专利名称：一种热核聚变堆用不锈钢板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种热核聚变堆(包括实验堆)用不锈钢板的制造方法。
背景技术：
热核聚变是新型核电技术，其中ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor国际热核聚变堆)是欧盟、美国、中国、日本、俄罗斯、印度、韩国七个国家地区参加的新型聚变核电实验计划，其需求的不锈钢钢板质量要求很高，采用现有的制造工艺生产的钢板，1)钢水中Co、Nb、Ti元素难以满足ITER要求范围，其中产品Co含量一般在0. 10%以上；2)采用氮化合金增加钢水氮含量，如氮化锰铁、氮化铬铁，会增加钢水夹杂物含量，产品中的A、B、C、D类型(粗、细)夹杂物都难以分别达到0级-1. 5级，夹杂物总量级别难以控制在0级-6级；3)热轧钢板沿轧制方向和垂直轧制方向的抗拉强度、 伸长率性能差异性大于15 %，一般可达40 % (用Y方向表示垂直于轧制方向，用X方向表示沿着轧制方向)。一般产品在X、Y方向的抗拉强度、伸长率性能存在很大的差异[(X方向性能-Y方向性能)+X方向性能]X 100%的值大于等于15%，一般在40%左右，使其产品在各个方向受力时，安全性大大降低，影响产品使用。
发明内容
为了克服现有热核聚变堆用不锈钢板的制造方法的上述不足，本发明提供一种用于热核聚变堆的不锈钢板制造方法，本方法制造的不锈钢板，沿轧制方向和垂直轧制方向的抗拉强度、伸长率性能差异性较小。热核聚变堆(ITER计划属于热核聚变堆一个实验堆项目)用不锈钢板材料成分的重量百分比为0 < C 彡 0. 08% ；0 < Si 彡 0. 75% ；0 < Mn 彡 2. 00% ；P 彡 0. 03% ；S ^ 0. 01% ；
Cr 16. 00 % -22. 50 % ；Ni 8. 00 % -14. 00 % ；Mo 0. 01 % -3. 00 % ；0 < Co ^ 0. 10 % ；N 0. 01% -0. 25% ；0 < Nb ^ 0. 10% ；0 < Ta ^ 0. 10% ；其余为 Fe 和不可避免的杂质。热核聚变堆用不锈钢板规格范围(6-60) X (1500-3100) X (4000-12000)mm。针对现有热核聚变堆用不锈钢板的制造方法的三点不足，本发明主要通过冶炼、 轧制过程工艺设计，改善了以上不足。本热核聚变堆用不锈钢板的制造方法包括下述依次的步骤I准备原料以铁水、铬铁、镍板、锰铁、硅铁与钼铁为原料。其中镍板要求Co含量 0 < Co ^ 0. 5% ；铁水中P要求为P彡0. 03%。铁水、铬铁、镍板、锰铁、硅铁与钼铁的重量配比是使冶炼成的钢水的成分，符合热核聚变堆用不锈钢板的中的铁、铬、镍、锰、硅与钼的重量百分比的要求。II冶炼装备、工艺采用VOD不锈钢冶炼设备按不锈钢冶炼工艺进行冶炼，用电炉+VOD冶炼法、转炉 +VOD与电炉+A0D+V0D冶炼法的任一种冶炼。
将铁水、铬铁、镍板、锰铁、硅铁与钼铁加入电炉或转炉中冶炼后，倒入VOD炉中冶炼，脱碳期顶吹氧气3-10m3/t钢水，底吹氮气流量> 5L/min · t钢水；脱碳完毕，底吹氮气流量彡10L/min · t，搅拌彡IOmin ；加入硅铁(主要是还原的原料，进入钢水硅含量约 0. 4% )3-10kg/t钢水、石灰3-25kg/t钢水进行还原，还原后按(1)式底吹氮气量，控制钢
水增氮量。
式中X——吹入钢水氮气流量，单位升/分钟·吨；t——吹氮气时间，单位分钟；f——系数，取值范围0.60-1. O ；Y——产品需要增加氮含量值，ppm(百万分之一)。III LF处理工艺将钢水进入LF炉工位，通过LF炉电极加热调整钢水温度，出LF炉处理工位前，加入铝，每吨钢水的加入量为0. 3-1. 5kg (—般加入铝丸(块)或喂入铝线0. 3-1.5kg/t (钢水)，或者在渣面加入0. 3-1. 5kg/t (钢水)的铝粉)；按吹氮量在1升_2升/分钟 吨吹氮气彡2分钟后；加入Ca-Si线0. 3-2. O公斤/吨钢水，再次按吹氮量1升_2升/分钟 吨吹氮气> 2分钟。钢水的成分的质量百分比达下述要求时出钢O < C 彡 0. 