專利名稱：不銹鋼精煉劑及其用于熔煉不銹鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不銹鋼的精煉方法。
不銹鋼為高鉻合金，含12％～30％Cr以及Ni、Mo等元素，其中Fe、Cr為易氧化元素，在熔煉過(guò)程中容易形成FeO·Cr2O3熔渣，若不能從鋼水中清除，則成為損害力學(xué)性能及耐蝕性能的非金屬夾雜物，使鑄件產(chǎn)生氣孔、冷隔、開裂等缺陷，或降低鑄錠的塑性而在軋制過(guò)程中產(chǎn)生裂紋。傳統(tǒng)的鑄造奧氏體不銹鋼的生產(chǎn)方法為熔煉——去渣——重造新渣——升溫脫氧——澆注鑄件，其中脫氧過(guò)程是升溫到1630～1650℃時(shí)加入Si、Ca、Al等元素，這樣得到的鑄件再進(jìn)行1050～1150℃高溫固溶化熱處理，以便使成分均勻化并消除在凝固過(guò)程中析出的碳化鉻。只有這樣才能獲得強(qiáng)度、硬度、塑性、加工性和耐蝕性均合格的產(chǎn)品，但固溶化熱處理使生產(chǎn)周期延長(zhǎng)，能耗增加，鑄件表面清理和搬運(yùn)工作量增加，還要求增加生產(chǎn)作業(yè)面積和熱處理設(shè)備投資，因而生產(chǎn)成本高。
本發(fā)明旨在保持不銹鋼基本成分的前提下，提供一種不銹鋼精煉劑，并提供其用于熔煉不銹鋼的方法。在不銹鋼熔煉末期加入所述不銹鋼精煉劑可免除固溶化熱處理工序，得到相當(dāng)于用普通熔煉工藝并經(jīng)過(guò)固溶化熱處理同樣力學(xué)性能和耐蝕性能的不銹鋼材料，以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，大幅度降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明首先為一種含有Si、Ca、A1元素的不銹鋼精煉劑，其特征在于，(1)所述精煉劑中各種成分按重量百分比為RE 2.0～20.0％ Ca2.0-16.0％Al 0.5-6.0％Ba3.0-18.0％Mg 0.5-9.5％V 3.0-30.0％余為Si；(2)上述精煉劑為顆粒狀，直徑≤3毫米。
所述不銹鋼精煉劑，進(jìn)一步的特征還可以成細(xì)顆粒狀，直徑≤1毫米。
本發(fā)明還提出使用上述不銹鋼精煉劑熔煉不銹鋼的方法，其步驟依次為熔煉——去渣——重造新渣——升溫脫氧——加入精煉劑——澆注。
所述不銹鋼精煉劑加入量為被熔煉不銹鋼重量的0.2～0.5％，分3～8次均勻加入，間隔時(shí)間3～20秒。
所述不銹綱精煉劑加入量進(jìn)一步可以為被熔煉不銹鋼重量的0.3～0.4％，分4～5次均勻加入，間隔時(shí)間4～8秒。
本發(fā)明不銹鋼精煉劑中Si為弱脫氧元素，RE、Ca、Ba、Mg均為強(qiáng)脫氧脫硫元素。RE和Ba還提高不銹鋼的耐蝕性和塑性。Mg使晶界凈化，減少有害元素對(duì)晶界的作用，因而使不銹鋼性能更加穩(wěn)定。適量Al、Ca能提高脫氧效果和強(qiáng)度。V在鋼液中形成熱力學(xué)穩(wěn)定的碳化釩，它和殘存于鋼液中的RE、Ca、Ba、Mg的硫化物可作為奧氏體的非均質(zhì)晶核而使晶粒細(xì)化，V的另一種作用是降低碳原子在高溫下的擴(kuò)散速度，防止碳化鉻在凝固過(guò)程中析出。本發(fā)明的精煉劑使不銹鋼的內(nèi)生夾雜物減少到GB8493-87標(biāo)準(zhǔn)1級(jí)以內(nèi)，大部分尺寸不超過(guò)20μm，奧氏體晶粒度達(dá)到GB8493-87標(biāo)準(zhǔn)中的6-8級(jí)。鑄態(tài)顯微組織不出現(xiàn)碳化鉻，因而不出現(xiàn)貧鉻層以及由此引起的不良后果。
