專利名稱：超低氧含鈦鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不銹鋼冶煉領(lǐng)域，特別涉及一種超低氧含鈦鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，對鎳資源依賴性小的鐵素體不銹鋼越來越受到社會的重視，鐵素體不銹鋼中的間隙元素碳、氮嚴(yán)重影響其性能，主要是室溫脆性、耐蝕性和焊接點(diǎn)的延展性。對于鐵素體不銹鋼來說，鋼液純凈度同樣影響著鋼的使用性能，高的純凈度可延長不銹鋼的使用壽命，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量，鋼液的純凈度主要以全氧、硫含量來表征，全氧含量表示鋼中溶解氧含量與夾雜物中的氧在鋼液中的含量總和。同時，鈦可以提高間隙元素C、N的穩(wěn)定性能，Ti與C反應(yīng)生成TiC抑制晶界CrC的生成，防止晶界Cr的貧化，Ti與N反應(yīng)生成TiN 作為形核核心，提高等軸晶率，鈦元素還可以提高鐵素體不銹鋼的抗氧化、抗熱疲勞性能， 所以，鐵素體不銹鋼一般需要鈦合金化。從目前的技術(shù)來看，不銹鋼的脫硫不成問題，真空脫硫處理后鋼液終點(diǎn)硫含量可降低到20ppm以下。鐵素體不銹鋼冶煉的核心任務(wù)是脫碳、脫氮和脫氧，以及控制有害夾雜物的形成，防止煉成鋼水澆鑄過程中在連鑄工序的中間包水口堵塞。目前，一般是采用真空吹氧脫碳爐配合強(qiáng)攪拌來降低鋼中碳氮含量，好的可以將碳氮總含量控制在150ppm以下。對于不銹鋼的脫氧過程，歐洲各鋼鐵公司最初采用的是硅脫氧技術(shù)，原因是采用鋁脫氧會大量形成Al2O3夾雜會對多數(shù)鋼種產(chǎn)生不良影響，然而硅脫氧的鋼中全氧含量非常高，鑄坯全氧在60ppm以上，影響著最終產(chǎn)品的性能；在日本，有些鋼鐵公司開始大量使用鋁進(jìn)行脫氧技術(shù)，鋼液全氧含量得到大大的降低，然而，采用鋁脫氧會大量形成Al2O3夾雜不僅對多數(shù)鋼種的性能尤其是表面性能有影響，而且會引發(fā)中間包水口堵塞，妨礙了澆鑄的連續(xù)進(jìn)行；鈣處理技術(shù)可以使得Al2O3夾雜變?yōu)榈腿埸c(diǎn)易變形的夾雜。然而，由于鐵素體不銹鋼大多數(shù)鋼種需要鈦合金化，如果渣中SiO2含量高的話， 鈦進(jìn)入鋼液后容易還原渣中SW2生成TW2 (或Ti2O3)，鈣處理過程中則容易形成鈣鈦礦 (CaO · TiO2)夾雜，鈣鈦礦夾雜也屬于高熔點(diǎn)物質(zhì)，更易導(dǎo)致中間包水口堵塞。對于夾雜物控制，不銹鋼中最有害的夾雜物為鎂鋁尖晶石，在含鈦不銹鋼中鎂鋁尖晶石基體上還會繼續(xù)生長TiN，有可能形成尺寸更大(8 μ m以上)的尖晶石類夾雜，一般是通過控制渣中MgO 含量來防止或抑制鎂鋁尖晶石的形成，由于傳統(tǒng)VOD冶煉過程一般加質(zhì)量為石灰量1/3的螢石來化渣，不可避免嚴(yán)重侵蝕爐襯(主要成分MgO)，造成渣中MgO含量變高，控制鎂鋁尖晶石生成的難度很大。隨著社會對鐵素體不銹鋼質(zhì)量的要求越來越高，不僅要求其碳、氮含量極低，對氧含量及鋼的純凈度要求也越來越高，我們一般把碳、氮及氧含量極低的鐵素體不銹鋼稱為超純凈鐵素體不銹鋼。一般是采用三步法(EAF (電弧爐)+AOD (氬氧復(fù)吹爐)+VOD (真空吹氧脫碳爐))冶煉超純凈的鐵素體不銹鋼，而不銹鋼的脫氧主要在真空吹氧脫碳爐冶煉的還原階段及破真空后的大氣處理階段。
日本發(fā)明號JP20020303M(A)給出了硅鋁復(fù)合脫氧冶煉含鈦鐵素體不銹鋼的方法，含鈦在0. 05-0. 30wt%不銹鋼鋼液先真空脫碳處理，然后，鋼液加入硅鐵，利用鋼渣反應(yīng)實現(xiàn)脫氧，目標(biāo)硅含量控制在0. 20 3. Owt%，渣堿度(渣中CaO與SW2的質(zhì)量比)控制在1. 2 2. 4，最后用鋁脫氧，要求鋼液在澆鑄前Al含量與Ti含量的比例在0. 01 0. 10 之間，此方法可提高鋼液在連鑄過程的等軸晶率達(dá)60%，并很好地控制夾雜物成分，防止?jié)茶T過程中間包水口堵塞，最終鋼液全氧含量也保持在較低水平，然而，此專利渣堿度控制在 1. 2 2. 4之間意味著渣的氧活性仍然很高，并不能將鋼液氧含量降低到極低水平，同時鋼液Ti將與渣中SiO2的反應(yīng)，TiO2 (或Ti2O3)大量生成有中間包水口堵塞的風(fēng)險。