08% ；O < Si 彡 0. 75% ；O < Mn 彡 2. 00% ；P 彡 0. 03% ；S ^ 0. 01% ； Cr 16. 00 % -22. 50 % ；Ni 8. 00 % -14. 00 % ；Mo 0. 01 % -3. 00 % ；0 < Co ^ 0. 10 % ；N 0. 01% -0. 25% ；O < Nb ^ 0. 10% ；O < Ta ^ 0. 10% ；其余为 Fe 和不可避免的杂质。IV出钢浇注钢锭或连铸坯。板坯要求(最终产品要求宽度-原料板坯宽度)X100% /板坯宽度控制在30% -100%。V热轧工艺板坯加热温度1230-1310°C ；加热时间彡(板坯厚度数值mmX 1分钟)进行控制。板坯轧制先按使钢板沿着宽度方向(Y方向)延展进行轧制，当轧后的板坯宽度与产品要求宽度相差值在15毫米——80毫米时，(板坯宽度小于产品宽度)停止轧制，把钢板旋转90度，沿着使X方向延展进行轧制，直到钢板厚度满足国家标准公差要求时，完成轧制。上述的热核聚变堆用不锈钢板的制造方法，其特征是在步骤III LF处理工艺中， 钢水的成分的质量百分比达下述要求时出钢O < C 彡 0. 03% ；O < Si 彡 0. 75% ；O < Mn 彡 2. 00% ；P 彡 0. 03% ；S ^ 0. 01% ； Cr 16. 00 % -18. 50 % ；Ni 10. 00 % -14. 00 % ；Mo 2. 00 % -3. 00 % ；0 < Co ^ 0. 05 % ；N 0. 12% -0. 17% ；O < Nb ^ 0. 10% ；O < Ta ^ 0. 10% ；其余为 Fe 和不可避免的杂质。上述的热核聚变堆用不锈钢板的制造方法，其特征是在步骤III LF处理工艺中， 钢水的成分的质量百分比达下述要求时出钢O < C 彡 0. 03% ；O < Si 彡 0. 75% ；O < Mn 彡 2. 00% ；P 彡 0. 03% ；S ^ 0. 01% ； Cr 16. 00 % -18. 50 % ；Ni 10. 00 % -14. 00 % ；Mo 2. 00 % -3. 00 % ；0 < Co ^ 0. 05 % ；N 0. 01% -0. 10% ；O < Nb ^ 0. 10% ；O < Ta ^ 0. 10% ；其余为 Fe 和不可避免的杂质。上述的热核聚变堆用不锈钢板的制造方法，其特征是在步骤III LF处理工艺中，钢水的成分的质量百分比达下述要求时出钢0 < C 彡 0. 08% ；0 < Si 彡 0. 75% ；0 < Mn 彡 2. 00% ；P 彡 0. 03% ；S ^ 0. 01% ； Cr 18. 00 % -20. 00 % ；Ni 8. 00 % -10. 00 % ；Mo 0. 01 % -0. 20 % ；0 < Co ^ 0. 05 % ；N 0. 01% -0. 10% ；0 < Nb ^ 0. 10% ；0 < Ta ^ 0. 10% ；其余为 Fe 和不可避免的杂质。本热核聚变堆用不锈钢板的制造方法可以有效增加产品中的氮含量、降低钢水中夹杂物含量；残余元素含量、夹杂物含量、机械性能可以达到1)钢水中0 < Co < 0. 10%, 0<Nb^0. 1%；2)产品中的A、B、C、D类型(粗、细)夹杂物分别0级到1. 5级、同时夹杂物总级别0级到6. 0级；3)使不锈钢热轧钢板沿轧制方向和垂直轧制方向的抗拉强度、伸长率性能差异性较小，一般为0% -15%。
具体实施例方式下面通过实施例对本热核聚变堆用不锈钢板的制造方法的具体实施方式
，但本发明的具体实施方式
