專利名稱：一種真空精煉超低碳鐵素體不銹鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不銹鋼冶煉領(lǐng)域，特別涉及利用真空吹氧脫碳爐(V0D爐)真空精煉超 低碳鐵素體不銹鋼的方法。
背景技術(shù)：
隨著鎳資源供應(yīng)緊張，對(duì)鎳資源依賴性小的鐵素體不銹鋼越來越受到社會(huì)的重 視，鐵素體不銹鋼為了確保其耐蝕性和焊接點(diǎn)的延展性，要求間隙元素碳和氮的含量越低 越好，當(dāng)鐵素體不銹鋼中碳、氮總含量低于0.015% (150ppm)時(shí)，上述性能得到大大改善和 提高。由于鐵素體不銹鋼的鉻含量在11% 30%，鉻的存在大大降低了鋼液中碳和氧元素 的活度，使得鋼液在冶煉過程中脫碳非常困難，只有在真空處理?xiàng)l件下才能有效脫碳。
目前，大生產(chǎn)中精煉超低碳鐵素體不銹鋼的方法為如下三種強(qiáng)攪拌VOD法、 VOD-PB法和VCR法。 強(qiáng)攪拌VOD法是在原有VOD設(shè)備基礎(chǔ)上提高底吹氣量強(qiáng)化攪拌，以加快爐內(nèi)脫碳 反應(yīng)速率的方法。 VOD-PB法是在真空精煉過程中用噴槍向鋼液表面噴吹鐵礦石、錳礦石等氧化劑， 可在高碳區(qū)促進(jìn)脫氮反應(yīng)，在低碳區(qū)強(qiáng)化脫碳，但此方法的工藝和設(shè)備非常復(fù)雜，導(dǎo)致精煉 成本增高。 VCR法是在AOD(底吹氬氧脫碳爐)設(shè)備上配置真空處理裝置，無(wú)需高真空處理即
可精煉出超低碳鐵素體不銹鋼，但其設(shè)備更為復(fù)雜，精煉操作更為困難。 綜觀如上三種方法，強(qiáng)攪拌VOD法是最為經(jīng)濟(jì)的精煉超低碳鐵素體不銹鋼的方
法，在全球得到了廣泛的推廣，然而此方法精煉超低碳鐵素體不銹鋼時(shí)的終點(diǎn)碳含量波動(dòng)
較大，終點(diǎn)碳含量一般在0. 0070% 0. 0130%之間，由于終點(diǎn)碳含量經(jīng)常超過0. 0100%，
導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降甚至報(bào)廢，此問題的解決無(wú)疑可穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量并降低精煉成本。 強(qiáng)攪拌VOD常規(guī)操作步驟如下前一工序( 一般是AOD)鋼水處理結(jié)束后，不經(jīng)過
扒渣處理直接進(jìn)入VOD真空處理器，VOD處理過程一般分為三個(gè)階段首先是一般真空條件
下吹氧脫碳階段，通過爐氣質(zhì)譜儀顯示的爐氣成分?jǐn)?shù)據(jù)來判斷當(dāng)前的脫碳速率，當(dāng)脫碳速
率快速下降到一定程度時(shí)停止吹氧脫碳；然后是高真空條件下采取強(qiáng)攪拌進(jìn)行自由脫碳；
自由脫碳結(jié)束后一次性添加造渣料和脫氧劑，將妒內(nèi)因吹氧生成0203還原并深脫氧。整個(gè)
操作除了保證終點(diǎn)碳、氮總含量在極低范圍內(nèi)不超標(biāo)外，還應(yīng)滿足脫氧、脫硫和夾雜物控制 等一系列要求。 韓國(guó)專利公開號(hào)KR20030035078介紹了 A0D (底吹氬氧脫碳爐)和V0D (真空吹氧 脫碳爐)雙聯(lián)法生產(chǎn)超低碳不銹鋼方法，AOD出鋼碳含量控制在0. 0100% 0. 0300%，V0D 出鋼碳可以控制在0.0100%以下，然而此專利沒有涉及如何脫氧并造還原渣的方法，而還 原階段所加物料容易造成鋼液增碳； 中國(guó)專利公開號(hào)CN101058837A提出了 V0D冶煉超純鐵素體不銹鋼的步驟，實(shí)際上 為常規(guī)V0D操作步驟，并沒有涉及如何通過強(qiáng)化脫碳和防止增碳來穩(wěn)定控制終點(diǎn)碳含量方面的技術(shù)，同時(shí)此專利在鋼液深脫氧后處理時(shí)間太短，這對(duì)鋼液脫硫是不利的；韓國(guó)專利公開號(hào)KR20030003846提出在停氧后的高真空自由脫碳過程中噴吹石
