超纯铁素体不锈钢冶炼工艺
铁素体不锈钢制作方法
铁素体不锈钢制作方法
铁素体不锈钢是一种具有优异抗腐蚀性能的不锈钢材料，它是以铬、镍等元素为主要合金元素，通过热处理过程获得的。
其制作过程主要包括以下几个步骤：
1.原材料准备：选择合适的铁素体不锈钢原材料，包括铁、铬、镍、钼等元素的合金材料，同时保证原材料的质量。
2.熔炼：将原材料放入高温炉中进行熔炼，加入适量的合金元素和调节剂，保证熔体的成分合理，可以得到均匀的合金材料。
3.铸造或锻造：将熔融的合金材料铸造或锻造成型，可以得到不同形状的铁素体不锈钢材料，包括板材、管材、棒材等。
4.热处理：通过热处理过程，使铁素体不锈钢材料得到稳定的晶体结构，提高其抗腐蚀性能和机械性能。
5.加工：对经过热处理的铁素体不锈钢材料进行加工，包括切割、钻孔、焊接等，可以得到不同形状和尺寸的铁素体不锈钢制品。
以上就是铁素体不锈钢的制作方法，不同的制作过程会影响到铁素体不锈钢的性能和质量，因此需要在制作过程中加以控制和优化。
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VOD冶炼超纯铁素体不锈钢的脱氮研究
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含 量 的影 响 ， 温度 是 影响 脱 氮的主要 因素 。 关 键词 ： 氮 ；动 力学 ；Ｖ Ｄ； 素体 不锈 钢 脱 Ｏ 铁 中图分 类 号 ： Ｆ ６ ． 文 献标 志码 ： 文 章编 号 ：０ ８— ７ ６ ２ １ ）４— ０ １ ０ Ｔ ７４ １ Ｂ １０ ０ １ （ ０ ２ ０ ０ ０ — ５
【技术前沿】超纯铁素体不锈钢冶炼工艺
【技术前沿】超纯铁素体不锈钢冶炼⼯艺近⼏年铁素体不锈钢的开发与应⽤受到国内外的⼴泛重视，其主要原因是：(1)Ni资源严重短缺，Ni价格波动幅度较⼤，导致300系列不锈钢的⽣产成本⼤幅上升，⽽且原材料供应没有保证；(2)随着⽣产设备和技术进步，可以⽣产出性能优异的铁素体不锈钢，替代300系列的⼀些品种；(3)含Ni不锈钢对⼈体有⼀定危害，如对⽪肤有过敏反应等。
超纯铁素体不锈钢冶炼⼯艺极低的C、N含量是超纯铁素体不锈钢最显著的特征，⽽深度脱碳和脱氮也成为超纯铁素体不锈钢冶炼的核⼼技术所在。
⽬前，国内外许多学者认为超纯铁素体不锈钢的冶炼要采⽤电弧炉+ (AOD、K-OBM、MRP)脱碳+(VOD、SSVOD、VODPB、RHOB、RHKTB)真空精炼三步法⼯艺。
因为两步法(初炼炉+⼆次精炼)中的AOD在⼤⽓压下冶炼，存在着低碳范围内的脱碳问题，不利于经济地⽣产超低碳氮不锈钢。
但是太钢曾⽤两步法(AOD)冶炼铁素体不锈钢，其中C、N 含量的情况见表1。
国内外三步法冶炼超纯铁素体不锈钢的⼯艺路线中，VOD及其延伸⼯艺如SSVOD、VODPB，给AOD加上真空功能的VCR等精炼设备，在超纯铁素体不锈钢的冶炼过程中发挥着重要作⽤。
不论设备上是采⽤真空、强搅拌、还是喷吹氧化剂，它们都是通过改善低碳区脱碳的动⼒学条件，在深脱碳的同时促进脱氮的进⾏。
SSVOD法是在吹炼的第1阶段进⾏通常的VOD操作，在[C]≤0.01%的第2阶段提⾼真空度，吹氩进⾏强搅拌促进脱碳和脱氮的⽅法。
传统VOD法的降碳、氮效果均以0.005%(甚⾄0.01%)为界，⽽SSVOD法采⽤多个包底透⽓砖或者是Φ2-4mm不锈钢管吹氩，氩⽓流量可由40-150L/min增⼤到1200-2700L/min。
⽇本川崎西宫⼚⽤50tSSVOD设备精炼17%Cr铁素体不锈钢时，底吹氩流量达1000L/min(常规VOD为100-300L/min)，⽣产出了[C+N]≤100×10-6的超⾼纯铁素体不锈钢。
超纯铁素体不锈钢精炼过程数学模型
(8)
式中, 、 ：进、出反应区I元素的百分含量。
