本發(fā)明涉及不銹鋼冶煉和鑄造領(lǐng)域，提出了一種用于制造高等軸晶比例鐵素體不銹鋼連鑄坯的精煉工藝及由該工藝制造的鐵素體不銹鋼。本發(fā)明特別適用于制造具有良好延展性和深沖性能，表面光潔度高的鐵素體不銹鋼產(chǎn)品。

技術(shù)背景

鐵素體不銹鋼因具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性能好、相對(duì)廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于廚房、家電、汽車等領(lǐng)域，然而這類鋼種凝固組織中柱狀晶比較發(fā)達(dá)，導(dǎo)致了后續(xù)加工過程中常常出現(xiàn)表面皺褶缺陷，這種缺陷不僅影響產(chǎn)品美觀而且可能成為深加工的裂紋源，因此避免皺褶缺陷已經(jīng)成為生產(chǎn)高質(zhì)量鐵素體不銹鋼的關(guān)鍵技術(shù)之一，大量研究表明，皺褶的產(chǎn)生與鋼的凝固組織密切相關(guān)，當(dāng)連鑄坯的等軸晶比例大于60％時(shí)，可以有效降低皺褶缺陷的產(chǎn)生。因此，需要將連鑄坯的等軸晶比例提高到60％甚至80％以上。提高鐵素體不銹鋼等軸晶比例的方法主要有：降低過熱度、電磁攪拌和添加異質(zhì)形核核心，從目前使用效果來看，電磁攪拌僅能得到大約40％的等軸晶；控制過熱度的方法，則需要將過熱度控制在30℃以下才能較明顯的提高等軸晶比例，但是由于430鐵素體不銹鋼合金含量高，鋼液流動(dòng)性差，隨著過熱度降低，又會(huì)影響澆鑄順行。

添加異質(zhì)形核核心的工藝，不僅不需要在連鑄裝備上添加新的裝置或進(jìn)行有關(guān)設(shè)備改進(jìn)，而且還能放寬澆鑄過熱度范圍，因此得到了國內(nèi)外同行的關(guān)注。其中向鋼液添加Ti來細(xì)化凝固組織已有報(bào)道，它是讓Ti和鋼中殘余的有害元素N結(jié)合形成TiN，用TiN作為異質(zhì)形核核心來促進(jìn)δ鐵素體形核，從而達(dá)到細(xì)化凝固組織、提高等軸晶比例目的。文獻(xiàn)報(bào)道，在430不銹鋼中，如果鈦含量大于0.3％，可以得到等軸晶比例大于60％的鋼錠；但是如此高的鈦含量會(huì)引起連鑄過程水口堵塞、鑄坯表面含鈦夾雜等問題，因此如何利用較低的鈦含量，得到等軸晶比例較高的鑄坯，已經(jīng)成為這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵。

在制造高等軸晶比例鐵素體不銹鋼的現(xiàn)有技術(shù)中，中國發(fā)明專利200680049702.2“具有等軸晶結(jié)構(gòu)的鐵素體不銹鋼板坯的制造方法以及通過該方法制造的鐵素體不銹鋼”，提出控制精煉過程中合金元素Ti的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2％～0.4％，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05％～0.12％，澆鑄前氧化鋁夾雜物濃度≤70ppm，同時(shí)要求VOD精煉結(jié)束后精煉渣的成分滿足：1.2≤(％CaO)/(％Al₂O₃)≤1.4、4≤(％TiO₂)/(％SiO₂)≤6，以得到最大化的TiN的生成效果，誘導(dǎo)鐵素體的非均質(zhì)形核，進(jìn)而得到等軸晶率大于等于40％的鐵素體不銹鋼。然而鋼水中0.2％～0.4％的Ti含量容易導(dǎo)致TiN的聚集長大，進(jìn)而引起浸入式水口的堵塞，導(dǎo)致澆注不順，鑄坯表面質(zhì)量缺陷等問題的產(chǎn)生，而且，由于精煉過程中，存在鋼渣反應(yīng)以及鋼液流動(dòng)等特點(diǎn)，通過鋼中鋁含量的測(cè)定進(jìn)而推定鋼中氧化鋁濃度的方法，準(zhǔn)確度不高，另外，精煉后的爐渣最終組成范圍可控性較差，(％CaO)/(％Al₂O₃)的控制范圍偏低，渣吸收Al₂O₃的能力較差，容易形成Al₂O₃夾雜，同時(shí)，(％TiO₂)/(％SiO₂)的控制范圍偏高，會(huì)導(dǎo)致鋼種Ti的收得率偏低。

