本發(fā)明屬于冶煉技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種氬氧爐冶煉超級雙相不銹鋼的工藝。
背景技術(shù)：
超級雙相不銹鋼，是指點蝕抗力當量（PRE）大于40的一組雙相不銹鋼，PRE=wt%Cr+3.3(wt%Mo)+16(wt%N)。主要應(yīng)用于海洋工程、海水淡化、化工、光熱儲能等具有強腐蝕性的工作環(huán)境中，如海水淡化用泵軸、光熱儲能用高壓管道及軸類件等。由于工件工作環(huán)境惡劣，對于鋼材質(zhì)量的要求非常嚴格，不但要求有較高的綜合力學性能，較強的耐點蝕能力，而且對金相組織、鋼中非金屬夾雜物、晶粒度、力學性能、超聲波探傷等均有嚴格的要求。
超級雙相不銹鋼有強烈σ和M2N等析出相析出的趨勢，為避免析出，一般可通過合金的成分調(diào)節(jié)和合理的熱處理制度來解決。當超級雙相鋼中兩相比例接近1：1時，材料具有較好的力學性能和耐腐蝕性能。因此，為控制好兩相組織比例及避免σ和M2N等析出相析出，需準確控制化學成分，尤其是N成分。
S32760超級雙相不銹鋼，最早是由英國Mather和Platt Ltd公司開發(fā)的，在80年代中期即以鑄件的形式出現(xiàn)，它具有耐高溫海水及含鹵素介質(zhì)的優(yōu)勢，逐步將其發(fā)展演變?yōu)榭慑懶猿夒p相不銹鋼。
國內(nèi)對于超級雙相不銹鋼，材料引入較晚，至今GB/T1220-2007標準，無相應(yīng)的鋼種與其對應(yīng)，對于超級雙相不銹鋼，C、N化學成分不易控制，準確控制更是難度較大。
專利文獻CN101476078A公開了超級雙相不銹鋼大型海水泵軸的制造方法，采用VOD進行冶煉，出鋼前加入氮化鉻鐵調(diào)整N含量；由于氮化鉻鐵中N含量較低且不穩(wěn)定，引起N回收率極不穩(wěn)定，造成超級雙相不銹鋼N含量控制不穩(wěn)定，極易造成超級雙相不銹鋼兩相比例不穩(wěn)定，從而造成產(chǎn)品報廢。另外氮化鉻鐵合金價格較高，相比廉價的氮氣來說，沒有成本優(yōu)勢。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足提供一種合金收得率高、C及N成分控制穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低且化學成分控制準確的氬氧爐冶煉超級雙相不銹鋼的工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種氬氧爐冶煉超級雙相不銹鋼的工藝，采用電弧爐或感應(yīng)爐+氬氧爐冶煉方式；冶煉的超級雙相不銹鋼成分按質(zhì)量百分比為：C不大于0.05%， Cr=24%~26%，Ni=6.0~8.0%，Mo=3.0~4.0%，W=0.5~1.0%，Cu=0.5~1.0%，N=0.20~0.30%，Si=0.20~1.0%，Mn=0.20~1.0%，余量為Fe和少量其它合金元素。
W、Cu合金在氬氧爐脫碳后期加入，采用氮氣進行氮的合金化。
工藝步驟如下：
步驟一：初煉：爐料由低磷碳、合結(jié)鋼、不銹鋼料頭及Ni、Mo合金組成，在電弧爐或感應(yīng)爐內(nèi)初煉，爐料全熔后取全分析樣，溫度、成分符合要求后出鋼，兌入氬氧爐；
