CN111996438B - 一种提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法 - Google Patents

一种提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法，其对生产流程的要求如下：超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品的生产流程为：Consteel电炉加中频炉冶炼母液→AOD炉精炼→LF炉精炼→连铸→板坯修磨→加热→热轧→固溶→抛丸→酸洗。本生产方法通过在产品执行标准要求范围内提高成品C、Mn等元素含量、浇铸更厚断面的板坯、降低板坯加热温度和均热度、降低退火温度、降低退火时间等措施，在尽量降低N元素含量的冶炼气氛前提下，提高了含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品的成品屈服强度而不影响其他腐蚀和力学性能，使其满足国标要求，并且成功进行了40mm、50mm规格超厚固溶酸洗板的生产，且表面质量良好。

Description

一种提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生 产方法
技术领域
本发明涉及金属材料制造领域，具体地讲，涉及一种提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法。
背景技术
对于超低N含Ti奥氏体不锈钢来讲，其中厚板产品主要应用为核电、发酵、化工等领域，在一定高温条件下，该类型的中厚板产品可以提供较强的抗晶间腐蚀性，在该产品的生产过程中，为保证其产品表面质量，冶炼过程需尽可能将N元素脱除，而N元素是对固溶态产品屈服强度贡献较大的元素，加之生产中厚板产品，轧制压下量较小，热轧加工对屈服强度贡献较薄板卷更小，导致其固溶酸洗态中厚板屈服强度较低，接近或低于国标下限，而提高钢中N元素含量将显著导致固溶酸洗态钢板表面夹渣、炼钢疤、裂纹、起皮等质量缺陷的产生，因此对于超低N钢的含Ti奥氏体不锈钢来说，生产中厚板产品，其屈服强度将远低于卷板产品，极易导致屈服强度低于标准要求而报废，目前还没有一种合适的生产方法能提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板屈服强度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法，其对生产流程的要求如下：超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品的生产流程为：Consteel电炉加中频炉冶炼母液→AOD炉精炼→LF炉精炼→连铸→板坯修磨→加热→热轧→固溶→抛丸→酸洗。
本提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法为：
在AOD炉精炼工艺阶段，在该超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品执行标准或者技术协议要求的成分范围内，在AOD炉冶炼过程中，使用底吹氩气的方式降低其成品N含量，以保证减少Ti-N化物析出，提高C、Mn元素含量的同时保证Ti、C、N元素的比例符合标准要求，其中要求Ti≤0.40％；在此条件下，尽量将C、Mn含量控制在上限附近，增加由钢中化学成分对屈服强度的贡献的同时避免表面质量问题；
在LF炉精炼工艺阶段，该超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品在LF炉精炼过程中采用强脱氧、钙处理、强搅拌结合长时间软吹处理非金属夹杂物；
在连铸工艺阶段，该超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品冶炼合格后，在连铸工艺阶段，保持全程吹氩保护浇铸，连铸坯厚度尺寸至少为220mm；并且采取保护渣严格烘烤、慢拉弱冷、降低过热度、提高结晶器振频和降低结晶器振幅的连铸工艺措施来减少皮下气泡、降低振痕深度，从而能减少修磨量，比常规钢种减少板坯修磨厚度3-5mm，提高热轧压下量对屈服强度的贡献；
在板坯修磨工艺阶段，板坯采用“一粗一精”进行上下表面修磨，“粗磨”的修磨头压力比“精磨”压力大20kN、进刀量大10mm；
在加热工艺阶段，修磨后的板坯加热至1210℃后保温至均热度低于30℃后进行热轧；
在热轧工艺阶段，热轧后的板面不得进行层流冷却，若轧制40mm以上规格需使用火焰切割定尺；
在固溶工艺阶段，固溶温度采用1050℃，保温时间按照加热炉内所有测温探头均显示1050℃后开始计算，总保温时间为0.5分钟*H；H为钢板厚度，单位是mm；出炉的钢板立刻进行水冷，出钢过程连续，不得在炉口等待或者在水冷设备处等待，水冷后使用抛丸机进行全表面抛丸，抛丸结束后进行硝酸、氢氟酸定比例混合酸进行酸洗。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本生产方法通过在产品执行标准要求范围内提高成品C、Mn等元素含量、浇铸更厚断面的板坯、降低板坯加热温度和均热度、降低退火温度、降低退火时间等措施，在尽量降低N元素含量的冶炼气氛前提下，提高了含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品的成品屈服强度而不影响其他腐蚀和力学性能，使其满足国标要求，并且成功进行了40mm、50mm规格超厚固溶酸洗板的生产，且表面质量良好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。
图1是本发明实施例中晶间腐蚀正常的样品图。
图2是本发明实施例中36mm板样品金相照片。
图3是本发明实施例中40mm板样品金相照片。
图4是本发明实施例中50mm板样品金相照片。
图5是本发明实施例中钢板表面质量图。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
本实施例中公开了一种提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法，其对生产流程的要求如下：超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品的生产流程为：Consteel电炉加中频炉冶炼母液→AOD炉精炼→LF炉精炼→连铸→板坯修磨→加热→热轧→固溶→抛丸→酸洗。
本提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法为：
