CN1140639C - 一种不锈钢精炼剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢精炼剂，其特征在于，其成分及重量配比为：RE 10-35%；Ba 10-30%；Mg 0.4-6%；Si 10-30%；V 5-24%；Mn 4-16%；Ti 4-20%，余量为Fe，上述各成份制成的不锈钢精炼剂为颗粒状。该不锈钢精炼剂用于熔炼不锈钢时具有晶粒细化、稳定奥氏体、减小或消除游离碳化物、脱氧除气及去除夹杂物或改变夹杂物形态等多种功能，从而使生产的不锈钢免于固溶化处理，减少或消除磁性，改善耐腐蚀性能，提高力学性能，降低生产成本。

Description

一种不锈钢精炼剂

技术领域

本发明属于不锈钢熔炼技术，具体地说，它涉及一种不锈钢精炼剂。

背景技术

不锈钢作为一种重要的钢铁材料，在国民经济中被日益广泛地使用。如何进一步提高不锈钢的产品质量和生产效率已成为钢铁行业备受关注的问题。

在不锈钢的熔炼过程中加入精炼剂，可以减化生产工艺，大幅度降低生产成本。中国发明专利申请99120040公开了一种“不锈钢精炼剂及其用于熔炼不锈钢的方法”(公开日期1999年11月10日)。其中不锈钢精炼剂，其成分按重量百分比为Re 2.0-20.0％、Ca 2.0-16.0％、Al0.5-6.0％、Ba 3.0-18.0％、Mg 0.5-9.5％、V 3.0-30.0％、余为Si。将其用于熔炼不锈钢时，步骤依次为熔炼—去渣—重造新渣—升温脱氧——加入精炼剂——浇注。

采用上述二种不锈钢精炼剂熔炼不锈钢，均无须再经固溶化热处理，即可得到性能合格和优良的钢材，既简化了工艺，又降低了生产成本。但是现有的不锈钢精炼剂用于熔炼不锈钢，易封闭或缩小奥氏体区而增加铁素体含量，使不锈钢产生磁性或磁性增加。现有的精炼剂组元中含有铝，虽然铝有脱氧效果，但其形成的Al₂O₃细小夹杂物在钢液中难于全部排除，影响钢液质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的不锈钢精炼剂，该不锈钢精炼剂用于熔炼不锈钢时具有晶粒细化、稳定奥氏体、减小或消除游离碳化物、脱氧除气及去除夹杂物或改变夹杂物形态等多种功能，从而使生产的不锈钢免于固溶化处理，减少或消除磁性，改善耐腐蚀性能，提高力学性能，降低生产成本。

为实现上述发明目的，本发明提供的不锈钢精炼剂的成分与重量配比为：

RE   10-35％    Ba  10-30％

Mg  0.4-6％    Si  10-30％

V   5-24％     Mn  4-16％

Ti  4-20％     余量为Fe。

上述各成分制成的不锈钢精炼剂为颗粒状。

本发明提供的不锈钢精炼剂，含有稀土RE、钡Ba、镁Mg、硅Si、钒V、锰Mn、钛Ti和铁Fe。其中稀土RE、钡Ba、镁Mg、硅Si和钒V对不锈钢熔炼过程所产生的效果与现有技术相同，锰Mn作为一种奥氏体化元素，可以促进不锈钢奥氏体的形成，从而使生产的不锈钢减少或消除磁性。钛与碳能结合成非常稳定的碳化钛(TiC)化合物，减少了碳化铬(Cr₂₃C₆)形成倾向，从而提高钢的耐腐蚀能力。具体分析如下：

不锈钢耐腐蚀性能，以应力腐蚀影响、晶间腐蚀和点腐蚀最大。应力腐蚀可通过增加Si的含量来提高抗应力腐蚀的能力，这是因为硅使电化学阳极过程被阻止的原因，本精炼剂中含Si的成份可以提高抗应力腐蚀能力。

晶间腐蚀的原因是由于不锈钢中碳化物沿晶界析出造成贫铬所致。本精炼剂中的Ti和V等元素与钢水中的碳结合成碳化物，这样就可使钢中的碳不再与铬结合成碳化铬，加上钒能降低碳原子在高温下的扩散速度，这样就不会引起晶界贫铬区，从而起到防止晶间腐蚀的作用。