下面以兩個(gè)實(shí)施例說(shuō)明將本發(fā)明不銹鋼精煉劑用于熔煉不銹鋼所得到的效果。
實(shí)例一，用成分為23％V，18％Ba，2.5％Mg，10％Ca，5％A1，14.7％RE(其中4.05％Nd，2.25％La，0.9％Pr，7.5％Ce)，余為Si的精煉劑處理250kg不銹鋼，精煉劑加入量0.3％，得到的CF8(或304)不銹鋼的鑄態(tài)性能如表1。
表1 CF8(或304)不銹鋼加精煉劑后的鑄態(tài)性能
實(shí)例二用成分25％V，13％Ba，1.0％Mg，8.5％Ca，4.5％Al，13.0％RE(其中9.0％Y，0.45％Nd，1.03％Gd，1.00％Dy，0.73％Ey，0.36％Yb，0.43％Sm)余為Si的精煉劑，處理250kg的CF8M(或316)不銹鋼，精煉劑加入量0.3％得到的力學(xué)性能列于表2。
表2 CF8M(或316)不銹鋼加精煉劑后的鑄態(tài)性能
抗點(diǎn)蝕和抗晶間腐蝕能力是衡量不銹鋼耐蝕性的重要技術(shù)指標(biāo)，將成分相近，但處理工藝不同的不銹鋼耐蝕性進(jìn)行比較，可以判斷精煉劑對(duì)提高不銹鋼耐蝕性的作用。表3表示CF8和CF8M經(jīng)過(guò)精煉劑處理后抗點(diǎn)蝕能力提高2.5倍以上，而耐晶間腐蝕能力也達(dá)到滿意的結(jié)果。
表3 CF8和CF8M不銹鋼加精煉劑后的抗點(diǎn)蝕能力和抗晶間腐蝕能力
*試樣在35℃，6％FeCl3鹽酸溶液中浸蝕24h.。**試樣在100℃，H2SO4-CuSO4-Cu溶液中浸蝕16h.。
權(quán)利要求
1.一種含有Si、Ca、Al元素的不銹鋼精煉劑，其特征在于，(1)所述精煉劑中各種成分按重量百分比為RE 2.0～20.0％Ca2.0-16.0％Al 0.5-6.0％ Ba3.0-18.0％Mg 0.5-9.5％ V 3.0-30.0％余為Si。(1)上述成分的不銹鋼精煉劑為顆粒狀，直徑≤3毫米。
2.如權(quán)利要求1所述的不銹鋼精煉劑，其特征在于該精煉劑為細(xì)顆粒狀，直徑≤1毫米。
3.使用權(quán)利要求1所述的不銹鋼精煉劑熔煉不銹鋼的方法，其步驟依次為熔煉——去渣——重造新渣——升溫脫氧——加入精煉劑——澆注。
4.如權(quán)利要求3所述的熔煉不銹鋼的方法，其特征為所述不銹鋼精煉劑加入量為被熔煉不銹鋼重量的0.2～0.5％，分3～8次均勻加入，間隔時(shí)間3～20秒。
5.如權(quán)利要求4所述的熔煉不銹鋼的方法，其特征為所述不銹鋼精煉劑加入量為被熔煉不銹鋼重量的0.3～0.4％，分4～5次均勻加入，間隔時(shí)間4～8秒。
全文摘要
不銹鋼精煉劑,其成分按重量百分比為RE2.0—20.0%、Ca2.0—16.0%、Al0.5—6.0%、Ba3.0—18.0%、Mg0.5—9.5%、V3.0—30.0%、余為Si。將其用于熔煉不銹鋼時(shí),步驟依次為熔煉—去渣—重造新渣—升溫脫氧——加入精煉劑——澆注。免除傳統(tǒng)冶煉不銹鋼方法的固溶化處理工序得到力學(xué)性能和耐蝕性能合格的不銹鋼材料,減化生產(chǎn)工藝、大幅度降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C21C7/04GK1250105SQ99120040
公開日2000年4月12日 申請(qǐng)日期1999年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月10日
發(fā)明者韋世鶴, 韋民 申請(qǐng)人:韋世鶴, 韋民