一种超纯净度316LVV不锈钢铸锭及其三联冶炼工艺和应用的制作方法

文档序号:37595055发布日期:2024-04-18 12:31阅读:5来源:国知局

本发明涉及金属加工,更具体地涉及一种超纯净度316lvv不锈钢铸锭及其三联冶炼工艺和应用。


背景技术:

1、316lvv不锈钢具有高腐蚀抗力、耐温性能、强度和可焊接性能等优点,可满足大多数工业环境中使用的高强度和抗腐蚀要求,在半导体、零部件、医疗产业、lcd-tft产业等领域得到了广泛的应用。过程清洁度是半导体行业最关注的问题之一,而流体系统组件的材料纯净度对于实现所需过程清洁度至关重要,为了保证材料在半导体行业的纯净度,对冶炼厂生产的316lvv不锈钢有害杂质和非金属夹杂物提出了更高的要求。

2、目前,316l vv不锈钢一般采用真空感应熔炼(vim)+真空自耗重熔(vam)双真空冶炼工艺,其在控制大块非金属夹杂物和有害含量等方面存在不足。真空感应熔炼浇注的电极产生的二次夹杂、明缩孔和暗缩孔较多,电极致密性较差;真空自耗重熔成品在产生缩孔的部位会有缺陷,同时脱s效果差,成品棒材中s元素含量过高,严重影响材料的性能。因此,通过现有的冶炼方法生产出的产品纯净度不能达到半导体等行业的要求。


技术实现思路

1、基于目前的情况,为了解决熔炼316lvv不锈钢铸锭工艺存在的问题及不足,本发明的目的是提供一种超纯净度316lvv不锈钢铸锭及其三联冶炼工艺,采用三联冶炼工艺生产出超纯净度的316lvv不锈钢铸锭。

2、为了实现以上目的,本发明公开了一种超纯净度316lvv不锈钢铸锭,按质量百分数计,包括:c≤0.01%,si≤0.05%,mn≤0.05%,ni:14.50~15.00%,cr:16.50~17.00%,mo:2.2~2.5%,nb≤0.5%,fe余量。

3、作为一优选地方式,本发明的超纯净度316lvv不锈钢铸锭的三联冶炼工艺,包括步骤:

4、(1)采用真空感应熔炼工艺制得感应电极;

5、(2)将感应电极表面处理后,进行保护性气氛电渣熔炼,具体步骤如下:

6、2.1准备渣料阶段

7、提供渣料,将所述渣料装入加渣仓;

8、2.2引弧造渣阶段

9、在水冷结晶器中放入引弧剂,在自耗电极和水冷引锭底板之间通过引弧剂形成电流回路;

10、其中,化渣阶段控制二次侧电流范围为4000a,二次侧电压范围为56v,化渣时间大于等于30min;

11、引弧阶段:控制二次侧电流范围为8000a,二次侧电压范围为59v,起弧时间大于等于60min;

12、2.3稳定熔炼阶段

13、采用熔速+渣摆控制,熔速为240~360kg/h,渣摆0.15~0.36mohm,并通入0.2bar压力的氩气保护;

14、2.4热封顶阶段

15、采用功率+渣阻控制,功率从稳态功率缓慢降低至稳定熔炼阶段的35~46%,渣阻从稳态渣阻逐渐增加至稳定熔炼阶段的150~170%;

16、(3)经电渣熔炼处理后,进行表面处理,然后进行真空自耗熔炼。

17、作为一优选地方式,所述渣料选自caf2、al2o3、cao的混合物。其中,caf2可以降低渣的熔点、黏度和表面张力;al2o3可以降低电导率,减少能耗;cao可以提高碱度,改善脱硫效果。

18、作为一优选地方式,所述引弧剂包括caf2和tio2的混合物。

19、作为一优选地方式,所述真空感应熔炼的步骤如下:

20、1.1准备原料

21、按产品所需配比提供原材料;

22、1.2装料

23、将原材料低温烘烤处理,温度为200℃,保温3小时,按产品合金成分配比,向坩埚中加入原材料;

24、1.3抽真空

25、打开电源、真空阀,抽真空9pa,然后给电升温,设置功率90kw,保证炉料均匀熔化;

26、1.4精炼

27、精炼期控制真空度≤1pa,时间不小于40分钟,精炼温度1630±10℃;

28、1.5合金化

29、将钢液升温至1570~1590℃进行合金化;

30、1.6浇注

31、将上述步骤处理的钢液浇铸,测定钢液温度,将钢液温度控制在1000~1500℃,精炼结束后,进行脱氧,然后浇铸得感应电极;

32、作为一优选地方式,步骤1.4精炼中,出钢前配入易挥发易烧损小料,使得电极缩孔深度不大于300mm,易挥发易烧损小料包括ni-mg、re等,同时还优选为采用电磁搅拌,可促进钢水成分和温度均匀。

