CN104294005B - 一种含Ti不锈钢的熔炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含Ti不锈钢的熔炼方法。该方法包括在AOD精炼之后对钢水进行钢包处理：在AOD精炼出钢后，拔除钢水表面的炉渣；向钢水中投入CaO和低熔点保护渣；加入铝块，利用钢包底吹氩气进行强搅拌，搅拌结束投入海绵钛，然后进行中搅拌，结束后取样测温；根据成分及温度投入合金和冷却块对钢水的成分及温度进行微调，同时底吹搅拌；在合金投入完毕后，投入Ca‑Si块，然后降低底吹氩气的流量，经过弱搅拌后完成处理。该方法是对钢水进行二次深度脱氧，能够提高钛的实收率，同时减低钢水的氧含量，使钢水中TiO2、CaO·TiO2等夹杂物的含量得到降低，连铸浇铸过程中水口结瘤几率大大降低，钢坯修磨量减少，提高了金属实收率，改善了轧制过程中的表面品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种含Ti不锈钢的熔炼方法，属于不锈钢冶炼技术领域。
背景技术
不锈钢钢种添加Ti可以有效防止晶间腐蚀，其中典型的不锈钢钢种有321不锈钢，该钢种含Ti量大于0.1%。在当前生产条件下，AOD可以成功冶炼，但其生产时最大的难点在于连铸浇铸过程中形成TiO2/TiN等夹杂物，影响生产性及钢水纯净度。
具体问题有：含Ti钢在浇铸过程形成TiO2/TiN，导致浇铸过程的不稳定性，连铸水口易结瘤，导致连铸后期浇铸无法正常进行；含Ti不锈钢铸坯表面差，板坯修磨损失大，因含Ti不锈钢冶炼浇铸过程中生成各种夹杂物，例如：TiN、TiO2、MgO·Al2O3、CaO·TiO2等富集在铸坯表面，轧钢时易造成板材表面缺陷，如制钢性疤痕，裂纹。
解决上述问题的关键在于：降低素钢N含量，从而降低TiN析出温度，确保在连铸铸过程中尽量少的产生TiN夹杂。目前AOD冶炼工艺中主要通过：采用全氩吹炼，提高AOD装入熔钢的C含量，在碳氧反应过程中，有效脱N。AOD出钢钢水N可以控制在80ppm以下，连铸中间包钢水[N]<130ppm；进一步钢水氧含量，从而降低TiO2、MgO·Al2O3、CaO·TiO2等氧化夹杂物的问题，AOD精炼仍无法解决，氧含量还需进一步降低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含Ti不锈钢的熔炼方法，通过对AOD精炼后的钢水进行钢包处理，降低钢水中的总氧含量，从而降低各种氧化夹杂形成的几率，使钢液纯净度提高，提高连铸水平，改善不锈钢的表面品质。
为达到上述目的，本发明提供了一种含Ti不锈钢的熔炼方法，其包括在AOD精炼之后对钢水进行包括以下步骤的钢包处理：
扒渣：在AOD精炼出钢后，拔除钢水表面的炉渣；通过扒渣可以防止从钢渣中回S，即避免发生以下反应
覆盖剂投入：向钢水中投入0.5-1Kg/吨钢的CaO和1-1.5Kg/吨钢的低熔点保护渣（具有绝热保温覆盖防止钢水二次氧化吸附夹杂物作用）；粉末状CaO覆盖在钢水表面，可以起到保温作用，并能够阻止钢水与空气中的O2和N2接触，防止钢水的二次氧化和钢水吸N；增加低熔点保护渣的投入，在投入铝脱氧产生Al2O3之后，低熔点保护渣可以有效地起到吸附钢水中夹杂物的作用，提高钢水的纯净度；
脱氧：加入铝块，添加量为1.5-2Kg/吨钢（以确保连铸样品中成分Al>0.1wt%），利用钢包底吹氩气进行强搅拌，氩气流量控制为500-550Nm3/min，搅拌时间为3-5min，确保脱氧充分，同时钢包内钢水的温度及成分均匀，搅拌结束投入海绵钛（Ti的含量为98%-99%），海绵钛的添加量为2.3-3Kg/吨钢，然后以250-300Nm3/min的氩气流量进行3-6min的中搅拌，确保钛铁融化及均匀，结束后取样测温；Al是钢铁冶炼中的一种超强脱氧元素，脱氧能力极强，反应原理为：2[Al]+3[O]→Al2O3；