模型计算参数确定的基础上，结合温度模型，就能模拟冶炼过程中碳、氮、氧含量的变化，探索每个反应区域及反应类型的反应速率。
以上具体解析过程参阅作者前期研究[7]。
3.3模型相关参数确定
模型几何示意如图2所表示，图中点划线为VOD中心对称轴。据水模型试验观测，可假定吹氧反应区为圆柱体，半径为吹氧凹坑半径的5～7倍，深度为凹坑深度1.2倍。钢渣界面区反应深度由热力学条件确定。
图2各个反应区几何示意图
Fig.2 Schematic diagram of each reaction zone
钢中氧含量对VOD脱碳脱氮有着重要的影响，氧含量与碳含量关系曲线如图5所示。对于碳含量高于临界碳的吹氧脱碳阶段，随着碳含量的降低，氧含量升高；碳含量低于临界碳的自由脱碳阶段，碳氧含量一同降低。本计算确定临界碳为0.02%，此时钢中氧刚好处于饱和状态，熔池内氧已足以在自由脱碳时期脱去钢中的碳。如果钢中氧饱和后还继续吹氧，所吹的氧几乎全部氧化钢中的Cr，造成熔池过氧化，增大了此后的还原剂用量。如果吹氧不充分，自由脱碳所需要的氧和温度可能都得不到保证。所以，控制合理临界碳是保证最终钢水质量的重要措施。结合生产实际，本计算选定的0.02%的临界碳含量是合适的。
1 VOD脱碳脱氮特性
VOD脱碳脱氮反应是典型的气液相界面化学反应，C、O及N通过钢液边界层向气液相界面传递，界面脱碳反应C+O=CO可以达到平衡，而脱氮反应N+N=N2反应则需考虑其化学反应速率对整个脱氮速率的影响。不锈钢中Cr的大量存在降低了C、O及N的活度[2]，需要通过其它气体稀释或降低局部压力来降低CO和N2体分压保证低碳条件下脱碳脱氮的正常进行。对于吹氧脱碳过程优先形成的氧化物Cr2O3在炼钢温度下为固体小颗粒，Cr2O3颗粒需再次将氧释放到金属熔体内才能去脱碳[3,4]，O需要象C、N一样扩散到反应界面。
铁素体不锈钢新工艺技术
铁素体不锈钢新工艺技术一．铁素体不锈钢的超纯化铁素体不锈钢不含Ni或仅含少量Ni，与奥氏体不锈钢相比较，生产成本较低。
铁素体不锈钢冷加工硬化倾向较低；导热系数高，为奥氏体不锈钢的130%~150%；线膨胀系数低，仅为CrNi不锈钢的60%~70%；其耐氯化物应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能优良。
虽然有上述优点，但铁素体不锈钢存在的一些严重缺点限制了它的使用。
其最大缺点是韧性不足、晶间腐蚀敏感、焊接性能差。
研究表明，这个问题主要是由间隙元素碳、氮所致。
由于碳、氮在铁素体中的溶解度很低且在体心立方晶格中的扩散速度快，故在铁素体钢中极易生成碳化物和氮化物，造成晶界贫铬和晶间腐蚀。
实验表明，通过降低铁素体不锈钢中C+N含量，就能够显著改善其腐蚀性能，力学性能和焊接性能。
以26Cr1Mo钢为例，当C+N<(100~130)×10-6时，焊接后就不会产生晶间腐蚀；当C+N<(60~80)×10-6时，可在恶劣的点蚀环境中使用；当C+N<65×10-6时就能够不产生低温脆性。
因此，超纯铁素体不锈钢是现代铁素体不锈钢的发展方向，一般要求C+N<150×10-6这样的低间隙元素含量，而且需要添加钛、铌、铜、铝、钒等微量元素，以改善其性能。
近年来，通过降低铁素体不锈钢中碳、氮含量和优化钼、钛、铌的质量分数，发展了一系列性能优越的超纯铁素体不锈钢。
铁素体不锈钢在冶炼过程中需要采用真空冶金手段，尽可能降低钢液中的碳和氮，这是超纯铁素体不锈钢冶炼时的核心问题。
现有的不锈钢精炼方法，如AOD，VOD，VCR，等等，将碳降到50ppm以下在技术上已不存在困难，但要将氮降到50ppm以下，却很困难。
因此，超高纯铁素体不锈钢生产的关键是要解决脱氮问题。
研究工作表明：不锈钢精炼过程中的脱氮是与脱碳过程同时进行的，脱碳速度越高，脱碳量越大，脱氮量也就越大。