中國專利CN101058837給出了一種超純鐵素體不銹鋼的冶煉方法，鋼液真空處理脫碳后，在真空條件下(真空度< 5mbar)，先加入硅鐵脫氧，再加入鋁深脫氧，脫氧時間5 10分鐘，然后再合金微調(diào)，此脫氧方法處理時間短，脫氧效果不錯，被廣泛應(yīng)用。然而，如終點(diǎn)鋁含量控制過高，則很容易大量生成Al2O3夾雜，易導(dǎo)致中間包水口堵塞，正因為如此，此方法需嚴(yán)格控制低的終點(diǎn)鋁含量，并不能將鋼液總氧和溶解氧降到極低水平。韓國專利KR20040059785 (A)給出了兩步法EAF+A0D冶煉鉻含量在ll_19wt. % 的鐵素體不銹鋼的脫氧方法，以提高鐵素體不銹鋼的連鑄加工后鑄坯的等軸晶率，具體方法是，先在AOD爐中加硅脫氧，處理結(jié)束后出鋼，鋼液進(jìn)入鋼包，向鋼包內(nèi)鋼液噴吹鋁粒和鈣合金，鋁含量控制在0. 01-0. 06%，鈣含量控制在4-15ppm，并加入鈦合金，保證鈦含量為碳氮總含量6-12倍，然后通過鋼包底吹氬大攪拌處理，此方法可有效控制終點(diǎn)鋼液夾雜物的總量，并采取了鈣處理的方法來促進(jìn)低熔點(diǎn)夾雜物的生成，并提高連鑄坯的等軸晶率， 由于其鋁含量相對較高，終點(diǎn)氧含量在相對低的水平。然而，此專利并沒有考慮如何防止 TiO2(或Ti2O3)的大量生成以及鈣鈦礦的生成，前面已經(jīng)表述，這些夾雜物會促使中間包水口堵塞，同時，此專利采用噴吹的方法加入鋁和鈣，不免會使得鋼液二次氧化，另外，噴吹法設(shè)備復(fù)雜，對環(huán)境有影響。總之，高品質(zhì)的鐵素體不銹鋼要求鋼液應(yīng)具有高的純凈度、有害夾雜物極少且氧含量處于極低水平，同時要求夾雜物的熔點(diǎn)低，以避免澆鑄過程堵塞中間包水口，這就要求在用鋁強(qiáng)脫氧的同時需要進(jìn)行鈣處理，使Al2O3變?yōu)榈腿埸c(diǎn)的鈣鋁酸鹽夾雜物。由于目前大多數(shù)超純鐵素體不銹鋼均要進(jìn)行鈦合金化處理，所以鈣處理過程中要防止形成高熔點(diǎn)的鈣鈦礦夾雜。如上檢索的專利均沒有充分考慮上述要求。本發(fā)明專利將從防止TiO2(或Ti2O3) 生成的角度，采取一種新的脫氧方法，冶煉高品質(zhì)的超低氧含鈦鐵素體不銹鋼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種超低氧含鈦鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)方法，在保證鋼液澆鑄過程中間包水口不堵塞前提下，將鐵素體不銹鋼全氧含量控制在極低水平，以進(jìn)一步降低間隙元素總含量和提高鋼液的純凈度，同時防止或抑制有害夾雜物鎂鋁尖晶石的形成，最終提高鐵素體不銹鋼的質(zhì)量。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是， 在VOD爐(真空吹氧脫碳爐)冶煉鐵素體不銹鋼的還原階段以及破真空后的大氣處理階段，通過以鋁為主要脫氧劑，脫氧過程和合金化過程分開，嚴(yán)格控制鋼中Al含量及渣中SiO2含量，喂鈦絲后進(jìn)行鈣處理，可保證最終鋼液具有極低的氧含量，同時防止或抑制有害夾雜物鎂鋁尖晶石的形成，且鋼液在連鑄過程中中間包水口不堵塞。本發(fā)明方法無需對設(shè)備進(jìn)行改造，操作簡單，安全可靠。具體地，本發(fā)明超低氧含鈦鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)方法，其步驟如下1)鋼液經(jīng)過真空吹氧脫碳及自由脫碳后，主要成分要求鋼液鉻含量重量百分比在10% -25%之間，碳含量重量百分比小于0. 01%，氮含量重量百分比小于0. 01% ；2)脫氧處理，加入鋁塊或鋁粒6_12kg/(t鋼)，同時加入活性石灰10-28kg/(t 鋼)，物料加入后真空條件下適中強(qiáng)度攪拌，真空壓力控制在400Pa以下，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度在 2L/(min · t)_4L/(min · t)之間，處理時間 4_6min ；3)硅鋁合金化，同時加入硅質(zhì)量百分含量在70-80%的硅鐵24kg/(t鋼)，補(bǔ)加少量鋁塊或鋁粒o-ikg/ α鋼)，對鋼液進(jìn)行合金化，要求硅含量符合其鋼種要求，鋁質(zhì)量百分含量在0. 02-0. 