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超低碳馬氏體不銹鋼冶煉質量優化

2014/2/19  來源/作者:不銹鋼現貨網  類別:
鋼管知識
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超低碳馬氏體不銹鋼(06Cr13Ni46Mo和06Cr16Ni46Mo)是水輪機重要部件上冠、下環、葉片和導葉通常選用的重要材料。該系列不銹鋼材料在冶煉技術上難度大,而且對產品的質量要求較高,特別是在制造三峽水電機組時,國內三大水電設備制造公司,通過引進國內外水電制造技術和標準,制定了國內水電設備關鍵部件的三峽標準(該標準所涉及的材料方面的要求代表國內該行業最高水平),鋼水成分要求為:ω(C)≤0.05%、ω(P)≤0.028%、ω(S)≤0.015%、ω(Si)≤1.00%、ω(Mn)≤1.00%、ω(Cr)≥12.45%、ω(Ni)=3.5~4.5%、ω(Mo)=0.40~1.00%、ω(O)≤80×10-6、ω(N)≤150×10-6、ω(H)≤3×10-6。

  國內外生產廠家為制造出優質不銹鋼鑄件,主要采用電弧爐+精煉(AOD、VOD、LF等)的方式進行生產,其中采用AOD冶煉不銹鋼,已經成為不銹鋼精煉的主導技術。目前,國內外廠家在生產該系列不銹鋼材料時,在生產和后續加工過程中較易產生裂紋,在使用過程中偶爾也會出現裂紋。因此,要想提高該系列材料鑄件的質量,就必須通過提高冶煉鋼水內在質量來提升鑄件整體性能。

  眾所周知,吹氧脫碳的關鍵在于控制鋼液中的氧與碳、鉻、硅、錳等元素的反應。依據鋼冶金原理、結合AOD的投入使用,技術人員對原不銹鋼冶煉的主要工藝參數進行了改進和優化。

  AOD法是利用氬、氧氣體對鋼液進行吹煉,以混合氣體的形式從爐底側面向熔池吹入。在吹煉過程中,由于CO分壓被氬氣稀釋而降低,這樣就大大有利于冶煉不銹鋼時的脫碳保鉻。在AOD精煉的還原階段,由于加入硅鐵和石灰石爐渣脫氧,同時又有氬氣的激烈攪拌,因此鋼液可以深度脫硫;AOD精煉期氬氣的激烈攪拌可促使鋼液中的氧化物分離、上浮,鋼水的清潔度提高,因此鋼液中的夾雜物含量少,幾乎不存在大顆粒夾雜,夾雜物的主要形態也由電爐法的錳硅酸鹽變為鈣硅酸鹽。

  此外,AOD法還可以在吹煉過程中脫除鋼中的鉛。有研究表明,不銹鋼中含有一定的鉛會影響其熱加工性能,而經過AOD吹煉,成品鋼中的ω(Pb)≤10×10-6以下,完全不會影響鋼的性能。

  通過工藝改進和AOD的使用,獲得了高質量的鋼水,采用Si-Ca、Si-Fe等復合脫氧,鋼水ω(O)降至80×10-6;選用活性石灰強化脫硫,使ω(S)降至0.015%以下,大幅度提高了鋼水清潔度,滿足了熔煉成分及各項理化指標的要求;鋼水中有害氣體成分和球狀氧化物夾雜(球狀氧化物評級不超過2.0)的含量大大降低;鋼水純凈度的提高,增強了鑄件基體抗裂紋的能力。


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