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317L耐热不锈钢棒材的开发研究

更新时间:2016-07-05

317L耐热钢是应用广泛的一种Cr-Ni-Mo不锈钢,其牌号为19Cr-13Ni-3Mo,具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性,适合用于食品的加工、储存和运输等[1-2]。瑞浦科技集团基于目前特殊钢具有广阔的发展前景,为了提高公司在不锈钢市场上的竞争力,投入大量的人力和物力组织开发317L耐热钢棒材。

1 工艺方案及生产过程

1.1 工艺方案设计

工艺方案:成分设计→电弧炉初炼→AOD炉精炼→LF钢包炉精炼→连铸180 mm×180 mm方坯→连铸坯的表面检验及修磨→步进式加热炉加热→棒线材轧机生产→矫直切定尺→检验→成品入库。

关键技术:对化学成分进行优化设计,合理的控制冶炼过程中的Cr当量和Ni当量比例关系,同时保证后续轧制时的热加工性能;设计开发出合适的渣系和精炼工艺,控制钢水中的夹杂物含量,确保317L耐热钢钢水的纯净度;开发317L耐热奥氏体不锈钢的脱硫工艺,确保连铸坯的表面质量;在热加工方面,采用连轧和控制轧制技术,确保热加工过程中无折叠、裂纹等缺陷。

1.2 成分优化设计

317L是一种含Mo元素的耐热奥氏体不锈钢,因此在在设计钢种时,借鉴目前市场广泛的316系不锈钢产品,利用舍弗勒-德龙图来确定钢种的Cr当量和Ni当量,保证317L不锈钢中的Creq/Nieq在1.5~2.0之间,避免轧制时的开裂敏感性。317L耐热钢化学成分设计如表1所示。

1.3 渣系的控制

对于控制炼钢中的超低硫来说,增大硫在渣钢中的分配比,可以提高脱硫量。钢液脱硫的最佳热力学和动力学条件为:提高钢液温度和炉渣碱度,降低炉渣氧化性和钢水氧化性,提高熔池的搅拌强度。

气体检验结果:O为28×10-6、26×10-6,N为831×10-6、827×10-6

AOD精炼出钢时,要保证钢包口清洁干净,采用的是渣钢混出,出钢前排空包内空气,避免钢水的二次氧化,钢包上连铸前要在钢包上加盖保温,Ar气搅拌,让包内夹杂物充分上浮,Ar气保护浇铸,防止钢液吸N。连铸的过热度控制在30~40℃之间,采用无碳保护渣浇铸,减少由于钢水冲刷形成的外来夹杂物。

317L热轧棒材的主要控制点是表面质量控制,与常规的Cr-Ni奥氏体不锈钢如304钢相比,其轧制宽展远远大于304钢,轧制过程中需密切注意各道次宽展变化情况。避免在轧制过程中宽展量大,容易出耳子和折叠等问题。

表1 317L耐热钢化学成分设计(质量分数,%) Table 1 The design of chemical composition of 317L heat resistant steel (mass fraction, %)

CSiMnPSCrNiCuMo标准设计≤0.0300.020≤1.000.25≤2.001.80≤0.0450.030≤0.0300.00118.00~20.0018.2011.00~15.0012.50≤0.750.403.00~4.003.50

表2 317L耐热钢LF精炼参数(质量分数,%) Table 2 The LF refining parameters of 317L heat resistant steel (mass fraction, %)

序号渣样成分钢样渣样性能CaOSiO2MgOAl2O3FeO+MnO(S)[S]RMILS12357.6756.9755.375.815.466.836.268.226.3627.226.4126.830.860.740.720.260.260.260.00150.00140.00149.9310.438.110.360.400.30325371371

1.4 微量合金B元素的应用

对生产出来的连铸坯进行检验,铸坯表面不能有气孔、夹渣、翻皮、裂纹等缺陷存在,若存在相关缺陷则进行修磨处理。修磨采用机磨的方式,清除表面夹杂物,避免铸坯遗留的表面对棒材成品表面质量的控制带来困难。

2 连铸工艺

最终AOD还原渣系成分设计:CaO在50%~60%、SiO2在35%~40%、MgO在10%~15%范围内。LF炉中精炼渣系成分设计:CaO在50%~60%、SiO2在6%、Al2O3在25%~30%范围内,使得最终的成品S含量控制在0.0010%左右。