1 %之間，在此范圍內(nèi)，鋁含量進(jìn)一步控制為目標(biāo)鈦含量質(zhì)量比的0. 1-0. 3 倍；4)脫硫處理，處理時間8_12min ；5)破真空；6)軟攪拌；破真空后，在常壓條件下，底部吹氬對鋼液進(jìn)行軟攪拌，流量控制IL/ (min · t)-5L/(min · t)之間，處理時間 8-10min ；7)喂鈦絲，實現(xiàn)鈦合金化在常壓下用喂絲機(jī)向鋼液喂入鈦絲，結(jié)束后要求鋼液鈦含量符合鋼種要求，鈦含量重量百分比在0. 0.4%之間；8)喂鈣絲在常壓下用喂絲機(jī)向鋼液喂入硅鈣絲，純鈣喂入量為0. 1-0. 5kg/(t鋼)，喂絲結(jié)束后要求鋼中鈣的質(zhì)量含量控制在5-30ppm ；9)軟攪拌喂完鈣絲后，在常壓條件下，底部吹氬對鋼液進(jìn)行軟攪拌，流量控制IL/ (min · t)-5L/(min · t)之間，處理時間 5-lOmin ；10)連續(xù)澆鑄鋼包進(jìn)入連鑄工位，進(jìn)行澆鑄，由于對鋼中夾雜物進(jìn)行了變性處理，可保證中間包水口不堵塞。進(jìn)一步，對于步驟O)，鋁加入量還需由根據(jù)熔池過氧化程度決定，鋁加入后，需保證鋼中鋁質(zhì)量百分含量低于0. 01%，溶解氧質(zhì)量含量在50ppm-100ppm。又，在脫氧處理和硅鋁合金化過程中，即步驟( 和步驟(3)，還要求最終VOD渣中 SiO2質(zhì)量百分含量在10 % -15 %之間，Al2O3質(zhì)量百分含量在20-40 %之間，爐渣堿度(渣中 CaO與SW2的質(zhì)量比)控制在3-4之間。另外，對于步驟，在超真空條件下，真空壓力低于400Pa，提高吹氬流量至4L/ (min · t)-8L/(min · t)之間，進(jìn)行脫硫處理，處理時間8_12min。本發(fā)明在脫氧處理中，加入鋁塊或鋁粒6-Ukg/ (t鋼)，同時加入石灰10_2^g/ (t 鋼)活性石灰。物料加入后真空條件下適中強(qiáng)度攪拌，真空壓力控制在400Pa以下，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度在2L/(min · t)_4L/(min · t)之間，處理時間4_6min。
本發(fā)明脫氧方法以鋁為主要的脫氧劑，而不同與常規(guī)的以硅為主要脫氧劑。以鋁為主要脫氧劑可以造出流動性能好的鋁鈣渣，鋁鈣渣具有非常低的氧勢，是冶煉超低氧不銹鋼的重要條件，并為隨后控制渣中SiO2含量和提高堿度創(chuàng)造了良好的條件。Al2O3具有良好的化渣效果，即Al2O3可使得固態(tài)石灰很快熔化，以鋁為主要脫氧劑可大大提高渣中Al2O3 含量，可不再需要添加螢石進(jìn)行化渣，渣中不含氟離子也可以進(jìn)一步減輕對爐襯(主要含 MgO)的侵蝕，由此可以降低渣中MgO含量，防止鋼液中鎂鋁尖晶石的生成，鎂鋁尖晶石是高熔點(diǎn)不變形夾雜物，對鋼的性能影響很大。物料加入后，采用中等攪拌強(qiáng)度，既保證了石灰的快速熔化，又可防止由于攪拌過于強(qiáng)烈而形成大的噴濺。同時，本發(fā)明方法要求在脫氧過程中，鋁加入量還需由根據(jù)熔池過氧化程度決定， 鋁加入后，需保證鋼中鋁含量低于0. 01%，溶解氧在50ppm lOOppm。如果鋼液被深脫氧， 會導(dǎo)致石灰熔化過程中向鋼液增碳，為此，保證鋼液一定的氧勢(氧活性)可防止石灰增碳。本發(fā)明方法的硅鋁合金化(步驟幻，同時加入硅含量在70 80%的硅鐵2 ^ig/ α鋼)，補(bǔ)加少量鋁塊或鋁粒ο ikg/ α鋼)，對鋼液進(jìn)行合金化，要求硅含量符合其鋼種要求，鋁含量在0. 02 0. 1 %之間，在此范圍內(nèi)，鋁含量進(jìn)一步控制為目標(biāo)鈦含量質(zhì)量比的 0. 1-0. 3 倍。本發(fā)明方法把脫氧(前一步驟)和硅鋁合金化分開進(jìn)行，不同于傳統(tǒng)的脫氧和硅鋁合金化同時進(jìn)行處理，這樣處理可以提高硅在合金化過程的收得率，減少硅的氧化，這意味著渣中SiO2含量可以控制的很低。對于后工序的鈦合金化過程，鈦是僅次與鋁的活性元素，與氧結(jié)合力很強(qiáng)，加入后非常容易與渣中的SiO2反應(yīng)，生成TiA(或Ti2O3)。由于在此步驟采用的方法可以將SiO2含量可以控制的很低，渣中SiO2W活度也很低，這樣鈦加入后可以避免大量地與渣中SW2進(jìn)行反應(yīng)，從而制約了 TW2 (或Ti2O3)的生成，為鈣處理過程避免形成大量鈣鈦礦(CaO · TiO2)創(chuàng)造了條件。