不局限于下述的实施例。实施例一本实施例的不锈钢钢种为316L(N)_IG。钢号316L(N)_IG，成分的重量百分比要求0 < C 彡 0. 08% ；0 < Si 彡 0. 75% ；0 < Mn 彡 2. 00% ；P 彡 0. 03% ；S ^ 0. 01% ； Cr 16. 00 % -22. 50 % ；Ni 8. 00 % -14. 00 % ；Mo 0. 01 % -3. 00 % ；0 < Co ^ 0. 10 % ；N 0. 01% -0. 25% ；0 < Nb ^ 0. 10% ；0 < Ta ^ 0. 10% ；其余为 Fe 和不可避免的杂质。产品规格30X1500X6000mm。本实施例的步骤依次如下I准备原料本实施例冶炼的热核聚变堆用不锈钢钢水82吨，需用铁水42. 4吨、铬铁22. 1吨、 镍板11. 5吨、锰铁2. 1吨、硅铁2. 05吨与钼铁3. 4吨；冶炼成的钢水的成分，符合热核聚变堆用不锈钢板的中的铁、铬、镍、锰、硅与钼的重量百分比的要求。各原料成分的重量百分比如下铁水成分C3.68% Si 0.08% P 0. 013% S 0. 008%其余为 Fe。铬铁C7.42% Si 1.06% P 0. 028% S 0. 006% Cr 67. 2%余为 Fe。镍板Ni99. 93% Co 0. 03%其余为杂质。猛铁C9.07% Si 1.06% P 0.034% S 0.012% Μη72·9%余为 Fe。硅铁C0.12% P 0. 048% S 0. 038% Si75. 3%余为 Fe。钼铁C0.02% P 0. 02% S 0. 009% Μο62·6%余为 Fe。II冶炼装备、工艺将上述的原料加入90吨K-OBM-S转炉中进行冶炼，当钢水的成分和温度达到下述要求时，把钢水倒入90吨VOD炉中冶炼。C 0. 22%Si 0. 10% Mn 1.82% Cr 16. 23%Ni 13. 81% P 0. 016% S 0. 002% N 1874ppmMo 2. 15% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%其余为Fe和不可避免的杂质，钢水温度1586°C。
VOD炉冶炼全过程底吹氮气，脱碳期顶吹氧气5. 2m3/t钢水，脱碳期氮气流量6. 2 升/分钟·吨钢水；脱碳完毕，底吹氮气流量11. 5升/分钟·吨钢水搅拌15分钟；钢水氮含量320ppm，加入硅铁4. 8kg/t钢水、石灰680kg进行还原，还原后钢水增氮量目标量 400ppm，根据计算式(1)式，求得底吹氮气流量11. 5升/分钟 吨钢水吹25分钟。钢水出 VOD成分的重量百分比为C 0. 008% Si 0.41% Mn 1. 78% Cr 16. 27%Ni 13. 75% P 0.016%S 0.002%N 717ppmMo 2. 13% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%其余为Fe和不可避免的杂质，钢水温度1577°C。III LF处理工艺钢水通过LF炉电极加热调整温度到1586°C，出站前渣面加入0. 5kg/t (钢水)的铝粉，按吹氮量在1. 8升/分钟·吨钢吹氮气6分钟后；加入Ca-Si线0. 6公斤/吨钢水， 再次按吹氮量在1. 1升/分钟·吨吹氮气7分钟。钢水浇注前成分重量百分比为C 0. 012% Si 0.43% Mn 1. 77% Cr 16. 26%Ni 13. 77% P 0.016%S 0.002% N 751ppmMo 2. 15% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%其余为Fe和不可避免的杂质。钢水浇注7. 2吨扁钢锭。IV板坯要求钢锭轧制规格为180(厚)X1000(宽)X1800(长)mm。与产品的宽度相比(产品宽度-板坯宽度)X 100% / 板坯宽度=(1500-1000) X 100% /1000 = 50%。V热轧工艺二辊开坯-四辊热轧机进行轧制。板坯加热温度1280-1300°C ；加热时间203分钟(加热时间大于(板坯厚度数值 mmXl 分钟))。板坯轧制板坯出加热炉后，先按坯料180 (厚)X 1000 (宽)X 1800 (长)mm沿着IOOOmm方向延展(Y方向)进行轧制，当坯宽度达到1550mm时，钢板旋转90度，沿着使 1800mm长度方向(X方向)延展进行轧制，当钢板厚度达到30. 4mm时，完成轧制。产品主要检测项目值1)钢水中 Co 0. 03%, Nb 0. 01% ；2)产品中夹杂物ABCD细粗细粗细粗细粗0. 5 0 1.0 0 0. 5 0 1.0 03)机械性能X方向抗拉强度593Mp/mm2 ；伸长率56%。Y方向抗拉强度566Mp/mm2 ；伸长率49%。