在[C]<0.1的低碳范围内进行真空脱碳时，脱氮速度主要决定于底吹氩气的搅拌强度。
太钢超纯铁素体不锈钢介绍(精)
太钢超纯铁素体不锈钢介绍(精)太钢超纯铁素体不锈钢介绍山西太钢不锈钢股份有限公司提纲一、钢铁的基本知识介绍二、超纯铁素体不锈钢介绍三、太钢超纯铁素体不锈钢的开发情况四、超纯铁素体不锈钢的应超纯铁素体不锈钢的应用五、新产品——高成形性经济型含锡超纯铁素体不锈钢介绍一、钢铁的基本知识介绍钢与铁钢与铁均是铁碳合金碳含量少于0.0218wt.%的合金称为，具有优异的磁性能，主要用于制作电器仪表中的电磁元件和电磁铁芯等；碳含量高于2.11wt.%的合金称为磨性、切削加工性和消震性，并且价格较低。
常用于机床床身、暖气片、汽车底盘、井盖等；碳含量介于0.0218-2.11 wt.%的铁碳合金称为钢的分类I.按化学成份分类碳素钢：低碳钢(C≤0.25%)、中碳钢(C≤0.25-0.60%)和高碳钢（C≤0.60%）。
合金钢：低合金钢(合金元素总含量≤5%)；中合金钢(合金元素总含量＞5-10%)；高合金钢(合金元素总含量＞10%)。
II.III.按用途分类弹簧钢、轴承钢、结构钢、耐磨钢等。
IV.按冶炼方法分类………不锈钢——是低碳合金钢•大多数不锈钢的含碳量均较低，低于0.2%；此外，不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低。
•不锈钢中的主要合金元素是铬( Cr)；只有当Cr含量达到一定值时，钢才有耐蚀性。
因此，不锈钢中Cr含量均在11%以上。
另外，不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn 、N、Nb、Mo、Si等元素。
从基本概念出发，从基本概念出发，。
选择不锈钢既要考虑其一般的耐腐蚀性能，又要考虑其耐局部腐蚀的性能，比如螺钉和螺栓在接触面容易发生缝隙腐蚀。
不锈钢的力学性能数据基本上都是在无强烈腐蚀介质作用的大气环境中测得的。
在腐蚀介质作用时，不锈钢的某些力学性能，例如疲劳性能将显著降低。
在静拉伸应力与介质(包括湿态或水介质）作用下，某些不锈钢会在远低于其强度极限的情况下断裂。
关注不锈钢的物理性能，比如磁性。
对于制造容器、塔、槽等设备衬里的不锈钢，它们的膨胀系数，对于制造各种热交换设备的不锈钢，它们的导热系数等都是选材的重要条件。
高炉铁水冶炼超纯铁素体不锈钢脱磷工艺选择
高炉铁水冶炼超纯铁素体不锈钢脱磷工艺选择杨孝永【摘要】磷是钢中有害杂质之一,含磷钢在常温或更低的温度下使用时易发生脆裂.超纯铁素体不锈钢要求在恶劣环境下长时间工作,因此要严格控制钢中硫、磷等有害元素及夹杂物的含量.采用高炉铁水冶炼超纯铁素体不锈钢时,需对铁水进行深脱磷处理.铁水罐喷吹脱磷工艺能够满足超纯铁素体不锈钢质量要求,能够适应不同不锈钢品种对铁水量的不同需求,具有金属收得率高、设备简单、投资省等优点.高炉铁水冶炼超纯铁素体不锈钢配以铁水罐喷吹脱磷工艺比转炉脱磷工艺具有明显的优势.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】5页(P1-4,10)【关键词】超纯铁素体不锈钢;铁水脱磷;铁水罐喷吹脱磷工艺【作者】杨孝永【作者单位】宝钢工程技术集团有限公司,上海201900【正文语种】中文【中图分类】TF764+.1专家论坛1.1 钢中磷的危害性在钢水凝固过程中,由于磷改变了钢水的流动性,加大了固态和液态两相区,导致晶粒之间产生偏析,从而形成高磷脆性层。
若不锈钢中的磷偏析度高,则容易产生氢致裂纹和应力腐蚀裂纹。
磷含量高降低了不锈钢的塑性和韧性,低温下尤其明显,俗称为“冷脆”,同时不锈钢的焊接性能也受到很大影响。
超纯铁素体不锈钢要求在恶劣环境下长时间工作,因此要严格控制钢中硫、磷等有害元素及夹杂物的含量。
1.2 炉料含磷量的控制采用铁水作为原料冶炼不锈钢,钢中的磷主要来自铁水。