33、作为一优选地方式,所述原材料包括高纯金属铬jcr99-a、金属钼mo-2、电解镍ni9996、工业纯铁yt1、阴极铜cu-cath-1、金属锰。

34、作为一优选地方式,所述真空自耗熔炼的步骤如下:

35、3.1采用φ550mm的铜结晶器;

36、3.2引弧造渣阶段

37、采用电流+熔滴控制,电流1.0~6ka,电压22~25v,起弧阶段时间约为6min;

38、3.3稳定熔炼阶段

39、采用熔速+熔滴控制,熔速3.5±0.3kg/min,通入氦气并控制炉内压力为300~500pa;

40、3.4补缩阶段

41、采用电流+熔滴控制,电流从稳定熔炼阶段逐渐降低至0.7~1.2ka,电压为18~20v,熔炼结束后将进出口气路关闭,在氩气保护下冷却3~4h出炉,从而获得超纯净度316lvv不锈钢铸锭。

42、相应地,本发明还提供一种超纯净度316 lvv不锈钢铸锭在半导体中的应用。

43、相应地,本发明还提供一种超纯净度316 lvv不锈钢铸锭的三联冶炼工艺制得的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭在半导体中的应用。

44、本发明的有益效果有:

45、(1)本发明通过三联冶炼工艺制得的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭中,利用对真空感应熔炼工艺制得感应电极进行电渣熔炼,通过降低供电功率使自耗电极熔化速度下降的方式来使渣池温度下降,达到降低缩孔深度的目的,从而提高棒材的成品合格率,且非金属夹杂物含量和c、o、n元素的含量低,提高钢材的纯净度;

46、(2)本发明通过三联冶炼工艺制得的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭中,a类、b类、c类、d类、ds类夹杂物为0,说明该产品已达到“零夹杂”产品的洁净度水平;

47、(3)本发明在精炼期控制真空度≤1pa,时间不小于40分钟,精炼温度1630±10℃,可促进钢水成分和温度均匀。



技术特征:

1.一种超纯净度316lvv不锈钢铸锭,其特征在于,按质量百分数计,包括:c≤0.01%,si≤0.05%,mn≤0.05%,ni:14.50~15.00%,cr:16.50~17.00%,mo:2.2~2.5%,nb≤0.5%,fe余量。

2.如权利要求1所述的超纯净度316lvv不锈钢铸锭的三联冶炼工艺,其特征在于,包括步骤:

3.如权利要求2所述的超纯净度316lvv不锈钢铸锭的三联冶炼工艺,其特征在于,所述渣料选自caf2、al2o3、cao的混合物。

4. 如权利要求2所述的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭的三联冶炼工艺,其特征在于,所述引弧剂包括caf2和tio2的混合物。

5. 如权利要求2所述的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭的三联冶炼工艺,其特征在于,所述真空感应熔炼的步骤如下:

6. 如权利要求2所述的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭的三联冶炼工艺,其特征在于,所述原材料包括高纯金属铬jcr99-a、金属钼mo-2、电解镍ni9996、工业纯铁yt1、阴极铜cu-cath-1、金属锰。

7. 如权利要求2所述的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭的三联冶炼工艺,其特征在于,所述真空自耗熔炼的步骤如下:

8. 如权利要求2所述的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭的三联冶炼工艺,其特征在于,步骤1.4精炼中,出钢前配入易挥发易烧损小料,使得电极缩孔深度不大于300mm。

9. 如权利要求8所述的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭的三联冶炼工艺,其特征在于,易挥发易烧损小料包括ni-mg或re。

10. 如权利要求1所述的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭或如权利要求2-9任意一项所述的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭的三联冶炼工艺制得的超纯净度316 lvv不锈钢铸锭在半导体中的应用。


技术总结
本发明提供一种超纯净度316LVV不锈钢铸锭及其三联冶炼工艺和应用,该超纯净度316LVV不锈钢铸锭,按质量百分数计,包括:C≤0.01%,Si≤0.05%,Mn≤0.05%,Ni:14.50~15.00%,Cr:16.50~17.00%,Mo:2.2~2.5%,Nb≤0.5%,Fe余量。该超纯净度316 LVV不锈钢铸锭采用三联冶炼工艺制得,(1)采用真空感应熔炼工艺制得感应电极;(2)将感应电极表面处理后,进行电渣熔炼,(3)经电渣熔炼处理后,进行表面处理,然后进行真空自耗熔炼,利用对真空感应熔炼工艺制得感应电极进行电渣熔炼,通过降低供电功率使自耗电极熔化速度下降的方式来使渣池温度下降,达到降低缩孔深度的目的,从而提高棒材的成品合格率,且非金属夹杂物含量和C、O、N元素的含量低,提高钢材的纯净度,可很好地应用于半导体。

技术研发人员:刘小佩,王敏,司周祥,唐国,付凯廷,杨升,赵豪,郭雪莲,郑顺顺
受保护的技术使用者:上海一郎合金材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/4/17
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