成分温度微调：根据成分及温度投入合金和冷却块对成分及温度进行微调，根据成品要求成分及中间包浇铸温度计算判断合金投入量，同时底吹保持500-550Nm3/Min的氩气流量搅拌2-3min；
Ca-Si处理：在合金和冷却块投入完毕后，投入Ca-Si块，添加量为1.0-1.5Kg/吨钢，然后降低底吹氩气的流量至30-60Nm3/min进行弱搅拌，弱搅拌12-18min完成处理；脱氧产物Al2O3的熔点为2050℃，钢水中呈固态且可塑性较差，不易变形，在轧制过程中易在钢卷表面形成表面缺陷，在浇铸过程中也容易堵水口，通过增加Ca-Si投入量，采用钙处理改变Al2O3形态，生成2CaO·Al2O3·SiO2，熔点较低，可塑性好，易于上浮；前期投入的低熔点保护渣，能够增加吸附上浮的夹杂物的能力。
在上述熔炼方法中，优选地，以重量百分比计，所采用Ca-Si块含有55-65wt%的Si、28-35wt%的Ca。Ca-Si块中的余量为杂质，例如Al、C、P等。
本发明所提供的含Ti不锈钢的熔炼方法可以包括以下具体步骤：配料、电炉粗炼、AOD精炼、钢包处理、连铸浇铸，其工艺流程可以如图1所示。这里所涉及的配料、电炉粗炼、AOD精炼、连铸浇铸可以采用常规的方式进行。
本发明所提供的含Ti不锈钢的熔炼方法可以适用的含Ti不锈钢包括SA321、SF409等不锈钢，但不限于此。
本发明所提供的含Ti不锈钢冶炼方法是对钢水进行二次深度脱氧，能够提高钛的实收率，同时减低钢水的氧含量，使钢水中TiO2、CaO·TiO2等夹杂物的含量得到降低，大大降低连铸浇铸过程中水口结瘤几率，钢坯修磨量减少，提高金属实收率，改善轧制过程中的表面品质。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1为本发明提供含Ti不锈钢的熔炼方法的工艺流程图；
图2为钢包处理的工艺流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现参照说明书附图对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例
本实施例提供了一种含Ti不锈钢的熔炼方法，该含Ti不锈钢为SA321不锈钢，表1为SA321不锈钢的成分控制要求。
表1
| 成分 | C | Si | N | Cr | Ni | Al | Ti | Ti/C+N |
| 目标 | 0.033 | 0.5 | ≤0.012 | 17.6 | 9.2 | 0.1 | 0.25 | 5.3 |
| 下限 | 0.03 | 0.4 | 0 | 17.5 | 9.1 | 0 | 0.2 | 5 |
| 上限 | 0.06 | 0.7 | 0.035 | 18.1 | 9.5 | 0.15 | 0.5 | 12 |
在AOD精炼出钢后，将钢水的成分微调至表1的范围之中。AOD精炼出钢量为155Ton，出钢温度为1725℃，出钢成分如表2所示。
表2
| 处理状态 | C | Si | N | Cr | Ni | T-Al | Ti | DE |
| AOD出钢 | 0.0125 | 0.59 | 0.0073 | 17.6 | 9.12 | 0.002 |
本实施例提供的含Ti不锈钢冶炼方法包括在AOD精炼后对钢水进行包括以下步骤的钢包处理，其流程如图2所示：
1、扒渣：
AOD精炼出钢后拔除钢水表面的炉渣，测温。