鋁含量在0.02-0. 1%，同時為了更好地控制鋼液中鋁、鈦的競爭氧化，還要求鋁含量進(jìn)一步控制為目標(biāo)鈦含量質(zhì)量比的0. 1-0. 3倍。對鋁、鈦間競爭氧化進(jìn)行計算，如圖1所示，圖中活度含義是元素質(zhì)量百分含量與活度系數(shù)的乘積，不銹鋼鋼液中鋁和鈦的活度系數(shù)差不多，在1-3之間，則鋁含量進(jìn)一步控制為目標(biāo)鈦含量質(zhì)量比的0. 1 0. 3倍，可很好的滿足鋼中氧優(yōu)先與Al反應(yīng)，而不與Ti反應(yīng)。鋼中TiO2 (或Ti2O3)夾雜非常小，很難上浮入渣中，而Al2O3夾雜很易長大并上浮，以抑制鋼液中TW2 (或Ti2O3)的生成而讓Al2O3充分生成可保證夾雜物充分上浮入渣中，從而降低總氧含量?？傊捎诓扇∩鲜龃胧?，包括終點(diǎn)鋁含量提高，控制好了 Al、Ti之間的競爭氧化，加上渣中SiO2含量控制的很低，能抑制或防止TiO2 (或Ti2O3)的生成，并保證了鋼液和渣的氧勢(氧活性)都非常低，同時讓脫氧夾雜物充分上浮入渣中，可冶煉出超低氧鐵素體不銹鋼，這些措施還可以保證鈦合金化過程的其收得率也得到了大大的提高。在脫氧處理和硅鋁合金化過程中，即步驟( 和步驟(3)，還規(guī)定最終VOD渣中 SiO2含量在10% -15%之間，Al2O3含量在20-40%之間，爐渣堿度控制在3_4之間。要求這樣的渣系除了前面所描述的作用外，即控制鈦合金化過程鈦的氧化和為冶煉超低氧鐵素體不銹鋼創(chuàng)造條件，還有如下作用堿度控制3-4之間可保證SiO2在渣的活度進(jìn)一步降低，渣成分控制在如上范圍可保證渣具有良好的流動性和吸附氧化物夾雜的能力。本發(fā)明方法的喂鈣絲(步驟7)，在常壓下用喂絲機(jī)向鋼液喂入鈣絲，鈣喂入量為 0. 1 0. 5kg/(t鋼)，喂絲結(jié)束后要求鋼中鈣的含量控制在5-30ppm。喂鈣絲的目的把高熔點(diǎn)的Al2O3夾雜物變成低熔點(diǎn)的12Ca0. 7A1203或其他低熔點(diǎn)的鋁鈣酸，同時由于前面的步驟控制了 TiO2(或Ti2O3)生成，高熔點(diǎn)鈣鈦礦(CaOTiO2)很難大量生成，保證了澆鑄的順利進(jìn)行。本發(fā)明方法要求在破真空后和澆鑄前均對鋼液進(jìn)行軟攪拌處理，目的是讓夾雜物充分上浮，進(jìn)一步降低鋼中全氧。其中，破真空后鋼液主要存在的A1203夾雜可聚集長大， 充分上浮，而在澆注前，經(jīng)過鈣處理后的夾雜物熔點(diǎn)低，渣對其吸附能力強(qiáng)，也具有很好的上浮能力。本發(fā)明主要以鋁為主要脫氧劑量，要求鋁加入量6-1 /(t鋼)，而常規(guī)方法主要以硅為主要脫氧劑，鋁加入量在^g/(t鋼)以內(nèi)；本發(fā)明方法的硅鐵加入主要用來實現(xiàn)硅的合金化過程，即滿足鋼種最終的硅含量。此目的是用鋁脫氧的生成物Al2O3代替螢石來快速化渣(快速溶化石灰)，同時保證渣中SiA含量處于較低水平。不加螢石可降低渣中MgO 含量，對防止鋼液中鎂鋁尖晶石的形成有益。本發(fā)明把脫氧過程與合金化過程分開。這樣在硅合金化過程中，由于鋼液脫氧已基本完成，硅在合金化過程中被氧化的量大大減少，同樣保證了渣中SiO2含量處于較低水平。本發(fā)明方法通過控制合適的鋁含量來抑制鈦加入后的氧化，鋁含量進(jìn)一步控制為目標(biāo)鈦含量質(zhì)量比的0. 1-0. 3倍可保證鋁優(yōu)先于鈦與氧結(jié)合。在嚴(yán)格控制Ti被氧化的措施基礎(chǔ)上，本發(fā)明采用了鈣處理方法，讓夾雜物變性， 可保證連鑄過程中間包水口不堵塞，同時最終留在鋼種的夾雜物由于尺寸小，變形能力好， 對鋼的性能影響很小。以上四點(diǎn)綜合起來就是為了防止鈦的氧化，好實施鈣處理技術(shù)，以便控制更高的鋁含量來深脫氧，由于鋁的氧化物夾雜相比鈦的氧化夾雜更以去除，最終達(dá)到了冶煉成超低氧含鈦鐵素體不銹鋼的目的，鋼中夾雜物也得到了良好的控制。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明方法，本發(fā)明方法生產(chǎn)含鈦鐵素體不銹鋼不會在連鑄中間包水口處形成堵塞，并可實現(xiàn)鑄坯總氧含量在10-20ppm之間，鑄坯中主要存在的是1 μ m左右的基本無害的CaO-Al2O3復(fù)合夾雜及TiN夾雜，鈣鈦礦(CaO. TiO2)夾雜非常少，鑄坯中基本不含有害的鎂鋁尖晶石夾雜。從成本上考慮，本發(fā)明方法VOD過程通過不加螢石和提高鈦收得率節(jié)約了成本?？傊?，本發(fā)明方法在保證生產(chǎn)順行的基礎(chǔ)上，大大降低含鈦鐵素體不銹鋼產(chǎn)品的全氧含量，提高了鋼的純凈度，并防止了有害夾雜物的生成，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，冶煉成本也有所降低。