铁矿石中的磷酸盐、氧化磷和氧化铁的热力学稳定性相近,在高炉还原条件下,炉料中的磷几乎全部被还原并溶入铁水中。
若选矿不能除去磷的化合物,脱磷只能在炉外或炼钢炉中进行,所以控制炉料的含磷量是关键。
各元素的氧化顺序遵循物理化学定律,即氧化顺序按元素与氧的亲和力大小来决定。
一般在1 300～1 400 ℃间,元素被氧化的顺序依次为硅(Si)、锰(Mn)、铬(Cr)、碳(C)、铁(Fe)、磷(P)、硫(S)。
宝钢超纯铁素体不锈钢冶炼技术实现突破
操作规范， 为超纯铁素体不锈钢制造能力的不断提升、 该引擎产品市场竞争能力的增强打下 扎实基 础 。
重庆市新型锂 电池高效节能制备技术研究取得突破 由重庆 市科学 技 术研 究 院依托科 技 攻关 项 目“ 新 型锂离 子动 力 电池 正极 材料 高 效节 能制 各 技术 的研 究与 开 发 ” ，研 究 出锂 离子 电池 关键 材料 正极 材料 的高效 节 能制 备技 术 ，极 大助
推 了重庆 市新 材料 及节 能环 保产 业发 展 。
锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，己在 ３ Ｃ产品，新能源汽车等领域广泛 应用 。而 正极材 料在 锂 电池 中 占据 核 心地位 ，其 成本 占到 电池 的 ４ ０ ％ 以上 ，并 直接 影 响锂 电
２ ２
中冶赛迪国产最大规格短应力线轧机热试成功 由 中冶 赛 迪集 团设 备成 套供 货 的 山东寿 光 巨能特 钢 公 司合 金钢 大 棒 生 产线 精 轧机 组 一 次性 热试 成功 。其 中 Ｎ Ｈ Ｃ Ｄ ９ ５ ０轧机 最大 辊径 达 中９ ５ ０ ｍ ｍ ，是 国产最 大规 格 的短 应力 线 轧机 ， 用于生产 ３ ０ ０ ｍ ｍ的优特钢大棒材 。该型轧机 目前国内仅有极少数厂家能够设计供货。 Ｎ Ｈ Ｃ Ｄ系列短应力线轧机是 中冶赛迪集 团拥有 自主知识产权的核心设备，是专 门针对优 特钢 棒材 生产 线研 发 的高强度 、高 刚度 、高 精度 轧机 ，己形成 由 ｌ １项授 权专 利 组成 的专 利
VOD冶炼超纯铁素体不锈钢的脱氮研究
对脱氮的分析更多地要从动力学上去研究。
·ＷＩｌｌ：１１．６％，１ ８７３Ｋ‘Ｗｌｏｌ：１１ ６％，１ ９７３Ｋ
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图１ 平衡氮含量与气相氮分压的关系
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陈兆平首席研究员 １９６６年生１９９３年毕业于东北大学 现从事炼钢工艺研究电话２６６４７０２５
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氮在铁素体不锈钢中属间隙元素，氮含量高 将导致高温脆性、韧性降低等一系列问题…， ＶＯＤ冶炼超纯铁素体不锈钢过程要求将其氮含 量降得越低越好。相对于普碳钢的真空脱氮过
铁素体不锈钢的加工流程
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现代铁素体不锈钢，尤其是超纯铁素体不锈钢，由于具有合金含量低，耐氯化物应力 腐蚀性好等优点，是节镍钢种的理想选择。我国生产的不锈钢以奥氏体系列为主，铁素体系 列产量很低， 而且品种结构单一， 主要是 430 系列， 应大力发展铁素体系列不锈钢。 高真空、 强搅拌和喷吹氧化剂是超纯铁素体不锈钢冶炼的有效措施。
元素 C N 11%～13%Cr 钢 典型 70 80～110 最好 30 60 典型 70～100 100～130 16%～18%Cr 钢 最好 50 70
