专利名称：一种超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷方法
技术领域：
本发明涉及不锈钢的冶炼技术，特别提供了一种超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷新工艺。
背景技术：
在超低碳奥氏体不锈钢精炼过程中，需要深入脱除氧、硫、磷杂质，采用传统的氧化法，不可避免地由加入的CaO中带入了杂质元素碳，很容易使钢中的碳超标。即使采用目前还原脱磷法常用的CaC2、CaSi或AlCa脱磷，也容易造成碳、硅或铝等杂质的增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷的工艺方法，采用真空感应炉冶炼技术，该工艺能够取得较高的脱磷率，同时取得很高的脱氧、脱硫率，并且没有引入新的影响钢的性能的杂质元素。
本发明提供了一种超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷方法，采用真空感应炉冶炼，其特征在于采用Mg-Ca合金作为脱磷剂，脱磷剂的重量百分比组成为Ca25～55，Mg为余量；采用化学纯试剂CaF2作为助熔剂；脱磷剂与助熔剂的质量比为3.5～5∶1。
本发明超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷方法中，最好要求脱磷剂中C＜0.1，Mn＜0.05，Fe＜0.2，Cu＜0.01，S＜0.003，P＜0.001。
本发明超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷方法可以采用如下具体操作过程——在高于10-3～10-4Pa的真空度下精炼15～20分钟；
——充入6～8×103Pa的氩气；——上覆法加入脱磷剂，脱磷操作结束后2～5分钟内立即抽真空到10-3～10-4Pa以上。
本发明超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷方法中，脱磷剂可以采用分批加入的方式，中间间隔不超过两分钟。
本发明超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷方法，可以在还原脱磷的同时，方便地脱除氧和硫，从而大大降低钢中的非金属夹杂物。
图1为脱磷后00Cr18Ni10的夹杂物形貌图；图2为脱磷后00Cr18Ni10的夹杂物能谱分析图。
具体实施例方式本发明使用的是普通真空感应炉(不需加正压)第一步把Mg-Ca合金在颚式粉碎机上加工得到直径小于φ2的细小颗粒，并按比例掺入助熔剂CaF2；第二步，在成型MgO坩埚周围填充直径小于φ2的镁砂并夯实，再用水玻璃和镁砂细粉打结坩埚壁，留出浇道；第三步，在打结好的坩埚内放入一定量的纯铁，用小功率烘烤0.5～1小时；第四步，将超低碳奥氏体不锈钢返回料放入打结并烘烤好的MgO埚中，把脱磷剂Mg-Ca合金及助熔剂CaF2放入料斗中，然后抽真空至10-4～10-3Pa，送电加热至坩埚中原料全部熔化；第五步，钢液熔清后，精炼1/4小时；第六步，停电并向炉内充入一定量的氩气，重新送电并调整加热功率使钢液温度保持在在1450～1500℃，中间间隔2分钟分三批加入脱磷剂Mg-Ca合金及助熔剂CaF2，脱磷操作结束2分钟后再次抽真空；
第七步，调整钢液温度在熔点附近，带电加热匀速浇铸钢锭。
实施例1脱磷剂成分为镁Mg71.12，钙Ca28.5，碳C0.065，锰Mn0.0228，铁Fe0.166，铜Cu＜0.01，硫S0.0021，磷P0.001。
脱磷剂与助熔剂的质量比为3.5∶1；根据本发明的还原脱磷工艺，在25Kg真空感应炉上对超低碳奥氏体不锈钢00Cr18Ni10进行脱磷。脱磷前后C、O、S、P、Mg、Ca质量百分比含量对比如表1。