步驟二：氬氧爐氧化期：氬氧爐兌鋼前爐內(nèi)加入占鋼水量2～3%的石灰；氬氧爐開吹溫度≥1500℃，配碳量：2.0～3.0%；前期吹入純氧進行脫碳、升溫；溫度≥1600℃，吹入氧氣、氮氣混合氣體3:1進行脫碳、升溫；當鋼液溫度≥1680℃、[C]≤0.20%，吹入氧氣、氮氣混合氣體1:1進行脫碳、升溫，加入W、Cu合金；當鋼液溫度≥1720℃、[C]≤0.06%，吹入氧氣、氮氣混合氣體1:3進行脫碳、升溫；當[C]≤0.01%，停吹氧氣，改吹氮氣，加入硅鐵、鋁錠，其中硅鐵15～30Kg/噸、鋁錠2～5Kg/噸，時間4～8分鐘進行預(yù)還原；取全分析樣并扒渣至見鋼水；
步驟三：氬氧爐還原期：加入石灰、螢石、鋁錠，其中石灰用量15～30Kg/噸、螢石占石灰重量的1/10～1/5、鋁錠2～5Kg/噸，吹氬攪拌2～3分鐘并吹氮2～3分鐘之后氬氣攪拌0.5～1分鐘進行脫氧和增氮，并均勻化學成分，取全分析樣；溫度1580～1620℃出鋼；
步驟四：出完鋼，經(jīng)氬氣弱攪拌后澆注成模鑄鋼錠、電渣重熔用電極坯或連鑄坯。
本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的積極效果如下：采用氬氧爐（AOD）冶煉生產(chǎn)超級雙相不銹鋼比VOD冶煉更有利于實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高、成本低、操作穩(wěn)定、工藝容易掌握。鉻鐵全部采用高碳鉻鐵，W、Cu合金在氬氧爐（AOD）脫碳后期加入，通過吹入氮氣來進行氮合金化，合金收得率高，化學成分控制準確，生產(chǎn)成本低廉。
具體實施方式
一種氬氧爐冶煉超級雙相不銹鋼的工藝，采用8噸氬氧爐（AOD）冶煉超級雙相不銹鋼S32760，工藝流程為：6噸中頻感應(yīng)爐冶煉→AOD精煉→澆注2支3.4t電極坯→電極坯快速脫模后空冷。
W、Cu合金在氬氧爐脫碳后期加入，采用氮氣進行氮的合金化。
工藝步驟如下：
步驟一：初煉：配入碳鋼料頭3120kg、高碳鉻鐵3000kg在電弧爐或感應(yīng)爐內(nèi)初煉，爐料全熔后取全分析樣，溫度、成分符合要求后出鋼，熔清后出鋼兌入氬氧爐；
步驟二：氬氧爐氧化期：氬氧爐在兌入鋼水前向爐內(nèi)加入200kg石灰，兌入鋼水6400kg；兌鋼后氧：氮=560m3/h：135m3/h吹煉，在AOD爐內(nèi)進行脫碳、升溫處理，期間加入石灰400kg及需要補加的合金；當鋼液溫度≥1680℃、[C]≤0.20%時，調(diào)整氧：氮=350m3/h：350m3/h吹煉，期間加入石灰200kg；鋼液溫度≥1720℃、[C]≤0.06%時，加入W、Cu合金，調(diào)整氧：氬=160m3/h：480m3/h吹煉；當[C]≤0.01％、溫度在1700～1740℃時，進入預(yù)還原期。加硅鐵350kg、鋁18.5kg氬氣攪拌2分鐘后換氮氣攪拌5分鐘，之后再氬氣攪拌兩分鐘，扒渣，此時取樣分析N：0.18%，微調(diào)其他成分，氮氣攪拌3分鐘增氮，此時取樣分析N：0.31%；
步驟三：氬氧爐還原期：加入還原渣料及鋁90kg、微鉻170kg、鉬鐵35kg、石灰100kg、螢石20kg，氮氣攪拌3分鐘，之后純氬氣攪拌1分鐘，精調(diào)成分及N含量，此時取樣N：0.29%，氮氣30秒、氬氣1分鐘攪拌，溫度1600℃準備出鋼；
步驟四：出完鋼，經(jīng)氬氣弱攪拌后澆注成模鑄鋼錠、電渣重熔用電極坯或連鑄坯，吊包澆注溫度為1550℃，電極坯加無碳保護渣，澆注為3.4噸電極坯兩支。
設(shè)計化學成分及冶煉終點化學成分（質(zhì)量百分數(shù)，%）
本發(fā)明實施后冶煉出的超級雙相不銹鋼，兩相比例接近于1:1，N含量0.28%（目標值0.27%），PRE=41.75（要求≥40），滿足了工業(yè)化生產(chǎn)超級雙相不銹鋼的要求。