CN114317994B - 一种均匀tp316h奥氏体不锈钢电渣锭成分及组织工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种均匀TP316H奥氏体不锈钢电渣锭成分及组织工艺方法，VD脱气后，加入钢水总量为100‑150ppm的稀土合金，在氩气保护系统中进行浇注，均匀电极坯成分及组织。在氩气保护电渣炉重熔前先吹氩气形成保护气氛，抑制钢锭底部易氧化元素的烧损，利用新型预熔渣重熔过程中，在8t及8t以上结晶器起弧电流全部由8000A降低至6000A，抑制钢锭底部Al含量的增加。后续在电渣钢锭锭尾、冒口端取样做化学成分检测，经检测钢锭底部Si、Mn、Cr等易氧化元素的烧损量在0.003％以下，电渣钢锭底部增Al情况控制在了0.002％以下甚至不再增Al，钢中C、Mo等元素的偏析控制在0.003％以下，钢锭两端化学成分、树枝晶大小及间距均匀一致。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种均匀TP316H奥氏体不锈钢电渣钢锭化学成分的工艺方法。
背景技术
随着科技不断的进步，奥氏体不锈钢也在不断地改良进步，改良后的新钢种与传统的不锈钢相比，其耐腐蚀性能大大提高，但是电渣炉重熔TP316H不锈钢过程中，在起弧阶段结晶器内的少量氧含量及渣中的氧元素会氧化钢锭底部Si、Mn、Cr等易氧化元素，且起弧阶段使渣中的Al2O3部分电离，电离出的Al3+离子进入到钢锭底部，造成钢锭底部Al增高，钢锭纵向成分、组织不均匀。为了均匀TP316H奥氏体不锈钢电渣锭的化学成分及组织，使用稀土改性夹杂物，均匀成分及组织，发明新的渣系，并改进电渣重熔工艺方法，均匀钢锭纵向成分及组织，改善钢锭表面质量。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种能够满足TP316H奥氏体不锈钢纯净化冶炼、电渣钢锭重熔过程中均匀成分及组织的工艺方法。具体技术方案如下：
一种均匀TP316H奥氏体不锈钢电渣锭成分及组织工艺方法
1.电炉熔炼过程控制出钢碳含量，降低出钢P含量；电炉出钢进行预脱氧，保证精炼就位温度；精炼过程采用扩散脱氧方式降低氧含量并脱碳，为降低夹杂物创造条件，采用VOD方式进行脱C，VD进行脱气，待成分及气体含量达到技术要求时加入稀土合金，稀土合金具有很强的脱氧能力，在10-20ppm稀土含量条件下就能达到很低氧含量，易生产稀土氧化物及稀土氧硫化物。同样钢中生成的氧化铝也可以被稀土置换，生产稀土类夹杂物，能够很好变质氧化物，稀土与氧气反应平衡曲线见图1。成分合格、氧含量达标的钢水采用氩气保护装置进行电极浇注；采用磨削方式去除电极坯表面的杂质，避免电渣重熔中进入渣池，破坏渣系，影响TP316H钢锭底部易氧化元素的烧损。
2.使用氩气保护电渣炉重熔TP316H奥氏体不锈钢，在重熔前先向结晶器内吹入一定量的氩气，把结晶器内的空气排出，抑制钢锭底部Si、Mn、Cr等易氧化元素的烧损。
3.根据电渣炉情况，采用C成分0.047％成分进行数值模拟，模拟0.956m直径电渣重熔过程中成份偏析情况，模拟结果见图2。
从整个模拟结果来看，该直径结晶器下熔池较深，有利于夹杂物上浮，但不宜控制偏析。因此采用低熔速、浅渣池的重熔方法控制TP316H电渣钢锭的成分偏析情况，熔速控制在0.65-0.70D(D为结晶器直径)，加大渣阻降低自耗电极插入渣池深度，渣池深度控制在150mm-180mm。
4.以合适的渣阻、稳定的成分、良好的夹杂物吸附能力，设计合适渣系，控制电渣重熔过程中钢锭底部增Al的情况，渣系组元见表1。
表1 TP316H奥氏体不锈钢电渣重熔用均匀成分及组织渣系
该渣系中含有少量的SiO2，少量SiO2的加入可以降低渣的熔点，提高渣的高温塑性，使铸锭表面光洁，SiO2的加入可抑制钢锭底部增Al。SiO2也能降低渣的电导率，减少电耗，提高生产率。
5.优化电渣重熔起弧期工艺参数