[ (X方向抗拉强度性能-Y方向抗拉强度性能)+X方向抗拉强度性能]X 100% = 4. 6%< 15%。[ (X方向伸长率性能-Y方向伸长率性能)+ X方向伸长率性能]X 100 % = 12. 5 %< 15%。实施例二本实施例的不锈钢钢种为316LN。钢号316LN，成分的重量百分比要求0 < C 彡 0. 03% ；0 < Si 彡 0. 75% ；0 < Mn 彡 2. 00% ；P 彡 0. 03% ；S ^ 0. 01% ； Cr 16. 00 % -18. 50 % ；Ni 10. 00 % -14. 00 % ；Mo 2. 00 % -3. 00 % ；0 < Co ^ 0. 05 % ；N 0. 12% -0. 17% ；0 < Nb ^ 0. 10% ；0 < Ta ^ 0. 10% ；其余为!^e 和不可避免的杂质。产品规格35X1800X5000mm。本实施例的步骤依次如下(一)准备原料本实施例冶炼的热核聚变堆用不锈钢钢水85吨，需用铁水44. 4吨、铬铁23. 2吨、 镍板11. 8吨、锰铁1. 6吨、硅铁2. 2吨与钼铁3. 5吨；冶炼成的钢水的成分，符合热核聚变堆用不锈钢板的中的铁、铬、镍、锰、硅与钼的重量百分比的要求。各原料成分的重量百分比如下铁水成分C3.44% Si 0.010% P 0. 012% S 0. 009%其余为 Fe。铬铁C7.42% Si 1.06% P 0. 028% S 0. 006% Cr 67. 2%余为 Fe。镍板Ni99. 93% Co 0. 03%其余为杂质。猛铁C9.07% Si 1.06% P 0.034% S 0.012% Μη72·9%余为 Fe。硅铁C0.12% P 0. 048% S 0. 038% Si75. 3%余为 Fe。钼铁C0.02% P 0. 02% S 0. 009% Μο62·6%余为 Fe。(二)冶炼装备、工艺将上述的原料加入90吨K-OBM-S转炉中，当钢水的成分和温度达到下述要求时， 把钢水倒入90吨VOD炉中冶炼；C 0. 18%Si 0.09% Mn 1. 30% Cr 16. 52%Ni 13. 58% P 0.018%S 0.002% N 2133ppmMo 2. 14% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%其余为!^e和不可避免的杂质，钢水温度1580°C。VOD炉冶炼全过程底吹氮气，脱碳期顶吹氧气4. 2m3/t钢水，脱碳期氮气流量5. 6 升/分钟·吨钢水；脱碳完毕，底吹氮气流量12. 1升/分钟·吨钢水搅拌18分钟；钢水氮含量522ppm，加入硅铁5. lkg/t钢水、石灰620kg进行还原，还原后钢水增氮量目标量 lOOOppm，根据计算式(1)式，求得底吹氮气流量12. 8升/分钟·吨钢水吹52分钟。钢水出VOD成分C 0. 012% Si 0. 38% Mn 1. 25% Cr 16.43%Ni 13. 52% P 0.018%S 0.002% N 1531ppmMo 2. 14% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%其余为!^e和不可避免的杂质钢水温度1541 °C。(三)LF处理工艺钢水通过LF炉电极加热，钢水温度1541°C从调整温度到1588°C，出站前钢水加入 0. 61kg/t (钢水)的铝线，按吹氮量在1. 6升/分钟·吨钢吹氮气3分钟后；加入Ca-Si线0. 5公斤/吨钢水，再次按吹氮量在1. 0升/分钟·吨吹氮气5分钟。钢水浇注前成分C 0. 012% Si 0. 38% Mn 1. 25% Cr 16.43%Ni 13. 52% P 0.018%S 0.002% N 1558ppmMo 2. 14% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%钢水浇注7. 2吨扁钢锭。(四)板坯要求钢锭轧制规格为180(厚)X1000(宽)X2100(长)mm。与产品的宽度相比(产品宽度-板坯宽度)X 100% / 板坯宽度=(1800-1000) X 100% /1000 = 80%。(五)热轧工艺二辊开坯-四辊热轧机进行轧制。