1Cr5Mo马氏体耐热钢[N]的控制.pdf

第15卷总第60期
特钢技术
Vol.15(60
2009年第3期
Special Steel Technology
2009,No
1C5Mo马氏体耐热钢[N]的控制
殷秀文
(钢集团公司江油长城特殊铜股份有限公司炼钢厂62171四川江油
摘耍:15M。马氏体时热钢具有良好的抗氧化性、时腐蚀性和銀织稳定性,广泛应用于高温碗腐饿、高温氯和
硫化虜垙。但钢中过荡的N会降低钢的耐蚀性和性。通过控制魚在钢液和气相间的传质可使合量控制
在75
关键词:控制稳定性时性韧性传质搅拌
中图分类号:TG142.24文标识码:B文章编?:1674-971(2009)03-025-03
Control of Nitrogen in Icr5mo Martensitic feat-resistant Steel
Yin Xiuwen
(steel-making Plant, Sichuan Changcheng Special Steel Co, Lid. Pangang Group, Jiangyou Sichuan, 621701)
Abstrac 1C Mo maensiti ea a s which a g an ation min rst, sure sability,
is widely applied in high-empea ure, sulfur corrsive, hydrogen and hydr en sulfide corrosive environments. But, a higher cont-
en of N in e eel wu e the comn s a ad e u hnes Ni nen could be controlled under 75ppm by
controling the mass transfer of nitrogen between the liquid steel and gas phase
Key Words onol, Stability, Corson resitance Toughness Mass tanser, tiing
由式(1)可以看出:钢液中氧含量和硫含量增
概述
加,Kc减小,则钢液中氮含量就小;钢液中氧含量和
1C5Mo马氏体耐热钢具有良好的抗氧化性、耐硫含量减少,Kc增大,则钢液中氮含量就大。由此
腐蚀性和组织稳定性,广泛应用于抗高温硫腐蚀、碗说明,脱氧后的白渣吸氮能力强,也就是钢液在精炼
化氢廢蚀环境。但钢液中过高的N会随着钢液的过程中和在出钢及浇注过程中吸氮严重。因此,对
凝固在固体钢内形成过饱和的固溶体,析出氮化物,电炉初炼钢水,氧无需降太低,可采用较高氧含量的
降低钢的耐蚀性和初性。因此,研究钢液脱N,防止钢水来防止出钢时钢液吸氮,且尽量缩短出钢时间。
钢液吸N成为日趋重要的课题。
而在钢液精炼期,因氧含量较低,且温度较髙,氧的
表面活性降低,减少了氨进入钢液的阻力,使得钢水
2影响钢中[N]含量的主要因素
极易增氮。因此,在精炼过程中应尽快造好还原渣
2.1钢中[0]、[S]对[N]的影响
盖钢滚,使炉渣形成有效的保护层,防止氮在钢液
钢液中氧、硫都是界面活性组分,对氮在表面的和气相间的传质,同时加强钢包与炉盖间的密封,保
吸附有显著的阻碍作用,它们容易富集到钢液表面,
证炉内还原气氛,减少钢液与空气的直接接触。
占据更多的表面位置,从而限制了氮的吸附,而且2.2钢中其它元素对[N]的影响
[0]、[S]浓度越高,这种作用就越强。在炼钢温度
当氮与合金元素的作用カ大于铁与氮或铁与合
1853K时,
金元素的作用力时,氮在钢液中的溶解度随着合金
Kc=3.16/1+268([%0]+[%S]/2)い(1)
元素的含量增加而提高,即当ej(N.与合金元素的
Kc:钢液中N的吸收系数
相互作用系数)<0时,氮在钢液中溶解度将提高。
%O」:钢液中氧含量
从有关数据可知Cr、Mn、Mo等元素提高氮在钢液
%S]:钢液中硫含量
中的溶解度,C、Si、等降低氮在钢液中的溶解度,
收件期::2009-06~26
作者简介:敗秀文,高级工师.毕业于成都科技大学化学冶金专业,现就职于钢集团江油长城特殊鋼有限公司炼钢厂从事工艺技术雪理
工作。联系电话:0816-3648017
持钢技术
第15卷第3期
其关系可用下式表示:
氮是在气泡一金属液的界面上放出的,所以气泡的
lg[%N」=-188T-1.25-1(3280/T
尺寸愈小及气泡在钢液内停留的时间愈长,则去氮
0.75)(0.13U%C]」+0.047%Si」
的速度和完全程度就愈大。当供气量大,气泡制度
+0.01{%N]-0.01[%M
转变为射流制度时,气体一金属界面积减小,不利于
0.023[%Mn]-0.045[%Cr])}
脱氮。当炉渣不能很好地覆盖钢液吋,氮将由气泡
/lgp
放出处的无渣的金属表面进人钢液。因此,合适的
%N]:钢液中氮的溶解度
脱碳量和脱碳速度及适当的吹氩撹拌,有助于钢液
T:绝对温度,K
脱氮,降低其氮含量,但要防止钢液裸,尤其是精
由式(2)可以看出:合金元素中碳对[%N]影响炼期,要减小钢液与空气的直接接触。
最大,碳含量增加,[%N了降低,故冶炼控制含氮钢
种时要求配碳量不能太低,须保证足够的脱碳量和3生产情况及结果
定的脱碳速度。而在1Cr5Mo马氏体耐热钢中,鉻
我公司为提供石油裂化热轧管用1C5Mo钢圆波浪
含量因比其它元素含量高,所以对氮在钢液中溶解锭型钢锭,组织了该钢的试生产。具体情况如下
度的影响较大,由式(2)可知,铬增加,[%N]增加。3,1技术标准
因此,初炼钢水中铬含量不宜过高,精炼期配加含氮
表11C5Mo钢化学成分标准范園%
较低的铬铁,加完铬铁后,要加强钢液的覆盖,减少 Table! Specified chemical composition of steel Cr5mo%
钢液与空气的直接接触。
C Si Mn P S Cr Mo N Cu x
2.3电弧对[N]的影响
0.080.215~0.40~≤
在电弧等离子区,氨分子离解后的氮原子离子
0.130.450.580.0180.0185.500.600.300.200.003
化,形成带正电荷的离子,而在金属变为负极的半周
注;As,Sin含量的要求:①As≤0.03%,Sれ≤0.%;②如单元素不能
期内,向着金属流动,使氮原子进人熔体内。电孤的
满足要求①,可按0.4A+6Sm≤0.072%控綢,但必须保证Ass0
电流越大,它对金属的流体动力学的作用越大,这使
金属的搅拌增强及金属扩护散层的厚度减小,氮在金3.2工艺路线
属中的传质增大。因此,钢液中吸收的氮量随着电
电炉一IF炉ー→VD一→模铸
流强度、电弧气氛中的氮分压及通电时间的增加而3.3工艺要点
提高。同时电极在加热时,电弧最高温度可以达到
3.1电炉氧化温度≥1580℃,脱碳量=0.40%,
6000℃,电弧作用在钢液面上的这部分钢液较其它氧化期做到高温氧化、均匀沸腾,以充分去气去夹
部分钢液温度高,超过2300℃。而当钢液温度超杂;温度和P满足工艺要求时