圖1為不同溫度下鋁活度(a[Al])與鈦活度(a[Ti])之比。圖2為本發(fā)明方法的工藝流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例詳細(xì)說明本發(fā)明方法在生產(chǎn)超低氧含鈦鐵素體鐵素體不銹鋼的實施方式和取得的效果，分別以生產(chǎn)430L、439和409L這3個牌號鋼種的超純鐵素體不銹鋼為例加以說明。實施例1本實施例對精煉設(shè)備VOD的要求設(shè)備可處理鋼水120t，極限真空度小于lOOPa， 底部吹氬總吹氣能力高于60Nm3/h，鋼包耐火材料為鎂鈣磚。鋼種為430L，鋼水量104000kg， VOD冶煉前鋼液初始成分為C 0. 4 %, Si 0. 17 %, Cr 16. 4 %, S 0. 005 %, N 0. 017 %, Mn 0. 56 %, P 0. 015%，全 0 :0. 02%，Ti :0. 01 %，Al :0. 001%,其余為 Fe 和微量雜質(zhì)元素。初始溫度1600°C。本實施例實施步驟如下(參見圖2)(1)鋼液經(jīng)過真空吹氧脫碳和自由脫碳處理，總吹氧量為1350Nm3，處理結(jié)束后鋼水主要成分為C 0. 009 %, Si 0. 01 %, Cr :15. 4 %, S 0. 002 %, N 0. 009 %, Mn 0. 14 %, P 0. 015%，全 0 :0. 04%，Ti :0. 01 %，Al :0. 001%,其余為 Fe 和微量雜質(zhì)元素；(2)脫氧處理，加入鋁塊700kg，加入石灰2150kg，物料加入后真空壓力控制在 400Pa以下，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度300L/(min)，處理時間5min，保證石灰初步熔化；(3)硅鋁合金化，同時加入硅質(zhì)量含量在77%的硅鐵300kg，補(bǔ)加鋁50kg，對鋼液進(jìn)行合金化；(4)脫硫處理，處理時間IOmin ；(5)破真空；(6)軟攪拌處理anin ；(7)喂鈦絲(含 Ti 75% wt) 500m,純鈦量 l25kg ；(8)喂硅鈣絲(含 Ca 40% wt) 80m,含純鈣 20kg ；(9)軟攪拌處理anin ；軟攪拌處理后，對鋼液和渣的情況進(jìn)行測定。定氧結(jié)果為3. 6ppm，鋼液成分為C 0. 009%, Si 0. 2%, Cr 16. 4%, S 0. 001%, N 0. 01%,Mn 0. 7%, P 0. 015%, 全0:0. 003%, Ti 0. 119%, Al :0. 05%，其余為Fe和微量雜質(zhì)元素。軟攪拌取渣樣測定其成分為SiO2 14%,CaO 51%, Al2O3 :30%,Mg0 ，TiO2 (Ti2O3) 0. 02%，其余為 Cr2O3^Mn 和FeO等活性氧化物組員以及雜質(zhì)氧化物。堿度3. 6左右。爐渣的熔化溫度在1350-1390°C 之間。從爐渣成分可以看出渣中TW2(Ti2O3)極低，表明Ti基本沒有被氧化。(10)連續(xù)澆鑄澆鑄過程中，中間包水口最大開口度64 %，此開口度不會形成中間包水口堵塞，保證澆鑄順利進(jìn)行。
最后測定鑄坯成分如下C 0. 01 %, Si 0. 2 %, Cr :16. 4 %, S 0. 001 %, N 0. Oil %, Mn 0. 71 %, P 0. 015%，全 0 0. 001%, Ti 0. 115%, Al :0. 03%, Ca :0. 0011%，其余為 Fe 和微量雜質(zhì)元