板坯加热温度U80-1300°C ；加热时间203分钟，大于(板坯厚度数值mmXl分钟)。板坯轧制板坯出加热炉后，先按坯料180 (厚)X 1000 (宽)X 2100 (长)mm沿着IOOOmm方向延展(Y方向)进行轧制，当坯宽度达到1800mm时，钢板旋转90度，沿着使 2100mm长度方向(X方向)延展进行轧制，当钢板厚度达到35. 3mm时，完成轧制。产品主要检测项目值1)钢水中 Co 0. 03%, Nb 0. 01% ；2)产品中夹杂物ABCD细粗细粗细粗细粗0 0 0.50 0 0 1.003)机械性能X方向抗拉强度613Mp/mm2 ；伸长率51%。Y方向抗拉强度592Mp/mm2 ；伸长率47%。[ (X方向抗拉强度性能-Y方向抗拉强度性能)+X方向抗拉强度性能]X 100% = 7. 8%< 15%。[ (X方向伸长率性能-Y方向伸长率性能)+X方向伸长率性能]X 100% = 3. 4% < 15%。实施例三本实施例的不锈钢钢种为316L。钢号316L，成分的重量百分比要求0 < C 彡 0. 03% ；0 < Si 彡 0. 75% ；0 < Mn 彡 2. 00% ；P 彡 0. 03% ；S ^ 0. 01% ； Cr 16. 00 % -18. 50 % ；Ni 10. 00 % -14. 00 % ；Mo 2. 00 % -3. 00 % ；0 < Co ^ 0. 05 % ；N 0. 01% -0. 10% ；0 < Nb ^ 0. 10% ；0 < Ta ^ 0. 10% ；其余为！^e 和不可避免的杂质。产品规格20X2000X8000mm。本实施例的步骤依次如下(一)准备原料本实施例冶炼的热核聚变堆用不锈钢钢水86吨，需用铁水45吨、铬铁23. 6吨、镍板12. 0吨、锰铁1. 6吨、硅铁2. 45吨与钼铁3. 6吨；冶炼成的钢水的成分，符合热核聚变堆用不锈钢板的中的铁、铬、镍、锰、硅与钼的重量百分比的要求。各原料成分的重量百分比如下铁水成分C3.61% Si 0.011% P 0. 013% S 0. 009% 其余为 Fe。铬铁C7.42% Si 1.06% P 0. 028% S 0. 006% Cr 67. 2%余为 Fe。镍板Ni99. 93% Co 0. 03%其余为杂质。猛铁C9. 07% Si 1.06% P 0. 034% S 0. 012% Mn72. 9%余为 Fe。硅铁C0.12% P 0. 048% S 0. 038% Si75. 3%余为 Fe。钼铁C0.02% P 0. 02% S 0. 009% Mo62. 6%余为 Fe。(二)冶炼装备、工艺将上述的原料加入90吨K-OBM-S转炉中，当钢水的成分和温度达到下述要求时， 把钢水倒入90吨VOD炉中冶炼；C 0. 16%Si 0.09% Mn 1. 33% Cr 16.48%Ni 13.49% P 0.018%S 0.002% N 2170ppmMo 2. 16% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%其余为!^e和不可避免的杂质，钢水温度1582°C。VOD炉冶炼全过程底吹氮气，脱碳期顶吹氧气4. lm3/t钢水，脱碳期氮气流量5. 8 升/分钟·吨钢水；脱碳完毕，底吹氮气流量12. 3升/分钟·吨钢水搅拌10分钟；钢水氮含量469ppm，加入硅铁5. Okg/t钢水、石灰620kg进行还原，还原后钢水不进行增氮，钢水出 VOD成分C 0. 010% Si 0. 35% Mn 1. 35% Cr 16.40%Ni 13.48% P 0.018%S 0.002% N 469ppmMo 2. 15% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%其余为!^e和不可避免的杂质钢水温度1545°C。(三)LF处理工艺钢水通过LF炉电极加热，钢水温度1545°C从调整温度到1585°C，出站前钢水加入 0. 60kg/t (钢水)的铝线，按吹氮量在1. 7升/分钟·吨钢吹氮气3分钟后；加入Ca-Si线 0. 5公斤/吨钢水，再次按吹氮量在1. 0升/分钟·吨吹氮气5分钟。钢水浇注前成分C 0. 