一种奥氏体不锈钢脱磷方法
【专利摘要】本发明公开了一种奥氏体不锈钢脱磷方法，该方法基于真空感应炉冶炼技术，采用Mg-Si合金作为脱磷剂，在高于10-1～10-2Pa的真空度下进行熔炼。本发明的奥氏体不锈钢脱磷方法能得到高的脱磷率，且不存在引入CaCl2、CaF2等助熔剂带来的问题，不会引入新的影响钢的性能的杂质元素，对环境的污染小。
【专利说明】一种奥氏体不锈钢脱磷方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及奥氏体不锈钢的除磷技术，具体地提供了一种奥氏体不锈钢脱磷的方法。
【背景技术】
[0002]奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、S1、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性，而且具有高韧性和塑性，应用非常广泛。
[0003]在奥氏体不锈钢的冶炼过程中，需要去除氧、硫、磷等杂质。采用氧化法可以将碳素钢或合金钢中的磷除到比较低的水平，但是对于Cr、Ni含量较高的奥氏体不锈钢，采用这种办法较难达到效果。工业上采用的CaC2脱磷的方法，处理后磷的含量仍然偏高、脱磷效果差。并且在脱磷时，往往加入氟化钙(CaF2)、氯化钙(CaCl2)等物质，或者同时加入CaF2与CaCl2。然而氯化钙容易潮解，潮解后不仅失去助熔能力，而且释放出有毒的氯气，因此工业生产中一般采用氟化钙。加入的氟化钙除了发挥助熔作用以外，还因为能够生成氟磷灰石而直接参与脱磷。但使用氟化钙助熔会造成环境问题，例如采用含氟废渣铺路或填埋会污染水源，影响环境。它与炉渣中的酸性组元形成多种含氟气体会损害现场人员的健康，此外，氟会使磷渣的枸溶率急剧降低而影响肥效，不利于资源的综合利用。
【发明内容】
[0004]发明目的:为解决上述技术问题，本发明提供本一种无需使用的奥氏体不锈钢脱磷方法。
[0005]技术方案:为实现上述技术`方案，本发明提供了的一种奥氏体不锈钢脱磷方法，包括如下步骤:
[0006](I)以Mg-Si合金为脱磷剂，Mg-Si合金的重量百分组成为Mg:45~55%，Si为余量，将奥氏体不锈钢合金料放入真空感应炉的MgO坩埚中，然后把脱磷剂Mg-Si合金放入料斗中，抽真空至KT1~10_2Pa，加热至坩埚中的原料全部熔化得到钢液；
[0007](2)待步骤(1)中的钢液熔清后，精炼15~20分钟；
[0008](3)停止熔炼,并向炉内充入IO2~IO3Pa的氩气；
[0009](4)重新熔炼，并调整加热功率使钢液温度保持在在1450~1550°C ；
[0010](5)采用上覆法加入脱磷剂Mg-Si合金，进行脱磷；
[0011](6)脱磷操作结束2-5分钟后再次抽真空至KT1~10_2Pa ；
[0012](7)调整钢液温度至熔点附近，开始浇铸钢锭；
[0013](8)对浇铸的钢锭进行成分分析。
[0014]其中，所述Mg-Si合金的直径在2毫米以下。
[0015]所述步骤(6)中的脱磷剂分批次加入，每批次的中间间隔时间控制在I分钟以内。[0016]作为优选，所述的脱磷剂分3次加入。
[0017]所述脱磷剂中除Mg、Si之外的其他每一种杂质元素的含量小于0.08%，如0、P、S、C、Fe、Mn 等。
[0018]有益效果:与现有技术相比，本发明的奥氏体不锈钢脱磷技术不采用CaCl2、CaF2等助熔剂，避免了潮解、放出有毒气体、环境污染、损害现场人员健康等不利影响。通过采用真空熔炼并结合使用Mg-Si脱磷剂，其中的Mg作为还原剂脱磷，不引入其他杂质、脱磷效果好，且对于不同含磷量的钢液都适用。本发明脱磷方法进行脱磷处理之后，钢液中的磷含量低，不仅得到高的脱磷率，而且不会引入新的影响钢的性能的杂质元素。
【具体实施方式】
[0019]实施例1 一种奥氏体不锈钢脱磷方法，包括如下步骤:
[0020](I)准备粉末状Mg-Si合金，控制其直径在2毫米以下；将奥氏体不锈钢合金料放入真空感应炉的MgO坩埚中，然后把脱磷剂Mg-Si合金放入料斗中，抽真空至KT1~10_2Pa，加热至坩埚中的原料全部熔化得到钢液；
[0021 ] (2)待步骤(1)中的钢液熔清后，精炼15~20分钟；
[0022](3)停止熔炼,并向炉内充入IO2~IO3Pa的氩气；
[0023](4)重新熔炼，并调整加热功率使钢液温度保持在1460°C ；
[0024](5)采用上覆法分批加入脱磷剂Mg-Si合金，进行脱磷；本实施例中，分3批次加入脱磷剂；
`[0025](6)脱磷操作结束2-5分钟后再次抽真空至KT1~10_2Pa ；
[0026](7)调整钢液温度至熔点附近，开始浇铸钢锭；
[0027](8)对浇铸的钢锭进行成分分析。
[0028]其中，使用的脱磷剂的质量组成百分比为:Mg:48.2%, S1:51.6%, O:0.04%、P:
0.01%, S:0.04%,C:0.07%,Fe:0.03%,Mn:0.01%，处理的奥氏体不锈钢为 316L 不锈钢。脱磷结束后，结果表明，脱磷前，钢中磷含量[p]=0.0182%，采用本发明的脱磷方法后，钢中磷含量[P]=0.0063%,脱磷率为65.4%0