中國發(fā)明專利201310299510.9“一種提高430鐵素體不銹鋼鑄錠等軸晶率的熔煉方法”針對(duì)430鐵素體不銹鋼，提出通過造渣、真空處理以及鋼錠模合金化方式，控制鋼液中Al、O、Mg含量，得到夾雜物復(fù)合要求的鐵素體不銹鋼錠，由這種熔煉方法得到的鐵素體不銹鋼鋼錠等軸晶率可以達(dá)到60％以上。然而Mg在鋼中的溶解度很低，且化學(xué)性質(zhì)非常不穩(wěn)定，對(duì)Mg控制十分困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種用于制造高等軸晶比例的鐵素體不銹鋼連鑄坯的精煉工藝方法(以下簡稱“新工藝”)，避免了由于過量Ti加入產(chǎn)生的TiN引起的連鑄工藝過程中的水口結(jié)瘤問題，提高了連鑄坯的表面質(zhì)量，有效緩解傳統(tǒng)工藝制造的鐵素體不銹鋼鑄坯在成形過程中產(chǎn)生的皺褶現(xiàn)象。

一種提高鐵素體不銹鋼連鑄坯等軸晶比例的精煉工藝方法，其特征在于，通過嚴(yán)格控制凝固前鋼液中Ti、N、O、Al的元素含量，以及冶煉、澆鑄工藝，使鋼水在凝固過程中形成以Ti₂O₃為基底，外圍包裹TiN的復(fù)合核心，并通過該復(fù)合核心誘導(dǎo)鋼液非均質(zhì)形核，從而提高鐵素體不銹鋼的等軸晶率；鐵素體不銹鋼元素含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的范圍為：ω[Cr]：16.0％～20.0％、ω[Ti]：0.05％～0.30％、ω[O]：5ppm～50ppm、ω[Al]t：10ppm～200ppm、ω[C]≤0.1％、ω[N]：50ppm～400ppm、ω[Si]：0.20％～1.00％、ω[Mn]：0.20％～1.00％、ω[Ca]<10ppm，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

如上所述一種提高鐵素體不銹鋼連鑄坯等軸晶比例的精煉工藝方法，其特征在于精煉工藝路線為：初煉爐—VOD—LF—連鑄：

(1)初煉爐包括轉(zhuǎn)爐以及電爐，主要任務(wù)包括原料的合金化與均勻化，同時(shí)對(duì)鋼液進(jìn)行高效地脫碳；

(2)在VOD中通過頂部吹氧進(jìn)行深脫碳，通過真空處理進(jìn)行深脫氮，要求控制鋼液中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.1％，要求控制鋼液中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為50ppm～400ppm；

(3)LF即鋼包精煉爐工序中調(diào)整爐渣成分，同時(shí)嚴(yán)格控制Al的含量，使鋼液中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為10ppm～200ppm，通過添加Si-Mn以及適量Si-Ca合金對(duì)鋼液中的O元素以及Al₂O₃進(jìn)行控制，隨后進(jìn)行Ti的合金化操作；