灰來防止石灰向鋼液增碳，此專利要求設(shè)備非常復(fù)雜，實(shí)際操作的可行性較差； 日本專利公開號(hào)JP8260030提出當(dāng)渣中Cr203含量達(dá)到40%時(shí)停止吹氧，以此來
防止熔池鋼液中的鉻氧化過多，此專利在吹氧過程保持大量的渣，如此多渣量會(huì)嚴(yán)重妨礙
真空處理過程中鋼液的流動(dòng)，從而降低脫碳效率?？傊?，現(xiàn)有技術(shù)還沒有涉及同時(shí)采取強(qiáng)化
脫碳和防止增碳措施來控制終點(diǎn)碳含量的技術(shù)和相關(guān)方法，對(duì)還原過程脫氧和脫硫也沒有論述。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種真空精煉超低碳鐵素體不銹鋼的方法，進(jìn)一步降低鐵 素體不銹鋼真空精煉過程終點(diǎn)碳含量，同時(shí)還滿足對(duì)鋼液深脫硫的要求，以提高超低碳鐵 素體不銹鋼冶煉的成功率，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低冶煉成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案是， 本發(fā)明提供一種用V0D爐(真空吹氧脫碳爐)精煉超低碳鐵素體不銹鋼的新方 法，本發(fā)明方法通過鋼包進(jìn)入V0D工位前扒渣、吹氧動(dòng)態(tài)脫碳、合理的停止吹氧控制和兩步 脫氧操作，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化脫碳和有效防止增碳，穩(wěn)定控制處理結(jié)束時(shí)鋼液碳含量，本方法無(wú)需對(duì) V0D設(shè)備進(jìn)行改造且操作簡(jiǎn)單。 具體地，本發(fā)明的真空精煉超低碳鐵素體不銹鋼的方法，其包括如下步驟
1)鋼包進(jìn)入真空吹氧脫碳爐，真空罐內(nèi)壓力滿足小于100Pa，鋼液
初始鉻含量質(zhì)量百分比在10% 25%之間，碳含量質(zhì)量百分比在
0. 25% 0. 60%之間，鋼液初始溫度高于1600°C ; 2)開始吹氧脫碳處理，主脫碳階段采取最大吹氧流量290L/(min t) 310L/ (min t)，主脫碳時(shí)間要根據(jù)初始碳含量來確定，隨后是動(dòng)態(tài)脫碳階段，吹氧流量降低為最 大吹氧流量的70% 90%，動(dòng)態(tài)脫碳真空壓力控制在5000Pa 2000Pa，處理時(shí)間4min 6min ; 3)高真空條件下自由脫碳處理，真空壓力在400Pa 200Pa，處理時(shí)間10min 15min j 4)還原，硅鐵總加入量10 14kg/ (t鋼); 預(yù)脫氧，在自由脫碳處理過后加入活性石灰、部分硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧和造渣，硅鐵加 入量為5 10kg/ (t鋼)，石灰加入量20 24kg/ (t鋼)，真空壓力控制在400Pa以下進(jìn)行 高真空處理，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度在8L/(min t) 10L/(min t)之間，處理時(shí)間8min 12min j 脫氧，添加鋁塊、剩余硅鐵，實(shí)現(xiàn)終脫氧、硅的合金化，并深脫硫，加料過程無(wú)需將
