CN112626425A

CN112626425A - 一种控制316l自熔焊材焊缝浮渣的方法

Info

Publication number: CN112626425A
Application number: CN202011423519.2A
Authority: CN
Inventors: 常天印; 孙铭山; 柳阳; 赵建伟
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2020-12-08
Filing date: 2020-12-08
Publication date: 2021-04-09

Abstract

本发明提供了一种控制316L自熔焊材焊缝浮渣的方法，包括：(1)将钢水兑入AOD炉进行冶炼，冶炼结束时钢水中硫含量不超过0.020％；(2)AOD炉输出的钢水进入LF炉进行精炼，精炼结束得到如下成分的钢水：C 0.015～0.03％，Si 0.4～0.6％，Mn 1.1～1.3％，P≤0.035％，S≤0.008％，Cr 16.5～17.0％，Ni 10.0～10.5％，Mo 2.0～2.2％，N≤0.06％，Al≤0.010％，Ca≤0.0012％，O≤35ppm，余量的Fe和不可避免的杂质。采用本发明的方法获得的316L不锈钢在自熔焊材焊接时焊缝浮渣基本消除，大幅度提升焊接性能。

Description

一种控制316L自熔焊材焊缝浮渣的方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体涉及一种控制316L自熔焊材焊缝浮渣的方法。

背景技术

316系不锈钢是最常用的含Mo Cr-Ni奥氏体不锈钢，具有优良的塑性、韧性和焊接性，广泛用于压力容器、交通运输、金属制品、机械制造、装饰、焊管、改轧等用途。316L是最常用的316系不锈钢，目前在焊管等行业，用小于3mm厚板材焊接时，一般采用TIG法即自熔焊接法进行，常规316L冶炼生产轧制成板材后，采用自熔焊接时，在焊缝中部或边部大量出现点状、岛状、片状浮渣，严重影响用户焊接效率及焊接质量，具体如图1和图2所示。

发明内容

针对316L不锈钢在自熔焊接时存在的问题，本发明提供了一种控制316L自熔焊材焊缝浮渣的方法。通过对316L钢种成分设计和冶炼过程的改进，冶炼出高纯净度、低夹杂物含量钢水，经轧制成材后，大幅度减少自熔焊接时焊缝浮渣，进而提高焊材的焊接性能。

本发明通过以下技术方案实现以上目的：

一种不锈钢冶炼方法，包括：

(1)将钢水兑入AOD炉进行冶炼，冶炼结束时钢水中硫含量不超过0.020％；

(2)AOD炉输出的钢水进入LF炉进行精炼，精炼结束得到如下成分的钢水：

C 0.015～0.03％，Si 0.4～0.6％，Mn 1.1～1.3％，P≤0.035％，S≤0.008％，Cr16.5～17.0％，Ni 10.0～10.5％，Mo 2.0～2.2％，N≤0.06％，Al≤0.010％，Ca≤0.0012％，O≤35ppm，余量的Fe和不可避免的杂质。

可选地，在步骤(1)中，采用铝含量≤1.2％的还原剂。

可选地，在步骤(1)中，还原结束时的温度是1650～1710℃。

可选地，在步骤(2)中，根据到站S，调整石灰加入量；优选地，当到站S≤0.003％时，石灰加入量是50～150kg；当到站S＞0.003％时，石灰加入量是200～500kg。