(4)連鑄過程采用全封閉澆注，中間包鋼液過熱度為10～35℃，結(jié)晶器和鑄坯凝固末端采用電磁攪拌。

在上述LF工序中：

(1)合金化方式：通過添加Si-Mn以及適量Si-Ca合金的方法對(duì)鋼液進(jìn)行復(fù)合脫氧，鋼包軟吹30min～40min，要求控制鋼液中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為5ppm～50ppm；隨后，通過喂鈦線的方法進(jìn)行鈦的合金化，繼續(xù)鋼包軟吹10～15min，控制鋼液中鈦元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為0.05～0.30％；其中鋼包軟吹是鋼包吹氬的一個(gè)階段(軟吹是企業(yè)控制鋼包吹氬的一種常用技術(shù)手段，為普通技術(shù)人員所熟知，通?？刂屏髁渴敲繃嶄?.0-1.8L/min)，這個(gè)階段控制合適的吹氬流量，有利于鋼液成分的均勻，提高鋼渣體系化學(xué)反應(yīng)速率，促進(jìn)鋼液內(nèi)部夾雜物的上浮。

(2)在LF精煉工藝中，爐渣成分滿足如下條件：

1.5≤ω(CaO)/ω(Al₂O₃)≤3.0、

ω(TiO₂)≤5.0％、

3.0≤ω(CaO)/ω(SiO₂)≤5.0，

其中，爐渣成分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。

如上所述的新工藝中，元素Ti、O、N是控制Ti₂O₃+TiN復(fù)合核心的關(guān)鍵成分，而該復(fù)合核心外圍的TiN是誘導(dǎo)δ-Fe形核提高鐵素體不銹鋼連鑄坯等軸晶比例的關(guān)鍵因素。當(dāng)ω[Ti]<0.05％時(shí)，此時(shí)元素Ti含量較低，無法形成有效的TiN外層結(jié)構(gòu)，因而提高鐵素體不銹鋼連鑄坯等軸晶比例的效果較差，當(dāng)ω[Ti]>0.3％時(shí)，此時(shí)元素Ti含量較高，容易在液相中形成TiN、Ti₂O₃并聚集長大成為夾雜，影響產(chǎn)品表面質(zhì)量及使用性能。

與此同時(shí)，由于初生的Ti₂O₃決定了鋼中復(fù)合核心即有效異質(zhì)形核核心的數(shù)量及分布，而氧元素的含量是決定Ti₂O₃形成的關(guān)鍵元素，為了得到足夠數(shù)量且均勻分布的有效異質(zhì)形核核心——Ti₂O₃+TiN復(fù)合核心，進(jìn)而得到高等軸晶比例的鐵素體不銹鋼連鑄坯，在元素Ti含量處于要求范圍內(nèi)的情況下，需要控制氧元素含量5ppm≤ω[O]≤50ppm，當(dāng)氧元素含量較少(ω[O]≤5ppm)時(shí)，無法形成足夠數(shù)量的異質(zhì)形核核心，當(dāng)氧元素含量較高(ω[O]≥50ppm) 時(shí)，容易過早形成Ti₂O₃并聚集長大形成夾雜，同樣會(huì)影響產(chǎn)品表面質(zhì)量及使用性能。

對(duì)于要求的元素O含量范圍，采用元素Al進(jìn)行控制，即10ppm≤ω[Al]t≤200ppm，如果Al含量過低(ω[Al]t<10ppm)，會(huì)導(dǎo)致O含量的范圍波動(dòng)較大，增加了Ti₂O₃聚集長大形成夾雜物的可能，然而過高的Al含量(ω[Al]t>200ppm)，會(huì)導(dǎo)致鋼中元素O含量過低，同時(shí)元素Al會(huì)與元素Ti爭奪O元素，不利于形成復(fù)合核心。另外，鋼中的元素Ca的脫氧能力要遠(yuǎn)強(qiáng)于元素Al，較少的Ca含量就可以導(dǎo)致極低的氧含量，不利于復(fù)合核心的形成，因此要求鋼中的Ca含量處于較低水平，即ω[Ca]<10ppm。