真空壓力回升，鋁塊加入量在0. 5 2. 5kg/(t鋼)之間，終點(diǎn)鋁含量控制在0. 0020%
0.0060X之間，真空壓力控制在200Pa以下，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度在8L/(min t) 10L/
(min t)之間，處理時(shí)間10min 15min ;鋼液硫含量脫到0. 001 %以下； 5)降低吹氬氣流量，破真空處理，然后攪拌以促使夾雜物上浮。 進(jìn)一步，鋼包中鋼液入VOD工位前進(jìn)行扒渣處理，要求起始渣量小于5kg/t?？梢允沟迷陔S后的吹氧脫碳階段和自由脫碳階段熔池內(nèi)鋼液能充分暴露在真空中，鋼液得到強(qiáng) 烈攪拌，脫碳速率得以大大提高。 又，鋼包使用鎂碳磚耐火材料情況下，當(dāng)鋼液碳含量降到0. 03% 0. 04%時(shí)停止 吹氧，鋼包使用鎂鈣磚耐火材料情況下，當(dāng)鋼液碳含量降到0. 02% 0. 03%時(shí)停止吹氧。
另外，步驟4)還可以加入螢石，螢石加入量為石灰加入量的30% 40%。
再有，二氧化硅進(jìn)入爐渣后爐渣堿度(渣中Ca0與Si02的質(zhì)量比)在1. 6 2. 2 之間。 在本發(fā)明中，真空吹氧脫碳的后期采取動(dòng)態(tài)脫碳操作，吹氧流量改變?yōu)樽畲蟠笛?流量的70% 90%，真空壓力控制在5000Pa 2000Pa，動(dòng)態(tài)脫碳時(shí)間為4min 6min。
在吹氧脫碳的后期，隨著鋼液碳含量的降低，脫碳速率有所下降，如吹氧流量過大 會(huì)導(dǎo)致更多的鋼液中鉻元素氧化，所以采取動(dòng)態(tài)脫碳措施可減少鋼液中鉻元素氧化，提高 所吹氧氣在脫碳上的利用率。在此階段進(jìn)一步降低真空壓力可提高脫碳速率，同時(shí)不會(huì)發(fā) 生由于碳氧反應(yīng)過于激烈而引發(fā)的大噴濺。 V0D爐生產(chǎn)409系列鐵素體不銹鋼時(shí)，鉻含量在11% 12%之間，處于成本的 考慮， 一般使用鎂碳磚作為耐火材料，而當(dāng)熔池溫度高于1720°C時(shí)，鎂碳磚隨著熔池溫度 再次升高向鋼液增碳的速率急劇加快，經(jīng)計(jì)算，吹氧脫碳過程中，當(dāng)碳含量降到0. 03% 0. 04%時(shí)，熔池溫度處于1700°C 172(TC之間，選擇停氧碳含量在0. 03% 0. 04%之間既 可以滿足吹氧脫碳到一定程度，吹氧生產(chǎn)的鉻氧化物量并不過多，又保證熔池溫度不過高， 以避免或減輕鎂碳磚向鋼液增碳。 VOD爐生產(chǎn)中鉻含量系列鐵素體不銹鋼時(shí)，鉻含量在16% 22%之間，其吹氧 脫碳過程與生產(chǎn)409系列鐵素體不銹鋼相比，在同樣的脫碳效果前提下，其吹氧過程會(huì)產(chǎn) 生更多量的氧化鉻，這意味著后續(xù)的還原劑和造渣劑加入量要更多，造成的溫度損失會(huì) 更大，所以停氧碳含量應(yīng)該控制在O. 02% 0. 03%之間，對(duì)應(yīng)停氧時(shí)的熔池最高溫度在 1720°C 1760°C之間，如此高的溫度可很好地補(bǔ)充后續(xù)還原過程的溫度損失。
還原階段采取兩步脫氧操作。第一步脫氧為在自由脫碳處理過后加入活性石灰、 螢石和部分硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧和造渣，硅鐵加入量為5 10kg/(t鋼)之間，石灰加入量主要 用來保證二氧化硅進(jìn)入爐渣后爐渣堿度(渣中CaO與Si02的質(zhì)量比)在1. 6 2. 2之間， 螢石加入量為石灰加入量的30% 40%，可促使石灰及時(shí)熔化，加料過程需將真空壓力回 升到10000Pa 12000Pa，加料完成后，真空壓力控制在400Pa以下進(jìn)行高真空處理，底吹氬 氣攪拌強(qiáng)度在8L/(min t) 10L/(min t)之間，處理時(shí)間8min 12min。