8t及8t以上结晶器起弧电流全部由8000A降低至6000A，降低起弧功率，减少由于起弧造渣功率过高而导致渣中Al离子的电离，从而减少钢锭底部增Al，并且根据各钢种特性制定更加匹配的电力参数工艺，提高电渣冶金水平。
6.化学成分检测
对电渣钢锭锭尾端、冒口端取样做化学成分、枝晶检测检测。
本发明的有益效果
利用纯净化稀土处理冶炼+电极坯表面磨削技术生产出高质量电渣重熔用电极坯，在氩气保护电渣炉上重熔前吹氩气形成保护气氛，抑制重熔过程中钢锭底部Si、Mn、Cr等易氧化元素的烧损量在0.003％以下。在电渣重熔过程中使用表1中设计的渣系进行电渣重熔，并且优化起弧造渣期的电力参数使得电渣钢锭底部增Al情况控制在了0.002％以下甚至不再增Al，重熔过程中采用0.65-0.70D(D为结晶器直径)低熔速、大渣阻，降低自耗电极插入渣池深度的工艺方式，钢中C、Mo等元素的偏析控制在0.003％以下。
使用本发明中的工艺方法冶炼、电渣重熔TP316H奥氏体不锈钢，经检测锭底部Si、Mn、Cr等易氧化元素的烧损量在0.003％以下，电渣钢锭底部增Al情况控制在了0.002％以下甚至不再增Al，钢中C、Mo等元素的偏析控制在0.003％以下，钢锭两端化学成分、树枝晶大小及间距均匀一致。
附图说明
图1为稀土与氧气反应平衡曲线图；
图2为电渣钢锭成分偏析数值模拟图；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
1.电炉熔炼过程控制出钢碳含量，降低P含量控制在0.003％以下；电炉出钢加硅铝钡钙预脱氧，且保证精炼就位温度；精炼过程采用扩散脱氧方式降低氧含量并脱碳，为降低夹杂物创造条件，采用VOD方式进行脱C，将C含量控制在0.30～0.40％，VD进行脱气，待成分及气体含量达到技术要求时加入150ppm稀土合金。成分合格、气体含量达标的钢水采用氩气保护装置进行电极浇注；采用磨削方式去除电极坯表面的杂质，避免电渣重熔中进入渣池，破坏渣系，影响TP316H钢锭底部易氧化元素的烧损。
2.使用氩气保护电渣炉重熔TP316H奥氏体不锈钢，在重熔前先向结晶器内吹入10min氩气，氩气流量控制在5.0-10.0m3/h，把结晶器内的空气排出，抑制钢锭底部Si、Mn、Cr等易氧化元素的烧损。
3.重熔过程采用低熔速、浅渣池的重熔方法控制TP316H电渣钢锭的成分偏析情况，熔速控制在0.65-0.70D(D为结晶器直径)，加大渣阻降低自耗电极插入渣池深度。
4.采用表1组元的预熔渣，在氩气保护条件下进行电渣重熔，在使用8t及8t以上结晶器起弧电流全部由8000A降低至6000A，减少由于起弧造渣功率过高而导致渣中Al离子的电离。
5.对电渣钢锭锭尾端、冒口端取样做化学成分检测。
Claims (2)
1.一种均匀TP316H奥氏体不锈钢电渣锭成分及组织工艺方法，其特征在于，
1)真空脱气后，待奥氏体不锈钢成分及气体含量达到技术要求时，加入钢水总量为100-150ppm稀土合金，净化钢液后，将钢水浇注成电极坯；
2)吹氩气形成保护气氛，使用浇注后的电极坯进行电渣重熔，用专用渣系重熔TP316H奥氏体不锈钢，渣系中CaF2控制在70±3wt％，Al2O3控制在30±3wt％，SiO2控制在0.75±0.25wt％，FeO≤0.3wt％，C≤0.05wt％，P≤0.015wt％，S≤0.03wt％，抑制钢锭底部增Al，均匀电渣钢锭成分及组织；
3)采用低熔速、低渣量重熔方法控制TP316H电渣钢锭的成分偏析情况，熔速控制在0.65-0.70D，D为结晶器直径，渣池深度控制在150mm-180mm；
4)8t及8t以上结晶器起弧电流全部由8000A降低至6000A，降低起弧功率，减少由于起弧造渣功率过高而导致渣中Al离子电离，从而减少钢锭底部增Al。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，在重熔前先向结晶器内吹入10min氩气，氩气流量控制在5.0-10.0m3/h。
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