国内外三步法冶炼超纯铁素体不锈钢的工艺路线中， VOD 及其延伸工艺如 SSVOD、 V ODPB，给 AOD 加上真空功能的 VCR 等精炼设备，在超纯铁素体不锈钢的冶炼过程中发挥 着重要作用。不论设备上是采用真空、强搅拌、还是喷吹氧化剂，它们都是通过改善低碳区 脱碳的动力学条件，在深脱碳的同时促进脱氮的进行。 SSVOD 法是在吹炼的第 1 阶段进行通常的 VOD 操作， 在[C]≤0.01%的第 2 阶段提高真 空度， 吹氩进行强搅拌促进脱碳和脱氮的方法。 传统 VOD 法的降碳、 氮效果均以 0.005%(甚 至 0.01%)为界，而 SSVOD 法采用多个包底透气砖或者是 Φ2～4mm 不锈钢管吹氩，氩气流 量可由 40～150L/min 增大到 1200～2700L/min。 日本川崎西宫厂用 50tSSVOD 设备精炼 17% Cr 铁素体不锈钢时，底吹氩流量达 1000L/min(常规 VOD 为 100～300L/min)，生产出了[C+ N]≤100×10-6 的超高纯铁素体不锈钢。 VODPB 法是日本住友金属公司开发的， 是在真空精炼过程中利用喷枪向钢水表面喷吹 铁矿石、锰矿石等氧化剂，可在高碳区促进脱氮反应，在低碳区促进脱碳。用此法冶炼 19% Cr 和 29%Cr 铁素体不锈钢时，钢中[C+N]分别达到 37×10-6、60×10-6。 VCR(VacuumConverterRefiner)法是基于 AOD 法在大气压下深脱碳受到限制而发展起 来的，1991 年日本大同特殊钢公司利用 AODVCR 工艺生产了 13%Cr 和 20%Cr 铁素体不锈 钢，钢中氮含量可分别达到(20～40)×10-6 和(70～90)×10-6 的极低水平。该工艺的实质就是 给 AOD 精炼炉加上真空设备。它充分利用 AOD 的强搅拌和 VCR 的真空技术，在低碳范围 内改善脱碳效率。在精炼过程中，当[C]≥0.10%时，通常与 AOD 法相同，利用稀释气体(Ar 或 N2)进行脱碳；当[C]≤0.10%时，利用真空进行脱碳，真空度在(10～50)×133Pa。实际操作
表明：低碳区的表观脱碳速度常数，VCR 法是 AOD 法的 2 倍，况且用 VCR 法不需要高真 空度，在较短的时间内(一般处理时间为 10～20min)，能够使终点碳达到较低值。 综合比较这 3 种精炼法的效果见表 2。在 VOD 冶炼结束时，[N]有相当大的回升。所 以，除了加强深脱碳、脱氮外，还要强调密封，防止吸 N2。 表 2 不同精炼工艺冶炼超纯铁素体不锈钢中 C、N 含量和主要效果
超纯铁素体不锈钢冶炼工艺
发布时间： 2010-6-5 16:13:32 中国废旧物资网
近几年铁素体不锈钢的开发与应用受到国内外的广泛重视，其主要原因是：(1)Ni 资源 严重短缺，Ni 价格波动幅度较大，导致 300 系列不锈钢的生产成本大幅上升，而且原材料 供应没有保证；(2)随着生产设备和技术进步，可以生产出性能优异的铁素体不锈钢，替代 3 00 系列的一些品种；(3)含 Ni 不锈钢对人体有一定危害，如对皮肤有过敏反应等。 超纯铁素体不锈钢冶炼工艺 极低的 C、N 含量是超纯铁素体不锈钢最显著的特征，而深度脱碳和脱氮也成为超纯 铁素体不锈钢冶炼的核心技术所在。 目前，国内外许多学者认为超纯铁素体不锈钢的冶炼要采用电弧炉+(AOD、K-OBM、 MRP)脱碳+(VOD、SSVOD、VODPB、RHOB、RHKTB)真空精炼三步法工艺。因为两步法 (初炼炉+二次精炼)中的 AOD 在大气压下冶炼，存在着低碳范围内的脱碳问题，不利于经济 地生产超低碳氮不锈钢。但是太钢曾用两步法(AOD)冶炼铁素体不锈钢，其中 C、N 含量的 情况见表 1。 表 1 AOD 冶炼超纯铁素体不锈钢中的 C、N 含量/10-6
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