鐵素體不銹鋼中碳和氮對(duì)其耐蝕性、焊接性及成形性等均會(huì)產(chǎn)生較大的不利影響，因此，要求盡可能地降低鋼中碳、氮元素含量，但受到現(xiàn)有冶煉技術(shù)的限制和出于對(duì)生產(chǎn)成本等方面的綜合考慮，單純采用過度降低碳、氮含量的辦法來獲得優(yōu)良材料性能，并不經(jīng)濟(jì)，甚至也難以達(dá)到。鈦的添加可以與碳、氮結(jié)合形成鈦的碳氮化物，減少了碳、氮的固溶量，從而有效地抑制了鉻的碳氮化物在晶界處的形成，提高了晶間抗腐蝕能力，降低了材料的高溫敏化或焊后脆性傾向，對(duì)鋼的冷成形性也能產(chǎn)生有利影響。因此，需要控制ω[C]≤1000ppm、ω[N]≤400ppm。同時(shí)，在要求的Ti元素含量范圍內(nèi)，能夠有相應(yīng)數(shù)量的N元素與Ti結(jié)合形成復(fù)合核心外圍的TiN，需要控制ω[N]≥50ppm。

元素Cr、Si、Mn的含量范圍要求符合國家標(biāo)準(zhǔn)即可，其余成分為元素Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。

在VOD中通過頂部吹氧進(jìn)行深脫碳，通過真空處理進(jìn)行深脫氮，要求控制鋼液中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.1％，要求控制鋼液中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為0.005％～0.040％；由于C元素可以與Cr結(jié)合，容易在晶界形成鉻的碳化物，因而導(dǎo)致鐵素體不銹鋼晶間腐蝕的產(chǎn)生，因此需要在VOD中對(duì)鐵素體不銹鋼進(jìn)行深脫碳處理。在本發(fā)明中，N元素是形成TiN的必要元素之一，而N元素的含量決定了TiN的形成時(shí)機(jī)，因此對(duì)N元素含量的控制至關(guān)重要，N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.040％，TiN容易在凝固前形成并聚集長大成為大尺寸夾雜物，影響產(chǎn)品性能，如果N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.005％，TiN無法在凝固過程中形成，無法發(fā)揮誘導(dǎo)鐵素體形核的作用。

在LF工序中，氧元素的控制在本發(fā)明所述的精煉工藝方法中起著至關(guān)重要的作用，雖然TiN是直接誘導(dǎo)鐵素體不銹鋼形核的物質(zhì)，然而，由于凝固過程中TiN形成所需的過飽和度較高，TiN的自發(fā)形核需要較高的Ti、N含量，容易導(dǎo)致大尺寸TiN夾雜的形成，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，由于Ti₂O₃與TiN有較高的晶格匹配度，同時(shí)，Ti₂O₃可以在較高的溫度下形成，因此對(duì)鋼液中的Ti、O含量控制在合適的范圍內(nèi)，即可得到細(xì)小并且彌散分布的Ti₂O₃，進(jìn)而誘導(dǎo)TiN的形核，最終誘導(dǎo)鐵素體不銹鋼的形核，提高等軸晶率。然而當(dāng)O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.0050％，容易在凝固前形成大尺寸氧化物夾雜，當(dāng)O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.0005％，則無法得到細(xì)小并且彌散分布的Ti₂O₃。雖然Ti與O的結(jié)合能力很強(qiáng)，但是Al_t與O的結(jié)合能力要大于Ti，因此要在精煉過程中嚴(yán)格控制Al_t的含量，使鋼液中Al_t的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為0.001～0.020％，當(dāng)Al_t的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.020％，會(huì)導(dǎo)致鋼液中極低的O含量，無法形成Ti₂O₃，當(dāng)Al_t的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.001％，會(huì)導(dǎo)致鋼液中O含量偏高，容易產(chǎn)生大量氧化物夾雜；與此同時(shí)，需要在精煉過程中添加適量的Si-Ca合金，一方面起到強(qiáng)脫氧作用，從而減少Ti的氧化、提高Ti的收得率；另一方面CaO將Al₂O₃轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿埸c(diǎn)(1435℃)的鋁酸鈣(12CaO·7Al₂O₃)，更有利于夾雜物上浮。