实施例2脱磷剂成分为镁Mg71.12，钙Ca28.5，碳C0.065，锰Mn0.0228，铁Fe0.166，铜Cu＜0.01，硫S0.0021，磷P0.001。
脱磷剂与助熔剂的质量比为3.8∶1根据本发明的还原脱磷工艺，在25Kg真空感应炉上对超低碳奥氏体不锈钢00Cr18Ni10进行脱磷。脱磷前后C、O、S、P、Mg、Ca质量百分比含量对比如表1。
实施例3脱磷剂成分为镁Mg71.12，钙Ca28.5，碳C0.065，锰Mn0.0228，铁Fe0.166，铜Cu＜0.01，硫S0.0021，磷P0.001。
脱磷剂与助熔剂的质量比为4.0∶1根据本发明的还原脱磷工艺，在25Kg真空感应炉上对超低碳奥氏体不锈钢00Cr18Ni10进行脱磷。脱磷前后C、O、S、P、Mg、Ca质量百分比含量对比如表1。
实施例4脱磷剂成分为镁Mg71.12，钙Ca28.5，碳C0.060，锰Mn0.0248，铁Fe0.166，铜Cu＜0.01，硫S0.0021，磷P0.001。
脱磷剂与助熔剂的质量比为4.8∶1根据本发明的还原脱磷工艺，在25Kg真空感应炉上对超低碳奥氏体不锈钢00Cr18Ni10进行脱磷。脱磷前后C、O、S、P、Mg、Ca质量百分比含量对比如表1。
实施例5脱磷剂成分为镁Mg71.12，钙Ca28.5，碳C0.065，锰Mn0.0228，铁Fe0.166，铜Cu＜0.01，硫S0.0021，磷P0.001。
脱磷剂与助熔剂的质量比为5.0∶1根据本发明的还原脱磷工艺，在25Kg真空感应炉上对超低碳奥氏体不锈钢00Cr18Ni10进行脱磷。脱磷前后C、O、S、P、Mg、Ca质量百分比含量对比如表1。
表1
从表1中可以看出，脱磷率在50％左右，而脱氧和脱硫率都在95％以上，大大减少了钢中的非金属夹杂物；当脱磷剂与助熔剂质量百分比为4∶1时，脱磷效果最好。图1为脱磷后00Cr18Ni10的夹杂物形貌图，可知精炼后夹杂物的平均体积分数fv值由1.15～1-9％，减小到0.3～0.6％，夹杂物平均半径由5～10um减小到3～5um。由此看出，Mg-Ca处理后的铸锭夹杂物尺寸明显变小，所占百分比同时明显减少，而形状和夹杂物成分基本相同。图2为脱磷后00Cr18Ni10的夹杂物能谱分析图，可以看到氧、硫含量得到明显降低。
权利要求
1.一种超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷方法，采用真空感应炉冶炼，其特征在于采用Mg-Ca合金作为脱磷剂，脱磷剂的重量百分比组成为Ca25～55，余量的Mg；采用化学纯试剂CaF2作为助熔剂；脱磷剂与助熔剂的质量比为3.5～5∶1。
2.按照权利要求1所述超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷方法，其特征在于所述脱磷剂中，C＜0.1，Mn＜0.05，Fe＜0.2，Cu＜0.01，S＜0.003，P＜0.001。
3.按照权利要求1或2所述超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷方法，其特征在于操作过程是——在10-3～10-4Pa的真空度下精炼15～20分钟；——充入6～8×103Pa的氩气；——上覆法加入脱磷剂，脱磷操作结束后2～5分钟内立即抽真空到10-3～10-4Pa。
4.按照权利要求3所述超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷方法，其特征在于所述脱磷剂分批加入，中间间隔不超过两分钟。
全文摘要
一种超低碳奥氏体不锈钢还原脱磷方法，采用真空感应炉冶炼，其特征在于采用Mg－Ca合金作为脱磷剂，脱磷剂的重量百分比组成为Ca25～55，余量的Mg；采用化学纯试剂CaF
文档编号C21C7/06GK1670225SQ200410021380
公开日2005年9月21日 申请日期2004年3月15日 优先权日2004年3月15日
发明者都祥元, 苏国跃, 孔凡亚, 杨柯 申请人:中国科学院金属研究所