第一步脫氧的目的是通過添加硅鐵將熔池內(nèi)吹氧產(chǎn)生的Cr203中的大部分Cr還原 出，而不降低鋼液的氧勢(shì)，并通過控制合適爐渣堿度和添加螢石促使石灰及時(shí)熔化。造渣料 石灰中不可避免的含有一定量CaC03， CaC03在高溫條件下分解出C02，石灰加入后會(huì)有一部 分淹沒在鋼液中，這樣的情況下，一旦鋼液被深脫氧，鋼液內(nèi)氧勢(shì)極低，石灰內(nèi)分解出C02與 鋼液接觸就具備了向鋼液析碳的熱力學(xué)條件，常規(guī)操作中石灰和所有還原劑同時(shí)加入，石 灰熔化和加鋁深脫氧同時(shí)進(jìn)行，導(dǎo)致石灰向鋼液增碳嚴(yán)重，終點(diǎn)碳含量波動(dòng)大。而本方法第 一步預(yù)脫氧并沒有降低鋼液內(nèi)氧勢(shì)，這樣石灰在熔化過程中分解的C02在高真空條件下不 具備了向鋼液析出碳熱力學(xué)條件，石灰所釋放的C02可及時(shí)隨爐氣排放到外界，從根本上防 止或抑制了石灰增碳效應(yīng)。這里硅鐵加入量大小應(yīng)考慮吹氧導(dǎo)致爐內(nèi)Cr203的生成量，爐渣
5堿度的控制還應(yīng)考慮隨后深脫硫的要求，如果脫硫任務(wù)重，爐渣堿度應(yīng)控制在偏高值。
還需要說明的是在添加石灰和螢石時(shí)需將真空壓力回升，避免小顆粒石灰或螢石 巻入真空泵中，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行不良。 還原階段采取兩步脫氧操作。第二步脫氧為添加鋁塊、剩余硅鐵和其他合金實(shí)現(xiàn) 終脫氧、硅的合金化、其他合金元素成分微調(diào)并實(shí)現(xiàn)深脫硫，加料過程無(wú)需將真空壓力回 升，剩余硅鐵加入量為常規(guī)條件下總硅鐵加入量減去第一步脫氧的硅鐵加入量，鋁塊加入 量在0. 5 2. 5kg/(t鋼)之間，終點(diǎn)鋁含量控制在0. 0020% 0. 0060%之間，真空壓力 控制在200Pa以下，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度在8L/(min t) 10L/(min t)之間，處理時(shí)間 10min 15min。 第二步脫氧的目的是實(shí)現(xiàn)終脫氧、硅的合金化、其他合金元素成分微調(diào)并實(shí)現(xiàn)深
脫硫。其中深脫硫是非常重要的任務(wù)，熔池經(jīng)過深脫氧后，此時(shí)爐渣具備很高的脫硫能力，
在強(qiáng)攪拌的條件下處理10min 15min，可將鋼液硫含量脫到0. 001 %以下。 還需要說明的是第二步加料過程可直接在高真空強(qiáng)攪拌條件下實(shí)現(xiàn)，原因是第二
步所加物料并沒有粉狀料，物料下落入熔池過程不可能被巻入真空泵中。由于在強(qiáng)攪拌條
件下加料，所加物料可及時(shí)混合到鋼液熔池中，同時(shí)這樣加料方式可節(jié)省總的真空處理時(shí)間。 本發(fā)明的有益效果 根據(jù)本發(fā)明方法，VOD精煉超低碳鐵素體不銹鋼的終點(diǎn)碳含量可穩(wěn)定控制在 0. 0050 % 0. 0080 %之間，不再發(fā)生由于碳超標(biāo)而發(fā)生產(chǎn)品報(bào)廢的現(xiàn)象，生產(chǎn)此類鋼種的 冶煉成功率提高到90%以上。本方法終點(diǎn)硫含量可達(dá)到0. 001 %以下，脫氧效果良好，相對(duì) 于常規(guī)操作，還原劑加入量有一定程度的減少。本方法真空處理時(shí)間合適，滿足連續(xù)澆鑄要 求?？傊痉椒ㄔ谔岣叱吞艰F素體不銹鋼質(zhì)量、降低冶煉成本和穩(wěn)定生產(chǎn)上取得了有益 的效果。