新工藝中，LF工序中精煉渣為CaO-Al₂O₃-SiO₂渣系，為了保證LF精煉渣具有良好的流動(dòng)性，高的元素Ti的收得率，較好的吸附夾雜物的能力，同時(shí)具有一定的脫硫能力，因此LF的爐渣應(yīng)符合綜合要求：

(1)當(dāng)渣中ω(CaO)/ω(Al₂O₃)>3.0，此時(shí)CaO含量較高，爐渣熔點(diǎn)高，爐渣流動(dòng)性差，當(dāng)渣中ω(CaO)/ω(Al₂O₃)<1.5，此時(shí)Al₂O₃含量高，渣吸收Al₂O₃的能力變差，會(huì)導(dǎo)致鋼中Al₂O₃夾雜的數(shù)量變多。

(2)考慮到Ti元素收得率以及成本因素，要求控制渣中TiO₂含量ω(TiO₂)≤5.0％。

(3)當(dāng)ω(CaO)/ω(SiO₂)>5.0，此時(shí)CaO含量較高，爐渣熔點(diǎn)高，爐渣流動(dòng)性差，ω(CaO)/ω(SiO₂)<3.0，SiO₂含量高，易發(fā)生反應(yīng)[Ti]+(SiO₂)＝(TiO₂)+[Si]，鋼液中的合金成分Ti元素被氧化進(jìn)入渣中，導(dǎo)致Ti的收得率降低。

該工藝通過嚴(yán)格控制連鑄工藝前，即鋼水凝固前鋼液中Ti、N、O、Al、Ca的元素含量，同時(shí)結(jié)合相應(yīng)的冶煉、澆鑄工藝，使鋼水在凝固過程形成以Ti₂O₃為基底，外圍包裹TiN的復(fù)合核心(以下簡稱“復(fù)合核心”)，并通過復(fù)合核心誘導(dǎo)鋼液非均質(zhì)形核，從而提高鐵素體不銹鋼的等軸晶率。該工藝極大減少Ti的加入量，有效避免由于過量Ti加入產(chǎn)生的TiN引起的連鑄工藝過程中的水口結(jié)瘤問題，提高了連鑄坯的表面質(zhì)量。由本發(fā)明所述工藝制造的鐵素體不銹鋼鑄坯具有較高的等軸晶率、可將鐵素體不銹鋼等軸晶率提高到80％以上，具有良好的成形性能，有效緩解了傳統(tǒng)工藝制造的鐵素體不銹鋼鑄坯在成形過程中產(chǎn)生的皺褶現(xiàn)象。

附圖說明

圖1為在實(shí)驗(yàn)室條件下采用傳統(tǒng)工藝制造的鐵素體不銹鋼鑄錠(1Kg)的凝固組織，

圖2為在實(shí)驗(yàn)室條件下采用本發(fā)明新工藝制造的鐵素體不銹鋼鑄錠(1Kg)的凝固組織，

圖3為在實(shí)驗(yàn)室條件下采用傳統(tǒng)工藝制造的鐵素體不銹鋼鑄錠(10Kg)的凝固組織，

圖4為在實(shí)驗(yàn)室條件下采用本發(fā)明新工藝制造的鐵素體不銹鋼鑄錠(10Kg)的凝固組織，

圖5為在工業(yè)生產(chǎn)條件下傳統(tǒng)工藝制造的鐵素體不銹鋼連鑄坯凝固組織，

圖6為在工業(yè)生產(chǎn)條件下本發(fā)明新工藝制造的鐵素體不銹鋼連鑄坯凝固組織，

圖7為掃面電子顯微鏡觀察到的復(fù)合核心形貌，

圖8A，圖8B為透射電鏡觀察到的復(fù)合核心形貌。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明所述一種提高鐵素體不銹鋼連鑄坯等軸晶比例的精煉工藝方法，分別進(jìn)行了小型試驗(yàn)、中型試驗(yàn)以及工業(yè)化生產(chǎn)。