ο從鑄坯成分看，全氧含量只有l(wèi)Oppm，低于常規(guī)工藝的20-30ppm，C、N含量符合鋼種要求，而鈣含量為llppm，同時Ti的收得率達(dá)95.6%，遠(yuǎn)高于常規(guī)工藝的80% -90%。在鑄坯上取金相樣分析，用掃描電鏡觀測，鑄坯中存在的是TiN夾雜、Al2O3-CaO復(fù)合夾雜、還有少量的Al2O3夾雜、TiA (Ti2O3)夾雜、Al2O3-Cr2O3復(fù)合夾雜，尺寸均在0. 5-2 μ m 之間，沒有觀測到有害的鎂鋁尖晶石。實施例2本實施例對精煉設(shè)備VOD的要求設(shè)備可處理鋼水120t，極限真空度小于lOOPa， 底部吹氬總吹氣能力高于60Nm3/h，鋼包耐火材料為鎂鈣磚。鋼種為439，鋼水量110000kg， VOD冶煉前鋼液初始成分為C 0. 35 %, Si 0. 04 %, Cr :17. 6 %, S 0. 005 %, N 0. Oil %, Mn 0. 22 %, P 0. 013%，全 0 0. 02%, Ti 0. 01%, Al :0. 001%，其余為 Fe 和微量雜質(zhì)元素。初始溫度1600°C。本實施例實施步驟如下(1)鋼液經(jīng)過真空吹氧脫碳和自由脫碳處理，總吹氧量為1094Nm3，處理結(jié)束后鋼水主要成分為C 0. 005 %, Si 0. 01 %, Cr 16. 7 %, S 0. 002 %, N 0. 005 %, Mn 0. 20 %, P
0. 013%，全 0 :0. 04%，Ti :0. 01 %，Al :0. 001%,其余為 Fe 和微量雜質(zhì)元素。(2)脫氧處理，加入鋁塊800kg，加入石灰1400kg，物料加入后真空壓力控制在 400Pa以下，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度300L/(min)，處理時間％iin，保證石灰初步熔化。(3)硅鋁合金化，同時加入硅質(zhì)量含量在77%的硅鐵820kg，補(bǔ)加鋁50kg，對鋼液進(jìn)行合金化；(4)脫硫處理，處理時間12min ；(5)破真空；(6)軟攪拌處理9min ；(7)喂鈦絲(含 Ti 75% wt) 1500m,純鈦量 375Iig ；(8)喂硅鈣絲(含 Ca 40% wt) 100m,含純鈣 25kg ；(9)軟攪拌處理anin ；軟攪拌處理后，對鋼液和渣的情況進(jìn)行測定。定氧結(jié)果為3. Oppm,鋼液成分為C 0. 005 %, Si 0. 51 %, Cr 17. 9 %, S 0. 001 %, N 0. 005 %, Mn 0. 23 %, P 0. 013%，全 0 0. 0028%, Ti :0. 35%, Al :0. 07%，其余為 Fe 和微量雜質(zhì)元素。軟攪拌取渣樣測定其成分為SiO2 13. 5%,CaO 47%, Al2O3 :34%,Mg0 ，TiO2 (Ti2O3) 0. 0；35%其余為 Cr203、 Mn和FeO等活性氧化物組員以及雜質(zhì)氧化物。爐渣的熔化溫度在1300 1340°C之間。從爐渣成分可以看出渣中TiA(Ti2O3)極低，表明Ti基本沒有被氧化。
(10)連續(xù)澆鑄澆鑄過程中，中間包水口最大開口度60 %，此開口度不會形成中間包水口堵塞，保證澆鑄順利進(jìn)行。最后測定鑄坯成分如下C 0. 007 %, Si 0. 53 %, Cr 17. 8 %, S :0. 001 %, N :0. 006 %, Mn 0. 23 %, P 0. 012%，全 0 0. 0013%, Ti :0. 33%, Al :0. 04%, Ca :0. 0015%，其余為 Fe 和微量雜質(zhì)元
ο從鑄坯成分看，全氧含量只有13ppm，低于常規(guī)工藝的20-30ppm，C、N含量符合鋼種要求，而鈣含量為15ppm，同時Ti的收得率達(dá)96.8%，遠(yuǎn)高于常規(guī)工藝的80% -90%。在鑄坯上取金相樣分析，用掃描電鏡觀測，鑄坯中存在的是TiN夾雜、Al2O3-CaO復(fù)合夾雜、還有少量的Al2O3夾雜、TiO2 (Ti2O3)夾雜、Al2O3-Cr2O3復(fù)合夾雜，極少量Ti2O3-CaO 夾雜，尺寸均在1-2 μ m之間，沒有觀測到有害的鎂鋁尖晶石。需要說明的是，本鋼種鈦含量要求相對高，目標(biāo)鈦含量超過了 C+N總含量的10倍。實施例3本實施例對精煉設(shè)備VOD的要求設(shè)備可處理鋼水120t，極限真空度小于lOOPa， 底部吹氬總吹氣能力高于60Nm3/h，鋼包耐火材料為鎂碳磚。鋼種為409L，鋼水量107000kg， VOD冶煉前鋼液初始成分為C 0. 26 %, Si 0. 15 %, Cr :11. 5 %, S 0. 004 %, N :0. 013 %, Mn 0. 3 %, P 0. 013%，全 0 0. 025%, Ti :0. 02%, Al :0. 001%，其余為 Fe 和微量雜質(zhì)元素。初始溫度1620°C。本實施例實施步驟如下(1)鋼液經(jīng)過真空吹氧脫碳和自由脫碳處理，總吹氧量為938Nm3，處理結(jié)束后鋼水主要成分為C 0. 006 %, Si 0. 01 %, Cr :10. 8 %, S :0. 002 %, N :0. 007 %, Mn :0. 10 %, P