圖1為本發(fā)明方法工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本方法在精煉超低碳鐵素體不銹鋼的實(shí)施方式和取得 的效果，分別以VOD精煉409U439和443這3個(gè)牌號(hào)鋼種的超低碳鐵素體不銹鋼為例加以 說明。 實(shí)施例1 本實(shí)施例設(shè)備要求120t V0D處理爐，極限真空度小于100Pa，底部三個(gè)吹氬風(fēng) 口 ，總吹氣能力高于60NmVh，鋼包耐火材料為鎂碳磚(即MgO-C磚)。初始鋼液溫度1610°C ， 鋼液重量110t，冶煉鋼種409L，其處理前主要成分如下C :0. 3 %， Si :0. 03 %， Cr :11. 7 %， S :0. 005 %， N :0. 015 %， Mn :0. 22 %， P :
0. 015%，其余為Fe和微量雜質(zhì)元素。 參見圖1，結(jié)合VOD常規(guī)操作和本方法，實(shí)施步驟如下 1.鋼包中鋼液入VOD工位前進(jìn)行扒渣處理(101)，鋼液上剩余渣量小于500kg ;
2.鋼包進(jìn)入真空罐，先進(jìn)行預(yù)抽真空處理，同時(shí)開啟底吹氬氣操作，氬氣流量在 2NmVh，預(yù)抽真空處理時(shí)間為2min。 3.開始吹氧脫碳處理(102)，主脫碳階段吹氧流量1800NmVh，氧槍高度為190cm， 處理時(shí)間為25min。隨后為為動(dòng)態(tài)脫碳階段，真空壓力在5000Pa 2000Pa，吹氧流量降低 為1500NmVh，氧槍高度為170cm，處理時(shí)間5min。整個(gè)處理過程中吹氬氣流量在42NmVh。 吹氧量達(dá)到890Nm3時(shí)停止吹氧，此時(shí)碳含量為0. 032%，鋼液溫度1707°C。吹氧脫碳總時(shí) 間30min。 4.高真空條件下自由脫碳處理(103)，真空壓力在400Pa 200Pa，整個(gè)處理過程 中底吹氬氣流量在60NmVh，處理時(shí)間12min。 5.停止高真空處理，真空壓力恢復(fù)到12000Pa，通過加料系統(tǒng)加入硅鐵800kg、粒 度在20mm 40mm的活性石灰2512kg、螢石806kg，加料過程中底吹氬氣流量在2NmVh。
6.高真空條件下預(yù)脫氧和化渣處理(104)，爐渣堿度為1. 9，真空壓力在200Pa 100Pa，底吹氬氣流量在60NmVh，處理時(shí)間10min。
7.高真空強(qiáng)攪拌條件下直接加入鋁塊78kg，硅鐵353kg。 8.高真空強(qiáng)攪拌條件下完成終脫氧和強(qiáng)化脫硫操作(105)，真空壓力在100Pa以 下，底吹氬氣流量在60NmVh，處理時(shí)間15min。 9.降低吹氬氣流量至1.2NmVh，破真空處理(106)，真空結(jié)束后實(shí)現(xiàn)軟攪拌 (107)，以促使夾雜物上浮。 以上真空精煉處理結(jié)束后鋼液溫度160(TC，真空處理總時(shí)間68min，鋼液終點(diǎn)成 分如下C :0. 0070 %， Si :0. 4 %， Cr :11. 6 %， S :0. 001 %， N :0. 0060 %， Mn :0. 24 %， P : 0. 014%， Al :0. 0045%，其余為Fe和微量雜質(zhì)元素。
