[发明专利]沉淀硬化不锈钢冶炼过程加Al及精确控制的方法

说明书

本发明属于不锈钢生产制造技术领域，涉及一种沉淀硬化不锈钢冶炼过程加Al及精确控制的方法，包括：(1)采用电炉化钢，钢水出钢后，控制渣厚在50mm以下；(2)采用AOD炉对钢水进行精炼，加铝丸前控制钢水温度≤1650℃，将铝丸分3‑4次加入钢水中，每加入一次铝丸后，按吨钢0.45‑0.55L/min控制底吹氩气流量，保持2‑3min再加入下一次铝丸；铝丸加入完毕，将氩气流量调整为0.1‑0.25L/min；(3)AOD还原期加入石灰造渣，控制二元炉渣碱度≥1.8；(4)钢水转入LF精炼，若钢水中Al含量低于目标要求，则加入Al线进行调整；(5)钢水成分合格后连铸。按照本发明的方法，Al的收得率提高到80％以上，精确控制在1.0‑1.1％之间，同时有效避免了冶炼过程加Al存在的安全隐患。

技术领域

本发明属于不锈钢生产制造技术领域，涉及一种沉淀硬化不锈钢冶炼过程加Al及精确控制的方法，尤其涉及一种半奥氏体沉淀硬化不锈钢SUS631采用20吨以上AOD炉+LF炉冶炼过程如何加Al及精确控制的方法。

背景技术

半奥氏体沉淀硬化不锈钢SUS631的成分体系为17Cr-7Ni-1Al，在固溶处理后组织为奥氏体，具有良好的塑性加工性能，利于复杂的成型加工，随后经过调整处理、深冷处理或冷加工转变为马氏体，再经过沉淀硬化析出处理，析出沉淀硬化相进一步提高强度、硬度和弹性等。该材料兼有奥氏体和马氏体的优点，可以在350℃下长期工作，是航空、航天、电子通讯、精密仪表等领域的结构件、精密薄壁零件的关键材料。

目前，国内开始生产半奥氏体沉淀硬化不锈钢SUS631，但多数企业采用真空感应熔炼+电渣重熔的方式生产，存在成本较高，生产效率低下的问题，难以实现批量生产。

AOD炉+LF炉相比于真空感应熔炼+电渣重熔的生产方式具有成本低，效率高的优势，但本申请发明人发现采用AOD炉+LF炉规模化冶炼方式生产半奥氏体沉淀硬化不锈钢SUS631时，在Al的加入方面存在以下几个问题：(1)Al的密度较低，只有2.7×10³Kg/m³，比液态炉渣的密度3.0×10³Kg/m³低，加入的Al浮在钢渣表面，难以进入钢液；(2)加入的Al易与钢中的氧发生反应，生成Al₂O₃夹杂物，滞留钢液或进入炉渣中，导致Al的合计收得率不足70％，难以精确控制；(3)Al为较活泼元素，易与钢中氧发生激烈反应导致钢水沸腾，容易形成飞溅以及喷爆等安全隐患。

发明内容

针对20吨以上AOD炉+LF炉规模化冶炼半奥氏体沉淀硬化不锈钢过程中加Al的难题，提供了一种沉淀硬化不锈钢冶炼过程加Al及精确控制的方法。

具体的，本发明的沉淀硬化不锈钢冶炼过程加Al及精确控制的方法，包括：

(1)采用电炉化钢，钢水出钢后，控制渣厚在50mm以下；

(2)采用AOD炉对钢水进行精炼，加铝丸前控制钢水温度≤1650℃，将铝丸分3-4次加入钢水中，每加入一次铝丸后，按吨钢0.45-0.55L/min控制底吹氩气流量，保持2-3min再加入下一次铝丸；铝丸加入完毕，将氩气流量调整为0.1-0.25L/min；

(3)AOD还原期加入石灰造渣，控制二元炉渣碱度≥1.8；

(4)钢水转入LF精炼，若钢水中Al含量低于目标要求，则加入Al线进行调整；

(5)钢水成分合格后连铸。

上述的沉淀硬化不锈钢冶炼过程加Al及精确控制的方法，按重量百分比计，电炉出钢时钢水包括：C≤0.30％，Si：0.1-0.5％，Mn≤0.60％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cr：16.00-17.50％，Ni：6.00-7.50％，Mo≤0.3％，Nb≤0.05％，Cu≤0.3％，其余为Fe及残余元素。