0. 013%，全 0 :0. 04%，Ti :0. 01 %，Al :0. 001%,其余為 Fe 和微量雜質(zhì)元素；(2)脫氧處理，加入鋁塊700kg，加入石灰1100kg，物料加入后真空壓力控制在 400Pa以下，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度300L/(min)，處理時間％iin，保證石灰初步熔化；(3)硅鋁合金化，同時加入硅質(zhì)量含量在77%的硅鐵490kg，補(bǔ)加鋁50kg，對鋼液進(jìn)行合金化；(4)脫硫處理，處理時間IOmin ；(5)破真空；(6)軟攪拌處理aiiin ；(7)喂鈦絲(含 Ti 75% wt) 500m，純鈦量 125kg ；(8)喂硅鈣絲(含 Ca 40% wt) 80m,含純鈣 2Okg ；(9)軟攪拌處理anin ；軟攪拌處理后，對鋼液和渣的情況進(jìn)行測定。定氧結(jié)果為3. 8ppm，鋼液成分為C 0. 007 %, Si 0. 45 %, Cr :11. 6 %, S 0. 001 %, N 0. 007 %, Mn 0. 3 %, P 0.013%，全 0:0. 0032%, Ti :0. 12%, Al :0. 05%，其余為 Fe 和微量雜質(zhì)元素。
軟攪拌取渣樣測定其成分為SiO2 12. 5 %, CaO 45 %, Al2O3 38 %, MgO 3 %, TiO2 (Ti2O3) :0. 02 % 其余為 Cr203、Mn和FeO等活性氧化物組員以及雜質(zhì)氧化物。爐渣堿度3. 6。爐渣的熔化溫度在 1280-1320°C 之間。從爐渣成分可以看出渣中TiA(Ti2O3)極低，表明Ti基本沒有被氧化。(10)連續(xù)澆鑄澆鑄過程中，中間包水口最大開口度58 %，此開口度不會形成中間包水口堵塞，保證澆鑄順利進(jìn)行。最后測定鑄坯成分如下C 0. 009 %, Si 0. 47 %, Cr :11. 6 %, S 0. 001 %, N :0. 008 %, Mn 0. 3 %, P 0. 013%，全 0 0. 0010%, Ti :0. 11%, Al :0. 03%, Ca :0. 0013%，其余為 Fe 和微量雜質(zhì)元
ο從鑄坯成分看，全氧含量只有13ppm，低于常規(guī)工藝的20-30ppm，C、N含量符合鋼種要求，而鈣含量為15ppm，同時Ti的收得率達(dá)94. 1 %，遠(yuǎn)高于常規(guī)工藝的80% -90%。在鑄坯上取金相樣分析，用掃描電鏡觀測，鑄坯中存在的是TiN夾雜、Al2O3-CaO復(fù)合夾雜、還有少量的Al2O3夾雜、TiA (Ti2O3)夾雜、Al2O3-Cr2O3復(fù)合夾雜，尺寸均在0. 5-2 μ m 之間，沒有觀測到有害的鎂鋁尖晶石。
權(quán)利要求
1.超低氧含鈦鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)方法，其步驟如下1)鋼液經(jīng)過真空吹氧脫碳及自由脫碳后，主要成分要求鋼液中鉻含量質(zhì)量重量百分比在10% 25%之間，碳含量質(zhì)量百分比小于0. 01%，氮含量質(zhì)量百分比小于0. 01% ；2)脫氧處理，加入鋁塊或鋁粒6 1 /(t鋼)，同時加入活性石灰10 2mig/(t 鋼)，物料加入后真空條件下攪拌，真空壓力控制在400Pa以下，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度在2L/ (min · t) 4L/(min · t)之間，處理時間4 6min ；3)硅鋁合金化，同時加入硅含量質(zhì)量百分比在70 80%的硅鐵2 ^cg/(t鋼)，補(bǔ)加少量鋁塊或鋁粒0 lkg/ (t鋼)，對鋼液進(jìn)行合金化，要求硅含量符合其鋼種要求，鋁質(zhì)量百分含量在0. 02 0. 