专利名称：难加工高合金不锈钢的电渣重熔方法及用于该方法的电渣重熔渣系的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冶金熔炼领域，特别涉及一种难加工高合金不锈钢的电渣重熔方法及用于该方法的电渣重熔渣系。
背景技术：
高合金不锈钢与现有普通不锈钢相比，Cr、Ni、Mo、Cu、N等元素含量更高，由于其具有良好的力学和物理性能和优异的耐腐蚀性能，并且能够进行冷、热变形及焊接加工以生产出不同形态的材料，其常用于对腐蚀要求比较苛刻并且普通不锈钢难以承受的场合， 比如高浓度氯离子介质或海水甚至深海环境、高硫燃煤工厂的烟气脱硫环境，在一些海洋和化工环境中可作为镍基合金的一种经济型替代品。高合金不锈钢主要用来制作板式换热器、烟气脱硫装置、海水处理装置、造纸工业设备、波纹管膨胀节补偿器、反应容器以及油气工业中的海底控制管线、阀门、油井管线等。随着合金元素含量的提高，尤其Cr、Mo、Cu、N等元素的加入或提高，高合金不锈钢的热加工性能明显变差，使其在不合适的热变形条件下， 容易在晶界上析出低熔点化合物或者脆性相，并成为微裂纹发源地，在后续热加工过程中， 裂纹愈发扩展，从而导致锻件报废。因此杂质含量对高合金不锈钢的热塑性有着较大的影响。
电渣重熔是一种重要的提纯材料改善组织的冶金工艺技术，对材料的性能有着非常大的影响。然而如何通过合适的电渣重熔工艺有效的降低有害元素，提高纯净度，细化夹杂使杂质均匀化分布，细化组织使组织均匀化等，是目前亟待解决的问题。发明内容
本发明的目的是提供一种难加工高合金不锈钢的电渣重熔方法及用于该方法的电渣重熔渣系，该方法可以使钢中的有害元素含量减少，纯度提高，组织优化，显著改善其加工性能，大大提高成品率。
本发明的技术方案是难加工高合金不锈钢的电渣重熔渣系，该电渣渣系的各组分按重量份为CaF2 46 72 份；CaO 15 28 份；Al2O3 24 10 份；MgO 8 2份；其中，杂质含量〈1.0%。
所述杂质为Si02、TiO2' Fe。、C、P、S，以及不可避免的杂质，其中，SiO2 ( O. 3%、 TiO2 ( O. 3%、FeO ( O. 3%、C 彡 O. 02%、P 彡 O. 005%、S 彡 O. 03%。
难加工高合金不锈钢的电渣重熔方法，有以下步骤O自熔电极棒的制备高合金不锈钢自熔电极棒的配料成分按重量份为=Cr 20 25份、Ni :15 25份、Mo 5 8份、Cu :0. I I份、N 0. 2 O. 3份、Fe 40 60份，自熔电极棒经真空感应熔炼，浇铸成棒材，将棒材表面砂磨精整后，得到电渣重熔的自熔电极棒；2)电渣重熔按照上述的电渣重熔渣料系配比配置渣料，配好的渣料加热至熔融状态，倒入结晶器中，结晶器和底板均用水冷却，将步骤I)制备的自熔电极棒缓慢下降并插入到熔融的渣料中，通电起弧后，调整重熔电压至38 60V，电流3000 12000A ；自熔电极棒缓慢熔化，熔化后的自熔电极棒液滴穿过熔融的渣料层，得到电渣锭，电渣锭在1100 1200±5°C的温度下加热保温2 4小时，锻造成棒材或管材或板材，在1120 1200±5°C温度下，固溶处理60 120分钟，得到难加工的高合金不锈钢。
步骤2)中电渣锭的直径为160mm 500臟。
微合金化技术、纯净化冶金技术、控温控锻技术等技术被综合运用，对于改善或提高高合金不锈钢的热塑性起到了较大积极作用。本发明针对难加工高合金不锈钢，在微合金化的基础上，确定精细的电渣渣系选择和配方及电渣重熔工艺，最大限度的起到去杂提纯的效果，显著改善其热加工性能，大大提高了材料的成材率。