1、小型試驗(yàn)

小型試驗(yàn)采用1Kg真空感應(yīng)爐冶煉本發(fā)明鋼。為了模擬實(shí)際連鑄過程，采用冷卻強(qiáng)度較高的鑄鐵模澆鑄，因此要進(jìn)行無渣冶煉，在此條件下為了控制鋼液成分，穩(wěn)定鋼液中氧、氮元素的含量，采用真空熔煉。新工藝的小型試驗(yàn)方法如下：

①取純鐵815.6g(ω[Fe]>99.9％)、金屬鉻181.5g(ω[Cr]>99％)塊放置于1Kg真空感應(yīng)爐的熔煉坩堝中；

②抽真空，控制真空感應(yīng)爐的爐內(nèi)壓力在30Pa左右；

③通電進(jìn)行感應(yīng)熔煉，將純鐵、金屬鉻熔清后，保溫5分鐘，隨后加入金屬硅2.1g，金屬錳2.4g，海綿鈦3.0g，隨后保溫5分鐘；

④模鑄：澆鑄過程控制出鋼溫度為1580℃，過熱度大約為74℃；

⑤待鋼液凝固后，進(jìn)行脫模操作，待樣品冷卻后，取樣觀察鑄錠凝固組織，如圖2所示，同時(shí)分析化學(xué)成分，如表1所示。

表1實(shí)驗(yàn)室條件下由本發(fā)明工藝制造的鐵素體不銹鋼鑄錠的化學(xué)成分含量

采用傳統(tǒng)工藝冶煉的鐵素體不銹鋼鑄錠(1Kg)的凝固組織如圖1所示，采用本發(fā)明新工藝制造的鐵素體不銹鋼鑄錠(1Kg)的凝固組織如圖2所示。對(duì)比圖1與圖2，由本發(fā)明所述工藝冶煉的實(shí)驗(yàn)鋼的等軸晶比例90％以上，等軸晶尺寸為1～2mm。

2、中型試驗(yàn)

中型實(shí)驗(yàn)采用10Kg真空感應(yīng)爐冶煉本發(fā)明鋼。為了模擬實(shí)際連鑄過程，采用冷卻強(qiáng)度較高的鑄鐵模澆鑄，因此要進(jìn)行無渣冶煉，在此條件下為了控制鋼液成分，穩(wěn)定鋼液中氧、氮元素的含量，采用真空熔煉。新工藝的中型試驗(yàn)方法如下：

①取純鐵8090g(ω[Fe]>99.9％)、金屬鉻1812g(ω[Cr]>99％)塊放置于10Kg真空感應(yīng)爐的熔煉坩堝中；

②抽真空，控制真空感應(yīng)爐的爐內(nèi)壓力在100Pa左右；

③通電進(jìn)行感應(yīng)熔煉，將純鐵、金屬鉻熔清后，保溫5分鐘，隨后加入金屬硅47.4g，金屬錳48.8g，海綿鈦33.4g，隨后保溫5分鐘；

④模鑄：澆鑄過程控制出鋼溫度為1569℃，過熱度大約為63℃；

⑤待鋼液凝固后，進(jìn)行脫模操作，待樣品冷卻后，取樣觀察鑄錠凝固組織，如圖4所示，同時(shí)分析化學(xué)成分，如表2所示。

表2實(shí)驗(yàn)室條件下由本發(fā)明工藝制造的鐵素體不銹鋼鑄錠的化學(xué)成分含量

采用傳統(tǒng)工藝冶煉的鐵素體不銹鋼鑄錠(10Kg)的凝固組織如圖3所示，采用本發(fā)明新工藝制造的鐵素體不銹鋼鑄錠(10Kg)的凝固組織如圖4所示。對(duì)比圖3與圖4，由本發(fā)明所述工藝冶煉的實(shí)驗(yàn)鋼的等軸晶比例80％以上，等軸晶尺寸為1～2mm。