之間，在此范圍內(nèi)，鋁含量進(jìn)一步控制為目標(biāo)鈦含量質(zhì)量比的 0. 1 0. 3 倍；4)脫硫處理，處理時間8 12min；5)破真空6)軟攪拌破真空后，在常壓條件下，底部吹氬對鋼液進(jìn)行軟攪拌，流量控制IL/(min · t)-5L/ (min · t)之間，處理時間8-10min ；7)喂鈦絲，實現(xiàn)鈦合金化在常壓下用喂絲機(jī)向鋼液喂入鈦絲，結(jié)束后要求鋼液鈦含量符合鋼種要求，鈦含量重量百分比在0. 0.4%之間；8)喂鈣絲在常壓下用喂絲機(jī)向鋼液喂入硅鈣絲，純鈣喂入量為0. 1 0. 5kg/ (t鋼)，喂絲結(jié)束后要求鋼中鈣的質(zhì)量含量控制在5 30ppm ；9)軟攪拌喂完鈣絲后，在常壓條件下，底部吹氬對鋼液進(jìn)行軟攪拌，流量控制IL/ (min · t) 5L/ (min · t)之間，處理時間5 IOmin ；10)連續(xù)澆鑄鋼包進(jìn)入連鑄工位，進(jìn)行澆鑄，由于對鋼中夾雜物進(jìn)行了變性處理，可保證中間包水口不堵塞。
2.如權(quán)利要求1所述的超低氧含鈦鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)方法，其特征是，對于步驟 O)，鋁加入量還需由根據(jù)熔池過氧化程度決定，鋁加入后，需保證鋼中鋁質(zhì)量百分含量低于0. 01 %，溶解氧質(zhì)量含量在50ppm lOOppm。
3.如權(quán)利要求1所述的超低氧含鈦鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)方法，其特征是，在脫氧處理和硅鋁合金化過程中，即步驟( 和步驟(3)，還要求最終VOD渣中3102質(zhì)量百分含量在 10% 15%之間，Al2O3質(zhì)量百分含量在20 40%之間，爐渣堿度(渣中CaO與SW2的質(zhì)量比)控制在3 4之間。
4.如權(quán)利要求1所述的超低氧含鈦鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)方法，其特征是，對于步驟 (4)，在超真空條件下，真空壓力低于400Pa,提高吹氬流量至4L/ (min · t) 8L/ (min · t) 之間，進(jìn)行脫硫處理，處理時間8 12min。
5.如權(quán)利要求1所述的超低氧含鈦鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)方法，其特征是，在脫氧處理中，加入鋁塊或鋁粒6 1 /(t鋼)，同時加入石灰10 2mig/(t鋼)活性石灰；物料加入后真空條件下攪拌，真空壓力控制在400Pa以下，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度在2L/(min · t) 4L/(min · t)之間，處理時間4 6min。
全文摘要
超低氧含鈦鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)方法，其包括如下步驟1)在真空吹氧脫碳爐真空條件下準(zhǔn)備鐵素體不銹鋼鋼液，其成分質(zhì)量含量為碳和氮含量均小于0.01％；2)脫氧處理，加入鋁塊或鋁粒6-12kg/(t鋼)，同時加入活性石灰10-28kg/(t鋼)；3)硅鋁合金化，加入硅含量在70-80％的硅鐵2-9kg/(t鋼)，補(bǔ)加鋁塊或鋁粒0-1kg/(t鋼)，鋁含量0.02-0.1％；4)脫硫處理；5)破真空；6)軟攪拌；7)喂鈦絲；8)喂硅鈣絲，鈣含量5-30ppm；9)軟攪拌；10)連續(xù)澆鑄。本發(fā)明可生產(chǎn)超低氧含鈦鐵素體不銹鋼，同時防止或抑制了在生產(chǎn)過程中有害夾雜物鎂鋁尖晶石的形成，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，并防止連鑄過程中中間包水口堵塞，保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
文檔編號C21C7/064GK102199684SQ201010132638
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者徐迎鐵, 陳兆平 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司