可选地，在步骤(2)中，精炼结束得到的钢水的碱度是2.0～2.5。

可选地，在步骤(2)中，硅钙线的喂线量是＜100米或不喂线

可选地，在步骤(2)中，中搅时间≥8min。

可选地，在步骤(2)中，弱搅时间≥20min。

可选地，在步骤(2)中，镇静时间≥25min。

相比于现有技术，采用本发明的方法获得的316L不锈钢在自熔焊材焊接时焊缝浮渣基本消除，大幅度提升焊接性能。

附图说明

图1显示了常规316L冶炼生产轧制成板材后，采用自熔焊接时，在焊缝中部或边部大量出现点状浮渣。

图2显示了常规316L冶炼生产轧制成板材后，采用自熔焊接时，在焊缝中部或边部大量出现岛状、片状浮渣。

图3显示了本发明应用实施例1的钢板制成的焊管。

图4显示了常规316L冶炼生产轧制成板材后，采用自熔焊接得到的焊管。

具体实施方式

为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。

在本发明中，除非另有说明，否则“％”均指“重量％”。

常规316L冶炼生产轧制成板材后，采用自熔焊接时，在焊缝中部或边部大量出现点状、岛状、片状浮渣，严重影响用户焊接效率及焊接质量。针对该问题，本发明的发明人通过对316L钢种成分设计、过程冶炼控制进行研究，从而创造性地提出了一种冶炼方法，采用该冶炼方法能够冶炼出高纯净度、低夹杂物含量钢水，经轧制成材后，大幅度减少自熔焊接时焊缝浮渣，进而提高焊材的焊接性能。

作为一种优选的实施方案，本发明的316L不锈钢冶炼方法包括以下步骤：

(1)AOD冶炼

将电炉冶炼完毕的钢水送入AOD炉中，向AOD炉中吹氧升温，使钢水温度达到1600～1700℃进行脱碳，脱碳过程可以按照常规操作进行，例如按照AOD智能炼钢程序二级模型SMP控制，调整操作要求稳定，以便避免还原前升温操作以及还原后反吹。当碳含量≤0.03％时，脱碳完成。

然后，对钢水进行AOD还原处理。

还原处理采用了铝含量≤1.2％的还原剂，具体是铝含量≤1.2％的硅铁，优选是铝含量≤0.9％的硅铁。所谓硅铁，即铁和硅组成的铁合金，其是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料，用电炉冶炼制成的铁硅合金。

在本发明中，铝含量越低越好，综合实际情况，只要求硅铁的铝含量≤1.2％，对于硅铁的其它成分与含量，可采用本领域的常规标准。还原剂的加入量按照每吨钢水1500-5100千克的标准加入。

在本发明中，采用铝含量较低的还原剂，主要是为了减少带入钢水的Al，进而减少自熔焊接过程中的二次氧化。

当S含量≤0.020％时，一次还原结束，此时温度是1650-1710℃。

采用本发明的一次还原温度和一次还原S含量，有利于稳定工艺操作，使前后工序衔接更加紧密，并有利于钢水纯净度。

(2)LF精炼

AOD炉冶炼完毕的钢水输入至LF炉中。根据到站S(即输入LF炉的钢水S含量)，调整石灰加入量；优选地，当到站S≤0.003％时，石灰加入量是50～150kg(优选100kg)；当到站S＞0.003％时，石灰加入量是200～500kg(优选300kg)。在本发明中，对石灰没有特殊要求，CaO重量含量不低于85％的石灰均可用于本发明中。石灰加入完毕后，为控制Ca≤0.0012％，优选喂硅钙线＜100米或不喂线。

喂线后严禁送电，中搅时间≥8min，弱搅时间≥20min，镇静时间≥25min。通过采用前述的中搅时间、弱搅时间、镇静时间，能够有效促进钢水中夹杂物上浮，进而提高钢水纯净度。其中，中搅、弱搅是钢包底吹氩气流量大小，控制钢水搅拌的强度大小，在本发明中，中搅流量150-300l/min，弱搅流量50-150l/min。镇静时间是LF炉处理结束到连铸开浇的时间。

LF炉精炼处理之后，出站碱度是2.0-2.5，出站S含量≤0.008％。

经过上述处理之后得到的钢水的成分是：

其中，本发明的冶炼方法将钢水的Al、Ca和O分别控制在Al≤0.010％、Ca≤0.0012％、O≤35ppm。相比于常规的316L冶炼方法，本发明的方法通过将相比于常规的316L冶炼方法，本发明的方法将钢水的Al、Ca和O分别控制在Al≤0.010％、Ca≤0.0012％、O≤35ppm，从而能够提高钢水纯净度，进而能够极大的减少在自熔焊接过程中的二次氧化。

本发明中采用的各种物料，例如，硅铁、石灰等，都可以通过常规市场购买获得，只需要符合冶金标准要求即可。

实施例

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1

(1)将108吨钢水输入至AOD炉中，向AOD炉中吹氧升温，使钢水温度达到1670℃进行脱碳，脱碳过程按照AOD智能炼钢程序二级模型SMP控制。当碳含量≤0.03％时，脱碳完成。