2、覆盖剂投入：
向钢水中投入CaO粉末100Kg、低熔点保护渣150Kg。
3、脱氧：
加入铝块（加入量为吨钢1.8Kg），底吹氩气（流量为500Nm3/min）进行3min的强搅拌，搅拌结束投入钛铁（投入量为吨钢2.6Kg），然后以300Nm3/min的氩气流量进行5min的中搅拌，确保钛铁熔化及均匀，结束后取样测温。
4、成分温度微调：
根据表3给出的钢包处理1的成分进行成分的微调，投入镍铁合金444Kg、铁铬合金835Kg，同时底吹保持500NM3/min的氩气流量搅拌2min，确保温度成分均一化。
表3
| 处理状态 | C | Si | N | Cr | Ni | T-Al | Ti | DE |
| 钢包处理1 | 0.0153 | 0.56 | 0.0092 | 17.6 | 9.06 | 0.149 | 0.266 | 10.9 |
5、Ca-Si处理：
在合金投入完毕后，投入Ca-Si180Kg，Ca-Si处理后降低底吹流量，弱搅拌12min，弱搅拌结束前1min取样分析，结果如表4所示。
表4
| 处理状态 | C | Si | N | Cr | Ni | T-Al | Ti | DE |
| 钢包处理2 | 0.0302 | 0.62 | 0.0101 | 17.7 | 9.21 | 0.142 | 0.251 | 6.2 |
根据表4的分析结果显示产品合格出站，到达连铸浇铸，连铸的参数如表5所示。
表5
| 处理状态 | C | Si | N | Cr | Ni | T-Al | Ti | DE |
| 连铸 | 0.0305 | 0.61 | 0.0109 | 17.7 | 9.22 | 0.136 | 0.243 | 5.9 |
表6为采用实施例的含Ti不锈钢的熔炼方法得到的产品以及比较例（钢包处理过程中未添加铝）的比较数据。
表6
由表6的数据可以看出，采用本发明的含Ti不锈钢的熔炼方法能够降低钢水中的氧含量，提高钛的实收率，降低夹杂物的数量，连铸浇铸过程中的水口结瘤几率降低，提高了生产性。
Claims (2)
1.一种含Ti不锈钢的熔炼方法，其包括在AOD精炼之后对钢水进行包括以下步骤的钢包处理：
该含Ti不锈钢为SA321不锈钢，AOD精炼出钢量为155Ton，出钢温度为1725℃，出钢成分如下：C、0.0125，Si、0.59，N、0.0073，Cr、17.6，Ni、9.12，T-Al、0.002；
扒渣：在AOD精炼出钢后，拔除钢水表面的炉渣；
覆盖剂投入：向钢水中投入CaO粉末100Kg和低熔点保护渣150Kg；
脱氧：加入铝块，添加量为1.8Kg/吨钢，利用钢包底吹氩气进行强搅拌，氩气流量控制为500Nm3/min，搅拌时间为3min，搅拌结束投入钛铁，钛铁添加量为2.6Kg/吨钢，然后以300Nm3/min的氩气流量进行5min的中搅拌，结束后取样测温；
成分温度微调：根据测得的成分及温度投入合金对钢水的成分及温度进行微调，投入镍铁合金444Kg、铁铬合金835Kg，同时底吹保持500Nm3/min的氩气流量搅拌2min；
Ca-Si处理：在合金和冷却块投入完毕后，投入Ca-Si块，添加量为180Kg，然后降低底吹氩气的流量至30-60Nm3/min进行弱搅拌，弱搅拌12min后完成处理；以重量百分比计，所述Ca-Si块含有55-65wt％的Si、28-35wt％的Ca，余量为杂质。
2.根据权利要求1所述的含Ti不锈钢的熔炼方法，其中，该方法包括配料、电炉粗炼、AOD精炼、钢包处理、连铸浇铸的步骤。
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