精炼剂处理后的不锈钢，由于夹杂物及游离颗粒状碳化物减少，减少了微区组织电化学腐蚀倾向，从而减少晶间腐蚀。表一所示的是，CF-8、CF-8M通过硫酸、硫酸铜和铜屑沸腾试验法，采用加入精炼剂与固溶化处理的CF-8、CF-8M比较，可见点腐蚀穿透深度减少近2/3。

表一    CF-8、CF-8M 加入精炼剂后的抗点蚀性能

序号	1	2	3	4
					材料化学成份	CF-8Cr 18％，Ni 9％	CF-8Cr 18％，Ni 9.8％	CF-8MCr 18％，Ni 10％，Mo 2.5％	CF-8MCr 18％，Ni 10.9％，Mo 2.3％
处理方法	固溶化处理不加精炼剂	0.25％精炼剂，铸态	不加精炼剂固溶化处理	0.25％精炼剂铸态
					最大点蚀坑深度(mm)	2.20	0.58	2.40	0.8

本实验的试样在35℃、60％的三氯化铁盐酸溶液内浸蚀24小时。

本精炼剂中含有一定量的锰，加锰对于奥氏体钢的作用与镍相似，锰能降低钢的临界淬火速度，在冷却时增加奥氏体的稳定性，抑制奥氏体的分解，使高温下形成的奥氏体得以保持到常温，因而使奥氏体区扩大，导致钢的磁性减少。

钡是铸钢和铸铁中的一种高效的脱氧脱硫剂及晶粒细化剂，加入钢液中所生成的硫化钡呈球状分散分布，这种形态分布的夹杂物有利于提高不锈钢的抗点蚀能力。

稀土元素与氧的亲和力大于铝，具有很强的脱氧脱硫能力，同时加入稀土可以改变夹杂物的形状、尺寸和分布，从而提高钢的综合力学性能。

具体实施方式

本发明提供的不锈钢精炼剂可以采用一般方法均匀混合而成，也可以采用与对比技术相同的使用方法用于熔炼不锈钢，适用于铸造和轧钢，精炼剂加入量为0.2-0.4％。下面以二个实施例进一步说明将本发明用于不锈钢熔炼所产生的技术效果。

实施例1：用成份为V 21％  Ba 20％  RE 20％  Ti 19.5％Mn 7％Mg 2％  Si 10％，余量为Fe的精炼剂处理100kg用中频炉熔炼的不锈钢钢水，精炼剂加入量为0.25％，得到的CF-8不锈钢性能如表二所示：

          表二    CF-8 加入精炼剂后的性能

序号	化学成分					处理方法	力学性能
										C	Si	Mn	Cr	Ni		σbMpa	σsMpa	δ％
	1	标准成份						标准性能
											485	205	35
							2	0.07	0.44	0.85				18	10	0.25％精炼剂铸态	540	255	55
3	0.06	0.77	0.85	19	11	0.25％精炼剂1050℃固溶处理					520	235	67

实施例2：

用成份为V 24％  Ba 20％  RE 25％  Ti 15％Mn 4％  Mg 2％  Si10％，余量为Fe的精炼剂处理100kg用中频炉熔炼的不锈钢钢水，精炼剂加入量为0.25％，得到的CF-8M不锈钢性能如表三所示：

                         表三    CF-8M 加入精炼剂后的性能

序号	化学成分						处理方法	力学性能
											C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo		σbMpa	σsMpa	δ％
	1	标准成份							标准性能
												485	205	30
								2	0.07	0.92	1.21				19	10	2.5	0.25％精炼剂铸态	570	275	40
3	0.065	0.6	0.98	18.5	11	2.6	0.25％精炼剂1050℃固溶处理					550	270	68

下表四列举出了更多的实施例(表中各数据为重量百分比)：表四：

实施例序号	RE	Mg	V	Ti	Ba	Si	Mn	Fe
									3	10	6	10	20	15.5	30	8	0.5
4	20	4.2	24	4	15	22	10	0.8
									5	27	0.4	5	15	30	10	12	0.6

各组成物中原含有的少量杂质对本发明效果没有实质上的影响。

Claims (1)

1.一种不锈钢精炼剂，其特征在于，其成分及重量配比为：

RE   10-35％    Ba  10-30％

Mg  0.4-6％    Si  10-30％

V   5-24％     Mn  4-16％

Ti  4-20％     余量为Fe；

上述各成分制成的不锈钢精炼剂为颗粒状。