脱碳完成之后，向钢水中加入4297千克的硅铁(Al含量0.9％，Si含量72％)，进行一次还原。一次还原结束时温度1708℃，Si含量0.42％，S含量0.014％。

(2)将钢水输入至LF炉中，LF到站S含量0.0014％，石灰加入量98千克，未喂硅钙线，中搅时间10min，弱搅时间20min，镇静时间30min。

LF炉精炼处理之后，出站碱度控制在2.1-2.5。

钢水成分是：

C 0.017％，Si 0.50％，Mn 1.18％，P 0.0241％，S 0.0012％，Cr 16.62％，Ni10.05％，Mo 2.03％，N0.044％，Al 0.0062％，Ca 0.0003％，O 30ppm。

实施例2

(1)将112吨钢水输入至AOD炉中，向AOD炉中吹氧升温，使钢水温度达到1650℃进行脱碳，脱碳过程按照AOD智能炼钢程序二级模型SMP控制。当碳含量≤0.03％时，脱碳完成。

脱碳完成之后，向钢水中加入4124千克的硅铁(Al含量是1.2％，Si含量72％)，进行一次还原。一次还原结束时温度1698℃，Si含量0.54％，S含量0.008％。

(2)将钢水输入至LF炉中，LF到站S含量0.0012％，石灰加入量97千克，未喂硅钙线，中搅时间9min，弱搅时间20min，镇静时间28min。

LF炉精炼处理之后，出站碱度控制在2.1-2.5

钢水成分是：

C 0.018％，Si 0.46％，Mn 1.17％，P 0.0252％，S 0.0013％，Cr 16.80％，Ni10.20％，Mo 2.05％，N 0.039％，Al 0.0064％，Ca 0.0004％，O 29ppm。

应用实施例1

对实施例1的LF精炼处理之后的钢水进行热轧处理：加热温度：1270±15℃；粗轧温度：1130±20℃；精轧温度：1000±20℃。

得到的热轧钢板厚度1.5mm，采用自熔焊接法将其制成焊管，如图3所示。与常规316L冶炼生产轧制成板材后采用自熔焊接得到的焊管(如图4所示)进行比较，可以看出，本发明的方法得到的钢板制成的焊管的6米长焊管浮渣点平均在3个以下，而常规316L板制成的焊管的前6米浮渣点在8个以上。

Claims

1.一种不锈钢冶炼方法，其特征在于，包括：

C 0.015～0.03％，Si 0.4～0.6％，Mn 1.1～1.3％，P≤0.035％，S≤0.008％，Cr 16.5～17.0％，Ni 10.0～10.5％，Mo 2.0～2.2％，N≤0.06％，Al≤0.010％，Ca≤0.0012％，O≤35ppm，余量的Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的不锈钢冶炼方法，其特征在于，在步骤(1)中，采用铝含量≤1.2％的还原剂。

3.根据权利要求1所述的不锈钢冶炼方法，其特征在于，在步骤(1)中，还原结束时的温度是1650～1710℃。

4.根据权利要求1所述的不锈钢冶炼方法，其特征在于，在步骤(2)中，根据到站S，调整石灰加入量；优选地，当到站S≤0.003％时，石灰加入量是50～150kg；当到站S＞0.003％时，石灰加入量是200～500kg。

5.根据权利要求1所述的不锈钢冶炼方法，其特征在于，在步骤(2)中，精炼结束得到的钢水的碱度是2.0～2.5。

6.根据权利要求1所述的不锈钢冶炼方法，其特征在于，在步骤(2)中，硅钙线＜100米或不喂线。

7.根据权利要求1所述的不锈钢冶炼方法，其特征在于，在步骤(2)中，中搅时间≥8min。

8.根据权利要求1所述的不锈钢冶炼方法，其特征在于，在步骤(2)中，弱搅时间≥20min。

9.根据权利要求1所述的不锈钢冶炼方法，其特征在于，在步骤(2)中，镇静时间≥25min。