3、工業(yè)化生產(chǎn)

3、工業(yè)化生產(chǎn)采用1420mm×200mm板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)本發(fā)明鋼。生產(chǎn)流程采用K/OBM-S轉(zhuǎn)爐－VOD－LF－連鑄，具體步驟為：

第一步，初煉爐熔煉：初煉爐采用轉(zhuǎn)爐冶煉(K-OBM-S轉(zhuǎn)爐)：

使用三脫鐵水為主要原料，不兌廢鋼，加入Cr-Fe，完成Cr合金化，通過氬氧復(fù)吹完成初脫碳，同時(shí)完成初脫氮功能，擋渣出鋼；

第二步，真空吹氧脫碳爐精煉(VOD)：

在VOD中通過頂部吹氧進(jìn)行深脫碳，通過真空進(jìn)行深脫氮，精煉結(jié)束后，要求控制鋼水碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.1％，要求控制鋼水中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為50ppm～400ppm；

第三步：鋼包爐精煉(LF)：

調(diào)節(jié)精煉渣的成分處于權(quán)利要求范圍內(nèi)，具體成分為：ω(CaO)＝50％，ω(SiO₂)＝15％，ω(Al₂O₃)＝25％，ω(TiO₂)＝4％，ω(MgO)＝4％，其余為FeO、MnO等不可避免的雜質(zhì)。

通過向鋼液中添加Si-Mn以及適量Si-Ca合金的方法對(duì)鋼水進(jìn)行復(fù)合脫氧，鋼包軟吹35min后，要求控制鋼水中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為5ppm～50ppm。隨后，通過喂鈦線的方法進(jìn)行鈦的合金化，繼續(xù)鋼包軟吹15min，要求控制鋼水中鈦元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.18％，要求控制鋼水中全鋁的含量為0.008％，其他成分含量處于權(quán)利要求范圍內(nèi)。

第四步：連鑄：

中間包鋼水過熱度為10～35℃，連鑄采用全封閉澆注，拉速為1.0m/min，結(jié)晶器和鑄坯凝固末端采用電磁攪拌，連鑄坯的橫斷面尺寸為“1250mm×200mm”。

取本發(fā)明生產(chǎn)的連鑄坯進(jìn)行化學(xué)成分分析，結(jié)果如表2。

表3工業(yè)生產(chǎn)條件下由本發(fā)明工藝制造的鐵素體不銹鋼連鑄坯的化學(xué)成分含量

工業(yè)生產(chǎn)條件下，采用傳統(tǒng)工藝制造的鐵素體不銹鋼連鑄坯凝固組織如圖5所示，采用本發(fā)明新工藝制造的鐵素體不銹鋼連鑄坯凝固組織如圖6所示。對(duì)比圖5與圖6，由新工藝制造的鐵素體不銹鋼的等軸晶比例80％以上。使用掃面電子顯微鏡以及透射電鏡進(jìn)對(duì)新工藝生產(chǎn)的鐵素體不銹鋼連鑄坯進(jìn)行分析，復(fù)合核心的形貌如圖7、圖8A以及圖8B所示。因此，根據(jù)本發(fā)明提出的一種提高鐵素體不銹鋼連鑄坯等軸晶比例的精煉工藝方法，即使鈦的合金化數(shù)量較少，同樣可以得到高等軸晶比例的鐵素體不銹鋼連鑄坯。