012% Si 0. 38% Mn 1. 25% Cr 16.43%Ni 13. 52% P 0.018%S 0.002% N 526ppmMo 2. 14% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%钢水浇注7. 2吨扁钢锭。(四)板坯要求钢锭轧制规格为180(厚)X1000(宽)X2100(长)mm。与产品的宽度相比(产品宽度-板坯宽度)X 100% / 板坯宽度=(1800-1000) X 100% /1000 = 80%。(五)热轧工艺:二辊开坯-四辊热轧机进行轧制。板坯加热温度1240-U60°C ；加热时间215分钟，大于(板坯厚度数值mmXl分钟)。板坯轧制板坯出加热炉后，先按坯料180 (厚)X 1000 (宽)X 2100 (长)mm沿着IOOOmm方向延展(Y方向)进行轧制，当坯宽度达到2000mm时，钢板旋转90度，沿着使 2100mm长度方向(X方向)延展进行轧制，当钢板厚度达到20. Imm时，完成轧制。产品主要检测项目值1)钢水中 Co 0. 03%、Nb 0. 01% ；2)产品中夹杂物ABCD细粗细粗细粗细粗0 0.5 0.5 0 0 0 1. 0 03)机械性能X方向抗拉强度563Mp/mm2 ；伸长率50%。Y方向抗拉强度558Mp/mm2 ；伸长率48%。[(X方向抗拉强度性能-Y方向抗拉强度性能)+X方向抗拉强度性能]X 100% = 0. 9%< 15%。[ (X方向伸长率性能-Y方向伸长率性能)+X方向伸长率性能]X 100% = 4. 0% < 15%。实施例四本实施例的不锈钢钢种为304。钢号304，成分的重量百分比要求0 < C 彡 0. 08% ；0 < Si 彡 0. 75% ；0 < Mn 彡 2. 00% ；P 彡 0. 03% ；S ^ 0. 01% ； Cr 18. 00 % -20. 00 % ；Ni 8. 00 % -10. 00 % ；Mo 0. 01 % -0. 20 % ；0 < Co ^ 0. 05 % ；N 0. 01% -0. 10% ；0 < Nb ^ 0. 10% ；0 < Ta ^ 0. 10% ；其余为！^e 和不可避免的杂质。产品规格35X1800X5000mm。本实施例的步骤依次如下(一)准备原料本实施例冶炼的热核聚变堆用不锈钢钢水85吨，需用铁水52. 5吨、铬铁25. 7吨、 镍板7. 8吨、锰铁1. 6吨、硅铁2. 3吨(与钼铁0吨)；冶炼成的钢水的成分，符合热核聚变堆用不锈钢板的中的铁、铬、镍、锰、硅的重量百分比的要求。各原料成分的重量百分比如下铁水成分C3. 52% Si 0.010% P 0. 012% S 0. 009%其余为 Fe。铬铁C7.42% Si 1.06% P 0. 028% S 0. 006% Cr 67. 2%余为 Fe。镍板Ni99. 93% Co 0. 03%其余为杂质。猛铁C9. 07% Si 1.06% P 0. 034% S 0. 012% Mn72. 9%余为 Fe。硅铁C0.12% P 0. 048% S 0. 038% Si75. 3%余为 Fe。钼铁C0.02% P 0. 02% S 0. 009% Mo62. 6%余为 Fe。(二)冶炼装备、工艺将上述的原料加入90吨K-OBM-S转炉中，当钢水的成分和温度达到下述要求时， 把钢水倒入90吨VOD炉中冶炼；C 0. 14% Si 0. 09% Mn 1. 30% Cr 18. 42%Ni 9. 25% P 0.018%S 0.002% N 2133ppm
Mo 0. 03% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%其余为!^e和不可避免的杂质，钢水温度1580°C。VOD炉冶炼全过程底吹氮气，脱碳期顶吹氧气4. 2m3/t钢水，脱碳期氮气流量5. 6 升/分钟·吨钢水；脱碳完毕，底吹氮气流量12. 1升/分钟·吨钢水搅拌18分钟；钢水氮含量478ppm，加入硅铁5. lkg/t钢水、石灰620kg进行还原，还原后钢水增氮量目标量 300ppm，根据计算式(1)式，求得底吹氮气流量11. 0升/分钟 吨钢水吹15. 6分钟。钢水出VOD成分C 0. 04% Si 0. 38% Mn 1. 25% Cr 18. 28%Ni 9. 27% P 0.018%S 0.002% N 780ppmMo 0. 03% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%其余为!^e和不可避免的杂质，钢水温度1556°C。(三)LF处理工艺钢水通过LF炉电极加热，钢水温度1556°C从调整温度到1580°C，出站前钢水加入 0. 61kg/t (钢水)的铝线，按吹氮量在1. 6升/分钟·吨钢吹氮气3分钟后；加入Ca-Si线 0. 5公斤/吨钢水，再次按吹氮量在1. 0升/分钟·吨吹氮气5分钟。钢水浇注前成分C 0. 04% Si 0. 38% Mn 1. 25% Cr 18. 28%Ni 9. 27% P 0.018%S 0.002% N 802ppmMo 0. 03% Co 0. 03%, Nb 0. 01%, Ta 0. 010%其余为!^e和不可避免的杂质钢水浇注7. 2吨扁钢锭。(四)板坯要求钢锭轧制规格为180(厚)X1000(宽)X2100(长)mm。与产品的宽度相比(产品宽度-板坯宽度)X 100% / 板坯宽度=(1800-1000) X 100% /1000 = 80%。(五)热轧工艺:二辊开坯-四辊热轧机进行轧制。板坯加热温度1240-U60°C ；加热时间217分钟，大于(板坯厚度数值mmXl分钟)。板坯轧制板坯出加热炉后，先按坯料180 (厚)X 1000 (宽)X 2100 (长)mm沿着IOOOmm方向延展(Y方向)进行轧制，当坯宽度达到1800mm时，钢板旋转90度，沿着使 2100mm长度方向(X方向)延展进行轧制，当钢板厚度达到35. 3mm时，完成轧制。产品主要检测项目值1)钢水中 Co 0. 03%, Nb 0. 01% ；2)产品中夹杂物ABCD细粗细粗细粗细粗01 0 0. 5 0 0 0 1. 0 03)机械性能X方向抗拉强度572Mp/mm2 ；伸长率50%。Y方向抗拉强度565Mp/mm2 ；伸长率48%。[ (X方向抗拉强度性能-Y方向抗拉强度性能)+X方向抗拉强度性能]X 100% =1. 2%< 15%。[ (X方向伸长率性能-Y方向伸长率性能)+X方向伸长率性能]X 100% = 4. 0% < 15%。上述四个实施例在步骤(二)冶炼装备、工艺也可用电炉+VOD冶炼法或电炉 +A0D+V0D冶炼法冶炼。
权利要求
1.本热核聚变堆用不锈钢板的制造方法包括下述依次的步骤I准备原料以铁水、铬铁、镍板、锰铁、硅铁与钼铁为原料；其中镍板要求Co含量0 < Co彡0. 5% ；铁水中P要求为P彡0. 03% ；铁水、铬铁、镍板、锰铁、硅铁与钼铁的重量配比是使冶炼成的钢水的成分，符合热核聚变堆用不锈钢板的中的铁、铬、镍、锰、硅与钼的重量百分比的要求； II冶炼装备、工艺采用VOD不锈钢冶炼设备按不锈钢冶炼工艺进行冶炼，用电炉+VOD冶炼法、转炉+VOD 与电炉+A0D+V0D冶炼法的任一种冶炼将铁水、铬铁、镍板、锰铁、硅铁与钼铁加入电炉或转炉中冶炼后，倒入VOD炉中冶炼， 脱碳期顶吹氧气3-10m3/t钢水，底吹氮气流量> 5L/min 钢水；脱碳完毕，底吹氮气流量彡10L/min *t，搅拌彡IOmin ；加入硅铁3_10kg/t钢水、石灰3_25kg/t钢水进行还原，还原后按(1)式底吹氮气量，控制钢水增氮量； Y = 2. 5XfXXXt (1)式中X——吹入钢水氮气流量，单位升/分钟·吨； t——吹氮气时间，单位分钟； f—系数，取值范围0. 60-1. O ； Y—产品需要增加氮含量值，ppm ； III LF处理工艺将钢水进入LF炉工位，通过LF炉电极加热调整钢水温度，出LF炉处理工位前，加入铝，每吨钢水的加入量为0. 3-1. 5kg ；按吹氮量在1升_2升/分钟·吨吹氮气彡2分钟后； 加入Ca-Si线0. 3-2. O公斤/吨钢水，再次按吹氮量1升-2升/分钟·吨吹氮气彡2分钟；钢水的成分的质量百分比达下述要求时出钢O < C ^ 0. 08 % ；0 < Si ^ 0. 75 % ；0 < Mn ^ 2. 00 % ;P ^ 0. 03 % ;S ^ 0. 01 % ； Cr 16. 00 % -22. 50 % ；Ni 8. 00 % -14. 00 % ；Mo 0. 01 % -3. 00 % ；0 < Co ^ 0. 10 % ；N 0. 01% -0. 25% ；O < Nb ^ 0. 10% ；O < Ta ^ 0. 10% ；其余为 Fe 和不可避免的杂质； IV出钢浇注钢锭或连铸坯； 板坯要求(最终产品要求宽度-原料板坯宽度)X 100% /板坯宽度控制在30% -100% ； V热轧工艺板坯加热温度1230-1310°C ；加热时间彡(板坯厚度数值mmXl分钟)进行控制； 板坯轧制是先按使钢板沿着宽度方向延展进行轧制，当轧后的板坯宽度与产品要求宽度相差值在15毫米——80毫米时，停止轧制，把钢板旋转90度，沿着钢板的另一个方向延展进行轧制，直到钢板厚度满足国家标准公差要求时，完成轧制。
2.根据权利要求1所述的热核聚变堆用不锈钢板的制造方法，其特征是在步骤IIILF 处理工艺中，钢水的成分的质量百分比达下述要求时出钢O < C ^ 0. 03 % ；0 < Si ^ 0. 75 % ；0 < Mn ^ 2. 00 % ;P ^ 0. 03 % ;S ^ 0. 01 % ； Cr 16. 00 % -18. 50 % ；Ni 10. 00 % -14. 00 % ；Mo 2. 00 % -3. 00 % ；0 < Co ^ 0. 05 % ；N 0. 12% -0. 17% ；O < Nb ^ 0. 10% ；O < Ta ^ 0. 10% ；其余为 Fe 和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的热核聚变堆用不锈钢板的制造方法，其特征是在步骤IIILF 处理工艺中，钢水的成分的质量百分比达下述要求时出钢·0 < C ^ 0. 03 % ；0 < Si ^ 0. 75 % ；0 < Mn ^ 2. 00 % ;P ^ 0. 03 % ;S ^ 0. 01 % ； Cr 16. 00 % -18. 50 % ；Ni 10. 00 % -14. 00 % ；Mo .2. 00 % -3. 00 % ；0 < Co ^ 0. 05 % ；N 0. 01% -0. 10% ；0 < Nb ^ 0. 10% ；0 < Ta ^ 0. 10% ；其余为 Fe 和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的热核聚变堆用不锈钢板的制造方法，其特征是在步骤IIILF 处理工艺中，钢水的成分的质量百分比达下述要求时出钢·0 < C ^ 0. 08 % ；0 < Si ^ 0. 75 % ；0 < Mn ^ 2. 00 % ;P ^ 0. 03 % ;S ^ 0. 01 % ； Cr 18. 00 % -20. 00 % ；Ni 8. 00 % -10. 00 % ；Mo .0. 01 % -0. 20 % ；0 < Co ^ 0. 05 % ；N 0. 01% -0. 10% ；0 < Nb ^ 0. 10% ；0 < Ta ^ 0. 10% ；其余为 Fe 和不可避免的杂质。
全文摘要
本发明涉及一种热核聚变堆用不锈钢板的制造方法，它包括下述依次的步骤I准备原料II冶炼装备、工艺将铁水、铬铁、镍板、锰铁、硅铁与钼铁加入电炉或转炉中冶炼后，倒入VOD炉中冶炼，钢水还原后按(1)式底吹氮气量；Y＝2.5×f×X×t式中X——吹入钢水氮气流量，单位升/分钟·吨；t——吹氮气时间，单位分钟；f——系数，取值范围0.60-1.0；Y——产品需要增加氮含量值，ppm；III LF处理工艺钢水的成分的质量百分比达要求时出钢IV出钢浇注钢锭或连铸坯；V热轧工艺先把钢板沿着宽度方向延展进行轧制，再把钢板旋转90度沿着另一个方向延展进行轧制。本发明制造的不锈钢板，纵向与横向方向的抗拉强度、伸长率性能差异性较小。
文档编号C22C38/52GK102312175SQ20111018446
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者刘承志 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司