開罐定氧9. 8ppm總氧0. 003% 以上鋼液溫度和成分均符合技術(shù)要求，可直接上連鑄臺(tái)進(jìn)行澆注。 對(duì)于409L鐵素體不銹鋼的VOD精煉過程，本發(fā)明方法實(shí)施后其冶煉成功率為
91 % ，而原有的VOD常規(guī)工藝精煉409L的冶煉成功率為76% 。 實(shí)施例2 本實(shí)施例設(shè)備120t VOD處理爐，極限真空度小于100Pa，底部三個(gè)吹氬風(fēng)口，總 吹氣能力高于60NmVh，鋼包耐火材料為鎂鈣磚(即MgO-CaO磚)。初始鋼液溫度1621°C ， 鋼液重量109. 8t，冶煉鋼種439，其處理前主要成分如下C :0. 394 % ， Si :0. 04 % ， Cr : 17. 52 % ， S :0. 003 % ， N :0. 010 % ， Mn :0. 32 % ， P :
0. 012%，其余為Fe和微量雜質(zhì)元素。 結(jié)合VOD常規(guī)操作和本方法，實(shí)施步驟如下 1.鋼包中鋼液入VOD工位前進(jìn)行扒渣處理，鋼液上剩余渣量小于500kg ; 2.鋼包進(jìn)入真空罐，先進(jìn)行預(yù)抽真空處理，同時(shí)開啟底吹氬氣操作，氬氣流量在
2NmVh，預(yù)抽真空處理時(shí)間為2min。 3.開始吹氧脫碳處理。主脫碳階段吹氧流量1900NmVh，氧槍高度為200cm，處理時(shí) 間為36min。隨后為動(dòng)態(tài)脫碳階段，真空壓力在5000Pa 2000Pa，吹氧流量降低為1600Nm3/ h，氧槍高度為180cm，處理時(shí)間5min。整個(gè)處理過程中底吹氬氣流量在48Nm3/h。吹氧量達(dá)到1280Nm3時(shí)停止吹氧，此時(shí)碳含量為0. 021%，鋼液溫度1751°C。吹氧脫碳總時(shí)間41min。
4.高真空條件下自由脫碳處理，真空壓力在400Pa 200Pa，整個(gè)處理過程中底吹 氬氣流量在60NmVh，處理時(shí)間12min。 5.停止高真空處理，真空壓力恢復(fù)到12000Pa，通過加料系統(tǒng)加入硅鐵1000kg、粒 度在20mm 40mm的活性石灰2570kg、螢石1015kg，加料過程中底吹氬氣流量在2NmVh。
6.高真空條件下預(yù)脫氧和化渣處理，爐渣堿度控制為1. 6，真空壓力在200Pa 100Pa，吹氬氣流量在66NmVh，處理時(shí)間10min。
7.高真空強(qiáng)攪拌條件下直接加入鋁塊213kg，硅鐵347kg。 8.高真空強(qiáng)攪拌條件下完成終脫氧和強(qiáng)化脫硫操作，真空壓力在100Pa以下，底 吹氬氣流量在60NmVh，處理時(shí)間15min。 9.降低吹氬氣流量至1. 2NmVh，破真空處理，真空結(jié)束后實(shí)現(xiàn)軟攪拌，以促使夾雜 物上浮。 以上真空精煉處理結(jié)束后鋼液溫度1634t:，真空處理總時(shí)間78min，鋼液終點(diǎn)成 分如下C :0. 0068 % ， Si :0. 35 % ， Cr : 17. 6 % ， S :0. 001 % ， N :0. 0040 % ， Mn :0. 29 % ， P : 0. 012 % ， Al :0. 0048 % ，其余為Fe和微量雜質(zhì)元素。
開罐定氧9. 5卯m總氧0. 004% 以上鋼液溫度和成分均符合技術(shù)要求，可直接上連鑄臺(tái)進(jìn)行澆注。 對(duì)于439鐵素體不銹鋼的VOD精煉過程，本發(fā)明方法實(shí)施后其冶煉成功率為90 % 。 實(shí)施例3 本實(shí)施例設(shè)備120t VOD處理爐，極限真空度小于100Pa，底部三個(gè)吹氬風(fēng)口，總 吹氣能力高于60NmVh，鋼包耐火材料為鎂鈣磚(即MgO-CaO磚)。初始鋼液溫度1649°C ， 鋼液重量118t，冶煉鋼種443，其處理前主要成分如下C :0. 390 % ， Si :0. 05 % ， Cr :20. 79 % ， S :0. 005 % ， N :0. 020 % ， Mn :0. 22 % ， P :