在AOD炉精炼工艺阶段，在该超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品执行标准或者技术协议要求的成分范围内，在AOD炉冶炼过程中，使用底吹氩气的方式降低其成品N含量，以保证减少Ti-N化物析出，提高C、Mn元素含量的同时保证Ti、C、N元素的比例符合标准要求，其中要求Ti≤0.40％；在此条件下，尽量将C、Mn含量控制在上限附近，增加由钢中化学成分对屈服强度的贡献的同时避免表面质量问题；
在LF炉精炼工艺阶段，该超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品在LF炉精炼过程中采用强脱氧、钙处理、强搅拌结合长时间软吹处理非金属夹杂物；
在连铸工艺阶段，该超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品冶炼合格后，在连铸工艺阶段，保持全程吹氩保护浇铸，连铸坯厚度尺寸至少为220mm；并且采取保护渣严格烘烤、慢拉弱冷、降低过热度、提高结晶器振频和降低结晶器振幅的连铸工艺措施来减少皮下气泡、降低振痕深度，从而能减少修磨量，比常规钢种减少板坯修磨厚度3-5mm，提高热轧压下量对屈服强度的贡献；
在板坯修磨工艺阶段，板坯采用“一粗一精”进行上下表面修磨，“粗磨”的修磨头压力比“精磨”压力大20kN、进刀量大10mm；
在加热工艺阶段，修磨后的板坯加热至1210℃后保温至均热度低于30℃后进行热轧；
在热轧工艺阶段，热轧后的板面不得进行层流冷却，若轧制40mm以上规格需使用火焰切割定尺；
在固溶工艺阶段，固溶温度采用1050℃，保温时间按照加热炉内所有测温探头均显示1050℃后开始计算，总保温时间为0.5分钟*H；H为钢板厚度，单位是mm；出炉的钢板立刻进行水冷，出钢过程连续，不得在炉口等待或者在水冷设备处等待，水冷后使用抛丸机进行全表面抛丸，抛丸结束后进行硝酸、氢氟酸定比例混合酸进行酸洗。
以下进行实施案例具体分析：
钢板典型成分(熔炼成品)见表1：
表1
C％ Si％ Mn％ P％ S％ Cr％ Ni％ Ti％ N％
0.065 0.61 1.75 0.021 0.001 17.28 9.16 0.39 0.01
钢板的固溶热处理参数见表2：
表2
序号 规格/mm 热处理温度 热处理总时间 冷却方式
1 36*1500*6000 1050℃ 55min 水冷
2 40*1500*6000 1050℃ 60min 水冷
3 50*1500*6000 1050℃ 75min 水冷
以下介绍钢板的力学、晶间腐蚀、金相检测结果分析：
1)力学检测结果见表3：
表3
Figure GDA0003463228810000041
2)晶间腐蚀
晶间腐蚀正常，参见图1，试样敏化处理，即650℃+2h，空冷。
3)金相分析参数见表4：
表4
Figure GDA0003463228810000042
36mm板样品金相照片参见图2，40mm板样品金相照片参见图3，50mm板样品金相照片参见图4。
参见图5，本生产方法通过在产品执行标准要求范围内提高成品C、Mn等元素含量、浇铸更厚断面的板坯、降低板坯加热温度和均热度、降低退火温度、降低退火时间等措施，在尽量降低N元素含量的冶炼气氛前提下，提高了含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品的成品屈服强度而不影响其他腐蚀和力学性能，使其满足国标要求，并且成功进行了40mm、50mm规格超厚固溶酸洗板的生产，且表面质量良好，可参见图5所示的钢板表面质量。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法，其特征在于：
对生产流程的要求如下：
超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品的生产流程为：Consteel电炉加中频炉冶炼母液→AOD炉精炼→ LF炉精炼→连铸→板坯修磨→加热→热轧→固溶→抛丸→酸洗；
本提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法为：
在AOD炉精炼工艺阶段，在该超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品执行标准或者技术协议要求的成分范围内，在AOD炉冶炼过程中，使用底吹氩气的方式降低其成品N含量，以保证减少Ti-N化物析出，提高C、Mn元素含量的同时保证Ti、C、N元素的比例符合标准要求，其中要求Ti≤0.40%；该超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.065%，Si：0.61%，Mn：1.75%，P：0.021%，S：0.001%，Cr：17.28%，Ni：9.16%，Ti：0.39%，N：0.01%，余量为Fe及不可避免的杂质；
在LF炉精炼工艺阶段，该超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品在LF炉精炼过程中采用强脱氧、钙处理、强搅拌结合长时间软吹处理非金属夹杂物；
在连铸工艺阶段，该超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品冶炼合格后，在连铸工艺阶段，保持全程吹氩保护浇铸，连铸坯厚度尺寸至少为220mm；并且采取保护渣严格烘烤、慢拉弱冷、降低过热度、提高结晶器振频和降低结晶器振幅的连铸工艺措施来减少皮下气泡、降低振痕深度，从而能减少修磨量，提高热轧压下量对屈服强度的贡献；
在板坯修磨工艺阶段，板坯采用“一粗一精”进行上下表面修磨，“粗磨”的修磨头压力比“精磨”压力大20kN、进刀量大10mm；
在加热工艺阶段，修磨后的板坯加热至1210℃后保温至均热度低于30℃后进行热轧；
在热轧工艺阶段，热轧后的板面不得进行层流冷却，若轧制40mm以上规格需使用火焰切割定尺；
在固溶工艺阶段，固溶温度采用1050℃，保温时间按照加热炉内所有测温探头均显示1050℃后开始计算，总保温时间为0.5分钟*H；H为钢板厚度，单位是mm；出炉的钢板立刻进行水冷，水冷后使用抛丸机进行全表面抛丸，抛丸结束后进行硝酸、氢氟酸定比例混合酸进行酸洗。
2.根据权利要求1所述的提高超低N含Ti奥氏体不锈钢中厚板产品屈服强度的生产方法，其特征在于：在连铸工艺阶段，通过采取保护渣严格烘烤、慢拉弱冷、降低过热度、提高结晶器振频和降低结晶器振幅的连铸工艺措施来减少皮下气泡、降低振痕深度，比常规钢种减少板坯修磨厚度3-5mm。
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