对于317L耐热不锈钢,我们在冶炼过程中适度加入残余元素B,将其含量控制在0.005%以下,微量的B加入可起到细化晶粒的作用,提高奥氏体不锈钢的热塑性,改善加工性。但是B元素含量要严格的控制,避免在连铸过程中B元素含量过多造成的连铸“絮流”现象。

3 轧制技术要求

父亲与母亲的结合正是如此旧道德婚姻形态下的一个缩影,带有十分浓烈的悲剧色彩。人类作为一种情感动物,特别是在物质匮乏的时候,对于精神方面的需求会急剧上升。然而,父亲与母亲却不曾相爱。两人在物质上或许相互扶持,在精神上却是无法互相慰藉。就好像母亲知道父亲的罗曼史,却始终没有尝试去解开他的心结。在双方的精神世界里,本应最亲密的枕边人反而是局外人。

对矫直处理后的棒材,取样做气体检验和夹杂物检验。夹杂物基本上C类居多,主要是冶炼过程中采用硅铁脱氧,因此硅酸盐的夹杂物在0.5级左右。

2.2.7.1 危害症状。叶片初发病时夏孢子堆为小长条状,鲜黄色,椭圆形,与叶脉平行,且排列成行,后期表皮破裂,出现锈褐色粉状物;黑麦草近成熟时,叶鞘上出现圆形至卵圆形黑褐色夏孢子堆,散出鲜黄色粉末(图7)。

4 性能检验

317L为含Mo的耐热不锈钢,由于其合金含量极高,在加热的过程中造成热传导性很差,连铸坯不容易烧透,但是当温度过高时轧制容易产生热裂,导致轧制过程难以控制,轧制成材率较低。因此对317L耐热钢的加热工艺进行严格的控制。连铸坯在加热炉内的加热温度在1200~1250℃之间,保温时间在3~4 h,使其组织呈现单相的奥氏体组织状态,有很好的热加工塑性。

目前我公司冶炼特种不锈钢超低硫钢采用 LF炉深脱硫工艺,LF炉深脱硫时终渣成分、炉渣性能指标与钢中S含量如表2所示。LF精炼结束钢中的平均S含量0.0015%,脱硫率可以达到85.96%。

除了作家,赖尔另一个身份是好莱坞魔法工场的执行副总,负责“魔法城”IP全文化产业链的运营开拓。《魔法城》系列图书,就是赖尔以此为背景创作的长篇著作之一。

夹杂物检验结果如表3所示。

这一年多的时间里,设计方案、技术方案中每个细节的优化,都要经过专家论证拍板。工程建设中遇到的每一个技术难题,随时请教专家现场讨论决定。盐环定扬水工程的高质量来自高标准,来自建设中的一丝不苟。

严格执行《军事训练条例》《民兵军事训练大纲》等军事训练法规,结合省军区、军分区的训练指示,安排好县(市、区)的民兵预备役人员训练,严格训练标准,保证人员、时间、内容、要求四落实。破解装备器材受限、师资力量薄弱、训练场地匮乏等普遍存在的难题,采取模拟简便器材替代实训器材,与地方应急部门和高校共享教学资源,搞好各种训练保障。遵循训练规律,按照先基础后应用、先技术后战术、先专业后演练方法,杜绝训练“走过场”搞“假把式”,提高遂行多种任务的能力。

表3 非金属夹杂物检验结果 Table 3 The test result of non-metallic inclusions

ABCDDS------1.00.50.50.5-----

5 结论

317L耐热钢种的成功开发,摸索出合适的渣系和精炼工艺,确保317L耐热钢钢水的纯净度。开发317L耐热奥氏体不锈钢的脱硫工艺,确保连铸坯的表面质量,形成了一套稳定的特殊钢冶炼和轧制生产工艺。317L耐热钢按照标准检测,化学成分、表面质量和金相组织都与同类型的产品一致,提高了我公司的钢产品种类,增大了经济收益。

参考文献

[1] 蔡开科,张艳.连铸钢高温力学性能研究专辑[J].北京科技大学学报,1993,15(s2):12.

[2] 陆世英.不锈钢[M].北京:原子能出版社,1998.

王哨兵,赵虎
《大型铸锻件》 2018年第03期
《大型铸锻件》2018年第03期文献

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