0. 010%，其余為Fe和微量雜質(zhì)元素。 結(jié)合VOD常規(guī)操作和本方法，實(shí)施步驟如下 1.鋼包中鋼液入VOD工位前進(jìn)行扒渣處理，鋼液上剩余渣量小于500kg ; 2.鋼包進(jìn)入真空罐，先進(jìn)行預(yù)抽真空處理，同時(shí)開啟底吹氬氣操作，氬氣流量在
2NmVh，預(yù)抽真空處理時(shí)間為2min。 3.開始吹氧脫碳處理。主脫碳階段吹氧流量1800NmVh，氧槍高度為190cm，處理時(shí) 間為30min。隨后為動(dòng)態(tài)脫碳階段，真空壓力在5000Pa 2000Pa，吹氧流量降低為1600Nm3/ h，氧槍高度為180cm，處理時(shí)間4min。整個(gè)處理過程中吹氬氣流量在42Nm3/h。吹氧量達(dá)到 1027Nm3時(shí)停止吹氧，此時(shí)碳含量為0. 03%，鋼液溫度1746°C。吹氧脫碳總時(shí)間34min。
4.高真空條件下自由脫碳處理，真空壓力在400Pa 200Pa，整個(gè)處理過程中底吹 氬氣流量在60NmVh，處理時(shí)間15min。 5.停止高真空處理，真空壓力恢復(fù)到12000Pa，通過加料系統(tǒng)加入硅鐵658kg、粒 度在20mm 40mm的活性石灰2590kg、螢石940kg，加料過程中底吹氬氣流量在2NmVh。
6.高真空條件下預(yù)脫氧和化渣處理，爐渣堿度控制為2. 2，真空壓力在200Pa 100Pa，吹氬氣流量在60NmVh，處理時(shí)間10min。
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7.高真空強(qiáng)攪拌條件下直接加入鋁塊231kg，硅鐵200kg。 8.高真空強(qiáng)攪拌條件下完成終脫氧和強(qiáng)化脫硫操作，真空壓力在lOOPa以下，底 吹氬氣流量在60NmVh，處理時(shí)間15min。 9.降低吹氬氣流量至1. 2NmVmin，破真空處理，真空結(jié)束后實(shí)現(xiàn)軟攪拌，以促使夾 雜物上浮。 以上真空精煉處理結(jié)束后鋼液溫度1608t:，真空處理總時(shí)間75min，鋼液終點(diǎn)成 分如下C :0. 0060 % ， Si :0. 42 % ， Cr :20. 9 % ， S :0. 001 % ， N :0. 0080 % ， Mn :0. 22 % ， P : 0. 010%， Al :0. 0023%，其余為Fe和微量雜質(zhì)元素。
開罐定氧9. 8ppm總氧0. 004% 以上鋼液溫度和成分均符合技術(shù)要求，可直接上連鑄臺(tái)進(jìn)行澆注。 對(duì)于443鐵素體不銹鋼的VOD精煉過程，本發(fā)明方法實(shí)施后其冶煉成功率為95 % 。
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權(quán)利要求