[0029]实施例2奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为:Mg:46.4%, Si:53.38%、O:0.03 %、P:0.01 %、S:0.05%、C:0.06%、Fe:0.05%, Μη:0.02%，脱磷温度为1480°C。处理的316L不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0298%，采用本发明的方法后，钢中磷含量[P]=0.0085%，脱磷率为71.5%。
[0030]实施例3奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为:Mg:53.70 %, Si:46.09 %、O:0.03 %、P:0.01 %、S:0.04%、C:0.08%、Fe:0.04%, Μη:0.01%，脱磷温度为1550°C。处理的316L不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0623%，采用本发明的方法后，钢中磷含量[P]=0.0112%，脱磷率为82%。
[0031]实施例4奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为:Mg:51.1 %、Si:48.8%, O:0.02%、P:0.01 %、S:0.01 %、C:0.04%,Fe:0.01%, Μη:0.01%，脱磷温度为1490°C。处理的316L不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0159%，采用本发明的方法后，钢中磷含量[P]=0.0023%，脱磷率为85.5%。
[0032]实施例5奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为:Mg:50.89%, Si:48.97 %、O:0.03 %、P:0.01 %、S:0.04%、C:0.03%、Fe: 0.02 %、Mn: 0.01%，脱磷温度为1520°C。处理的317不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0496%，采用本发明的方法后，钢中磷含量[P]=0.0052%，脱磷率为89.5%。
[0033]实施例6奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为:Mg:51.1 %、Si:48.8%, O:0.02%、P:0.01 %、S:0.01 %、C:0.04%,Fe:0.01 %、Μη:0.01%，脱磷温度为1530°C。处理的321不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0490%，采用本发明的方法后，钢中磷含量[P]=0.0032%，脱磷率为93.5%。
[0034]实施例7奥氏体不锈钢的脱磷方法同实施例1，不同的是，使用的脱磷剂的质量组成百分比为:Mg:46.4%, Si:53.38%, O:0.03%, P:0.01%, S:0.05%, C:0.06%,Fe:0.05 %、Μη:0.02%，脱磷温度为1490°C。处理的347不锈钢在脱磷前，钢中磷含量[P]=0.0634%，采用本发明的方法后`，钢中磷含量[P]=0.0092%，脱磷率为85.5%。
【权利要求】
1.一种奥氏体不锈钢脱磷方法，采用真空感应炉冶炼，其特征在于，包括如下步骤: (1)以Mg-Si合金为脱磷剂，Mg-Si合金的重量百分组成为Mg:45~55%，Si为余量，将奥氏体不锈钢合金料放入真空感应炉的MgO坩埚中，然后把脱磷剂Mg-Si合金放入料斗中，抽真空至KT1~10_2Pa，加热至坩埚中的原料全部熔化得到钢液； (2)待步骤(1)中的钢液熔清后，精炼15~20分钟； (3)停止熔炼，并向炉内充入IO2~IO3Pa的氩气； (4)重新熔炼，并调整加热功率使钢液温度保持在在1450~1550°C； (5)采用上覆法加入脱磷剂Mg-Si合金，进行脱磷； (6)脱磷操作结束2-5分钟后再次抽真空至10—1~KT2Pa； (7)调整钢液温度至熔点附近，开始浇铸钢锭； (8)对浇铸的钢锭进行成分分析。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢脱磷方法，其特征在于，所述Mg-Si合金的直径在2毫米以下。
3.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢脱磷方法，其特征在于，所述步骤(6)中的脱磷剂分批次加入，每批次的中间间隔时间控制在I分钟以内。
4.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢脱磷方法，其特征在于，所述的脱磷剂分3次加·入。
5.根据权利要求1或3或4中所述的奥氏体不锈钢脱磷方法，其特征在于，所述的脱磷剂中除Mg、Si之外的其他每一种杂质元素的含量小于0.08%ο
【文档编号】C21C7/064GK103820603SQ201310601609
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】杨卫国 申请人:江苏科技大学