111705219B (zh) 一种用于电渣重熔高钛高硅不锈钢的渣系及其制备方法
CN109295330B (zh) 一种细化镍基变形高温合金中氮化物系夹杂物的方法
CN104498777A (zh) 一种含稀土元素的zl205a合金的制备方法
CN114635058A (zh) 一种镍基高温合金电渣锭及其制造方法
CN115094263B (zh) 铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用
CN110819913B (zh) 一种硫系易切削不锈钢及其制备方法
CN109536664B (zh) 一种蠕状石墨铸铁涡旋盘及其生产工艺
CN103243196A (zh) 一种中频炉添加稀土纯净化冶炼的方法
CN108950273B (zh) 一种中间合金及其制备方法和应用
CN113249635B (zh) 一种超纯净超均质高碳铬电渣轴承钢的生产方法
CN112813331A (zh) 一种钴铬铁镍锰共晶高熵铸铁、制备方法及用途
CN101181745B (zh) 一种钛合金铸锭的制备方法
CN115109980B (zh) 一种超低氮含量的含钛钢及其制备方法
CN102312105A (zh) 一种用于电渣重熔含钛板坯的重熔渣及其制造方法
CN1995407A (zh) 用于钢脱氧与合金化的微碳铝锰铁合金及其制备方法
CN113278831B (zh) 一种废杂铝制备再生adc12铝合金的方法
CN114277302B (zh) 一种含钛控氮奥氏体不锈钢非金属夹杂物的控制方法
CN112725681B (zh) 一种铁钴镍锰铜高熵铸铁及其制备方法和用途
CN109778073B (zh) 一种易切削汽车同步器用钢及其制备方法
CN109797337A (zh) 用于泵头体的无磁性钢锭及其制造方法
CN110438355B (zh) 一种黄铜合金晶粒细化剂及其制备工艺与使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 400084 No. 2, Magnesium Bridge Road, Area A, Jianqiao Industrial Park, Dadukou District, Chongqing

Patentee after: Baowu Teye Hangyan Technology Co.,Ltd.

Address before: 400084 No. 2, Magnesium Bridge Road, Area A, Jianqiao Industrial Park, Dadukou District, Chongqing

Patentee before: CHONGQING IRON & STEEL INSTITUTE Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder