一种低氧低夹杂物p91电渣钢的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电渣重熔技术领域，具体涉及一种Φ390~Φ500πιπι、P91电渣钢氧含 量及其非金属夹杂物的控制方法。
【背景技术】
[0002] 长期以来，电渣重熔的突出优点之一就是可以降低电极中的杂质含量，提高电渣 锭的纯净度。然而，随着炼钢技术的进步，自耗电极中的氧含量和夹杂物含量都可以控制到 很低的水平，这样的自耗电极在电渣重熔后，有时不但不能降低氧的含量，反而会出现一定 的增氧。如钢研总院杨海森、常立忠等在Ar气密封保护气氛条件下通过实验发现，当电极 中的氧含量较低时（18ppm)，电渣冶金过程中实际上是增氧过程，增氧量6~35ppm。《北京 科技大学学报》2000第1期，傅杰老师等在GCrl5轴承钢电渣重熔试验中发现，氧含量由重 熔前10. 2ppm增加至重熔后的32. 5ppm。《真空》2012第5期，东北大学刘喜海等采用Ar气 密封保护气氛电渣重熔Inconel718 (Cr~Ni不锈钢），氧含量由重熔前14. 5ppm增加至重 恪后的50ppm。
[0003] 钢铁市场竞争日趋激烈，用户对产品要求低气体含量、低夹杂含量也越来越多，对 钢坯的冶炼水平提出了较高的要求。如某公司煤炭间接液化项目用P91钢管，要求氧含量 彡40ppm;非金属夹杂物粗系A、B、D彡1级，C彡0· 5级且A+B+C+D彡3级；细系夹杂物A、 B、D彡1级，C彡0. 5级且A+B+C+D彡3级；DS类夹杂物彡1. 0。从确保成品质量可靠性出 发，采用电渣钢无疑是最好的选择，但对于P91这一低碳、低铝、低钛型高合金钢而言，控制 钢中的氧含量和非金属夹杂物就特别困难。采用真空电渣重熔或氩气密封保护电渣重熔虽 能达到该技术要求，但高昂的生产成本则让人却步。
[0004] 另外，通过查阅国内外电渣重熔过程氧含量的变化趋势看，不论是小锭还是重达 几十吨的大锭，目前都存在增氧的问题，这种现象与电渣过程可以去除夹杂物这一传统理 论相悖。目前具有倾向性的观点是：若要生产氧含量<20ppm的电渣钢锭，推荐采用真空电 渣重熔，其次是Ar气密封保护气氛电渣重熔，关于常压电渣炉能否生产低氧低夹杂物电渣 钢还未见报道。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种常压电渣炉实现低成本生产低氧低夹杂 物P91电渣钢的方法。
[0006] 本发明所述低氧低夹杂物P91电渣钢的制备方法，该方法包括：
[0007]a、自耗电极表面抛丸清理：采用抛丸方式清理自耗电极表面残留的氧化铁；
[0008]b、控制电渣重熔渣系和渣量：所述渣系为四元渣系，其重量百分比组成：CaF247~ 53%，Al20323 ~27%，CaO18 ~22%，MgO4. 2 ~5. 8% ;
[0009] 所述电渣钢锭锭型为Φ390~Φ500mm，渣量控制在54~120Kg/炉；
[0010] c、电渣重熔气氛调节：电渣重熔过程中，在电渣炉中加入还原剂；所述还原剂为 铝粉，且铝粉加入量为0~8g/5min。
[0011] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述低氧低夹杂物P91电渣钢的制备方 法，其中13中渣系由以下重量百分比成分组成刃&? 250%4120325%，0&0 20%，1%0 5%。
[0012] 进一步的，作为更优选的技术方案，所述低氧低夹杂物P91电渣钢的制备方法，其 中b中电渣钢锭锭型为Φ390_，渣量控制在54Kg/炉。
[0013] 进一步的，作为更优选的技术方案，所述低氧低夹杂物P91电渣钢的制备方法，其 中b中电渣钢锭锭型为Φ450mm，渣量控制在86Kg/炉。
[0014] 进一步的，作为更优选的技术方案，所述低氧低夹杂物P91电渣钢的制备方法，其 中b中电渣钢锭锭型为Φ500mm，渣量控制在120Kg/炉。
[0015] 进一步的，作为更优选的技术方案，所述低氧低夹杂物P91电渣钢的制备方法，其 中c中电渣钢锭锭型为Φ450πιπι，铝粉加入量为4g/5min。
[0016] 进一步的，作为更优选的技术方案，所述低氧低夹杂物P91电渣钢的制备方法，其 中c中电渣钢锭锭型为Φ500πιπι，铝粉加入量为8g/5min。
[0017] 本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
[0018] (1)通过本方法生产P91电渣钢的氧含量彡30ppm;非金属夹杂物粗系（或细系） A、B、C为0~0. 5级，D类粗系=0级，D类细系0~1. 0级；DS类夹杂物为0级；
[0019] (2)通过本方法生产低氧低夹杂物P91电渣钢的质量稳定，且生产成本较真空电 渣炉低约40%，较氩气保护气氛电渣炉的生产成本低约20%。
【具体实施方式】
[0020] 本发明所述低氧低夹杂物P91电渣钢的制备方法，该方法包括：
[0021] a、自耗电极表面抛丸清理：采用抛丸方式清理自耗电极表面残留的氧化铁；避免 残留氧化铁在电渣重熔过程中增氧；
[0022] b、控制电渣重熔渣系和渣量：所述渣系由以下重量百分比成分组成：CaF247~ 53%，Al20323 ~27%，CaO18 ~22%，MgO4. 2 ~5. 8%;
[0023] 电渣重熔本质上就是渣洗精炼，因此电渣重熔的渣系和渣量是影响渣洗效果的 重要因素；渣系、渣量的选择原则就是充分吸附钢中的夹杂物且保证电渣重熔过程稳定受 控；
[0024] 所述电渣钢锭锭型为Φ390~Φ500mm，渣量控制在54~120Kg/炉；
[0025] c、电渣重熔气氛调节：电渣重熔过程中，在电渣炉中加入还原剂；所述还原剂为 铝粉，且铝粉加入量为0~8g/5min。
[0026] 这里铝粉的加入就是为了维持电渣炉中的还原气氛；还原剂可以为FeSi粉、CaSi 粉和铝粉，但A1粉还原效果最好；A1粉要求从电渣重熔正常开始按4~8g/5min加入，直 至重熔结束。
[0027] 其中，P91电渣钢的化学成分组成可在技术手册中具体查到，本发明中P91电渣钢 的化学成分如下表1所不：
[0028] 表1P91化学成分重量百分比
[0029] (/wt% )
[0030]
[0031] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述低氧低夹杂物P91电渣钢的制备方 法，其中13中渣系由以下重量百分比成分组成刃&? 250%4120325%，0&0 20%，1%0 5%。
[0032] 进一步的，作为更优选的技术方案，所述低氧低夹杂物P91电渣钢的制备方法，其 中b中电渣钢锭锭型为Φ390_，渣量控制在54Kg/炉。
[0033] 表2Φ390πιπι电渣锭重熔电制度
[0034]
[0035] 进一步的，作为更优选的技术方案，所述低氧低夹杂物Ρ91电渣钢的制备方法，其 中b中电渣钢锭锭型为Φ450mm，渣量控制在86Kg/炉。
[0036] 表3Φ450πιπι电渣锭重熔电制度
[0037]
[0039] 进一步的，作为更优选的技术方案，所述低氧低夹杂物Ρ91电渣钢的制备方法，其 中b中电渣钢锭锭型为Φ500mm，渣量控制在120Kg/炉。
[0040] 表4 Φ500πιπι电渣锭重熔电制度
[0041]
[0042] 上述所述低氧低夹杂物Ρ91电渣钢的制备方法，其中c中加入的还原剂为铝粉，为 防止常压电渣炉在冶炼过程增氧，采用微量铝粉调节冶炼过程的还原气氛；由于Ρ91钢要 求Al、Ti含量低，所以铝粉用量必须适度；铝粉用量过多，则Al、Ti易超标；铝粉用量过少， 则钢中的氧又难于控制。
[0043] 表5电渣重恪气氛调节
[0044]
[0045]r凹53甘头她1列刈卒次叨tfJ共1伞头她刀:tVWKt一歹tfJ畑迎，升个囚见将本发明限 制在所述的实施例范围之中。
[0046] 实施例1 Φ390ι?πιΧ 2100mm、P91电渣钢的生产工艺
[0047] 将Φ 280mm的自耗电极表面抛丸清理，达到表面光亮程度。
[0048]称取电渣预熔渣54Kg，其中含CaF2、A1203、CaO、MgO分别为26. 5Kg、14. 2Kg、 10. 5Kg、2. 5Kg。