一種真空精煉超低碳鐵素體不銹鋼的方法，其包括如下步驟1)鋼包進(jìn)入真空吹氧脫碳爐，真空罐內(nèi)壓力滿足小于100Pa，鋼液初始鉻含量質(zhì)量百分比在10％～25％之間，碳含量質(zhì)量百分比在0.25％～0.60％之間，鋼液初始溫度高于1600℃；2)開始吹氧脫碳處理，主脫碳階段采取最大吹氧流量290L/(min·t)～310L/(min·t)，主脫碳時(shí)間要根據(jù)初始碳含量來確定，隨后是動(dòng)態(tài)脫碳階段，吹氧流量降低為最大吹氧流量的70％～90％，動(dòng)態(tài)脫碳真空壓力控制在5000Pa～2000Pa，處理時(shí)間4min～6min；3)高真空條件下自由脫碳處理，真空壓力在400Pa～200Pa，處理時(shí)間10min～15min；4)還原，硅鐵總加入量10～14kg/(t鋼)；預(yù)脫氧，在自由脫碳處理過后加入活性石灰、部分硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧和造渣，硅鐵加入量為5～10kg/(t鋼)，石灰加入量20～24kg/(t鋼)，真空壓力控制在400Pa以下進(jìn)行高真空處理，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度在8L/(min·t)～10L/(min·t)之間，處理時(shí)間8min～12min；脫氧，添加鋁塊、剩余硅鐵，實(shí)現(xiàn)終脫氧、硅的合金化，并深脫硫，加料過程無(wú)需將真空壓力回升，鋁塊加入量在0.5～2.5kg/(t鋼)之間，終點(diǎn)鋁含量質(zhì)量百分比控制在0.0020％～0.0060％之間，真空壓力控制在200Pa以下，底吹氬氣攪拌強(qiáng)度在8L/(min·t)～10L/(min·t)之間，處理時(shí)間10min～15min；鋼液硫含量脫到0.001％以下；5)降低吹氬氣流量，破真空處理，然后攪拌促使夾雜物上浮。
2. 如權(quán)利要求1所述的真空精煉超低碳鐵素體不銹鋼的方法，其特征是，鋼包中鋼液 入VOD工位前進(jìn)行扒渣處理，要求起始渣量小于5kg/t。
3. 如權(quán)利要求1所述的真空精煉超低碳鐵素體不銹鋼的方法，其特征是，鋼包使用鎂 碳磚耐火材料情況下，當(dāng)鋼液碳含量降到0. 03% 0. 04%時(shí)停止吹氧，鋼包使用鎂鈣磚耐 火材料情況下，當(dāng)鋼液碳含量降到0. 02% 0. 03%時(shí)停止吹氧。
4. 如權(quán)利要求1所述的真空精煉超低碳鐵素體不銹鋼的方法，其特征是，步驟4)還可 以加入螢石，螢石加入量為石灰加入量的30% 40%。
5. 如權(quán)利要求1所述的真空精煉超低碳鐵素體不銹鋼的方法，其特征是，二氧化硅進(jìn) 入爐渣后爐渣堿度即渣中CaO與Si02的質(zhì)量比在1. 6 2. 2之間。
全文摘要
一種真空精煉超低碳鐵素體不銹鋼的方法，其包括如下步驟1)鋼包進(jìn)入真空吹氧脫碳爐，真空罐內(nèi)壓力滿足小于100Pa，鋼液初始鉻含量10％～25％，碳含量0.25％～0.60％，鋼液初始溫度高于1600℃；2)開始吹氧脫碳處理，主脫碳階段，隨后是動(dòng)態(tài)脫碳階段；3)高真空條件下自由脫碳處理；4)還原，預(yù)脫氧，在自由脫碳處理過后加入活性石灰、硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧和造渣；脫氧，添加鋁塊、硅鐵，實(shí)現(xiàn)終脫氧、硅的合金化，并深脫硫；5)降低吹氬氣流量至小流量，破真空處理，然后攪拌以促使夾雜物上浮。本發(fā)明進(jìn)一步降低鐵素體不銹鋼真空精煉過程終點(diǎn)碳含量，同時(shí)還滿足對(duì)鋼液深脫硫的要求，以提高超低碳鐵素體不銹鋼冶煉的成功率，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低冶煉成本。
文檔編號(hào)C21C7/06GK101768656SQ200810205179
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者徐迎鐵, 陳兆平 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司