在特制的电渣渣系和自熔电极棒，采用本发明所述的电渣重熔方法，使自熔电极棒受电阻热作用缓慢熔化，熔化后的自熔电极棒液滴穿过熔融的渣料层并与渣料发生复杂的高温物理化学反应，杂质元素减少，在结晶器和底板下面冷却水的冷却作用下，提纯的钢液迅速凝固，在结晶器的底部重新结晶，得到成分均匀纯净，组织均匀致密、表面光洁的电洛锭。
本发明的有益效果是，所述电渣重熔渣系及其电渣重熔方法，使钢中的有害元素含量减少，纯度提高，组织优化，特别是显著改善其加工性能，大大提高了材料的成材率，有利于提升企业综合技术水平，推动企业和地区的产业进步和经济发展，因此具有显著的经济和社会效益。
本发明镍含量为99. 5%的电解镍，铬含量为99. 5%的金属铬，钥含量为99. 5%的金属钥，铁含量为99. 5%的电工纯铁，铜含量为99. 5%的纯铜，氮含量为6%的超低碳氮化铬铁，CaF2, CaO、Mg0、Al203含量均为99. 5%，均采用市售的常规产品。
具体实施方式
难加工高合金不锈钢的电渣重熔渣系配方范围(重量百分比，％)见表I。本发明所述电渣渣系，可以保证渣料本身的杂质含量最小，得到最佳的电渣提纯效果。渣系杂质含量的要求=SiO2 ( O. 3%、TiO2≤O. 3%、FeO≤O. 3%、C ≤ O. 02%、P ≤ O. 005%、S ≤ O. 03%。
表I电渣渣系的配方范围单位Wt %
权利要求
1.一种难加工高合金不锈钢的电渣重熔渣系,其特征在于,该电渣渣系的各组分按重量份为CaF246 72份CaO15 28份Al2O324 10份MgO8 2份；其中，杂质含量〈1.0%。
2.根据权利要求I所述的难加工高合金不锈钢的电渣重熔渣系，其特征在于，所述杂质为Si02、TiO2' Fe。、C、P、S以及不可避免的杂质，其中，SiO2 ( O. 3%、TiO2 ( O. 3%、 FeO ( O. 3%、C 彡 O. 02%、P 彡 O. 005%、S 彡 O. 03%。
3.一种难加工高合金不锈钢的电渣重熔方法，其特征在于，有以下步骤O自熔电极棒的制备高合金不锈钢自熔电极棒的配料成分按重量份为=Cr 20 25份、Ni :15 25份、Mo 5 8份、Cu :0. I I份、N 0. 2 O. 3份、Fe 40 60份，自熔电极棒经真空感应熔炼，浇铸成棒材，将棒材表面砂磨精整后，得到电渣重熔的自熔电极棒；2)电渣重熔按照权利要求I所述的电渣重熔渣料系配比配置渣料，配好的渣料加热至熔融状态， 倒入结晶器中，结晶器和底板均用水冷却，将步骤I)制备的自熔电极棒缓慢下降并插入到熔融的渣料中，通电起弧后，调整重熔电压至38 60V，电流3000 12000A ；自熔电极棒缓慢熔化，熔化后的自熔电极棒液滴穿过熔融的渣料层，得到电渣锭，电渣锭在1100 1200±5°C的温度下加热保温2 4小时，锻造成棒材或管材或板材，在1120 1200±5°C温度下，固溶处理60 120分钟，得到难加工的高合金不锈钢。
4.根据权利要求3所述的难加工高合金不锈钢的电渣重熔方法，其特征在于步骤2) 中电禮:淀的直径为160mm 500mm。
全文摘要
本发明涉及一种难加工高合金不锈钢的电渣重熔方法及用于该方法的电渣重熔渣系，该渣系各组分按重量份为CaF246～72份；CaO15～28份；Al2O324～10份；MgO8～2份；其中，杂质含量<1.0%。所述电渣重熔渣系及其电渣重熔方法，使钢中的有害元素含量减少，纯度提高，组织优化，特别是显著改善其加工性能，大大提高了材料的成材率。
文档编号C22B9/18GK102925712SQ201210478978
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者刘海定, 王东哲, 魏捍东, 万红, 李济林, 陈登华, 罗维凡, 王方军 申请人:重庆材料研究院