CN104561733B - 一种高合金不锈钢的冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高合金不锈钢的冶炼方法，它包括下述依次的步骤：步骤一 不锈钢转炉先装入三脱铁水，三脱铁水中C≥3.6%，P≤0.01%，将碳含量吹炼到不大于0.3%；步骤二 不锈钢转炉兑入中频炉铬铁水，中频炉铬铁水中C≥8%，Cr 55‑60%，0＜Si ＜5%，中频炉铬铁水的质量为三脱铁水的35—48%；开底吹搅拌2—4min，利用铬铁水中的硅还原一部分被氧化的金属，继续吹炼，过程配加冶炼钢种所需要的其他合金；步骤三 碳含量及温度达到出钢要求时加硅铁进行还原；步骤四 在VOD精炼，脱碳控氮，脱硫，到LF工位；步骤五 在LF搅拌去除夹杂，调整温度，成分和温度达到钢种的要求后出钢。本高合金不锈钢的冶炼方法铬的收得率高，生产成本低。

Description

一种高合金不锈钢的冶炼方法

技术领域

本发明涉及一种高合金不锈钢的冶炼方法。

背景技术

不锈钢转炉冶炼不锈钢工艺在国内仅有申请人在使用，其主要采用全铁水冶炼不锈钢，在冶炼高合金不锈钢时由于热量不足，配加焦炭量大，原料选择受限（不能使用废钢，对于镍钢需要加纯镍合金），存在高贵重合金收得率低，成本较高，冶炼时较长的问题。

发明内容

为了克服现有高合金不锈钢的冶炼方法的上述不足之处，本发明提供一种铬的收得率高，使用镍铁、废钢资源廉价物料，生产成本低的高合金不锈钢的冶炼方法。

本发明的炼钢工艺为：

预处理铁水+中频炉铬铁水不锈钢转炉VODLF连铸。

不锈钢冶炼原料选择及要求：

三脱铁水、中频炉铬铁水、高碳铬铁、高碳锰铁、镍铁合金。三脱铁水要求C≥3.6%，P≤0.01%，温度≥1250℃；中频炉铬铁水要求C≥8%，Cr 55-60%，温度≥1640℃。

本高合金不锈钢的冶炼方法包括下述依次的步骤：

步骤一

不锈钢转炉先装入三脱铁水，三脱铁水中C≥3.6%，P≤0.01%，温度≥1250℃，将碳含量吹炼到不大于0.3%、温度1550-1600℃；

步骤二

不锈钢转炉兑入中频炉铬铁水，中频炉铬铁水中C≥8%，Cr 55-60%，0＜Si ＜5% ，温度≥1640℃，中频炉铬铁水的质量为三脱铁水的35—48%；开底吹搅拌2—4min，利用铬铁水中的硅还原一部分被氧化的金属，继续吹炼，过程配加冶炼钢种所需要的其他合金；

步骤三

碳含量及温度达到出钢要求时加硅铁进行还原；

步骤四

在VOD精炼，脱碳控氮，脱硫，钢达LF要求后，到LF工位；

步骤五

在LF搅拌去除夹杂，调整温度，成分和温度达到钢种的要求后出钢。

上述的高合金不锈钢的冶炼方法，其特征是：在步骤二时，加入铬废钢，每吨钢水的加入量为100±2 kg。

进一步讲，上述的高合金不锈钢的冶炼方法中，它冶炼的是铁素体不锈钢TTS443M，其步骤特征是：

在步骤三时，碳含量C 0.3-0.5%，温度不小于温度1650℃时，加入硅铁还原，每吨钢加入量为14±1kg，钢成分达下述要求时出钢：

C 0.3-0.5%； Si 0.05-0.15%； Mn≤0.3%；P≤0.018%；S≤0.015%；

Cr 20.7-21.3%； Cu 0.4-0.5%； N≤0.015%，其余为Fe与不可避免的杂质。

上述的高合金不锈钢的冶炼方法，其特征是：在步骤二时，加入镍铁，每吨钢水的加入量为125±2 kg。

上述的加入镍铁的高合金不锈钢的冶炼方法，它所冶炼的是Y316L，其步骤特征是：

在步骤三时，碳含量C 0.3-0.5%，温度不小于温度1650℃时，加入硅铁还原，每吨钢加入量为16±1kg，钢成分达下述要求时出钢：

C 0.2-0.3%； Si 0.05-0.15%； Mn 2.2-2.3%； P≤0.018%；S≤0.015%、Cr 18.7-18.9%； Ni 12.6-12.8%； Mo 2.3-2.4%；其余为Fe与不可避免的杂质。

上述的加入废钢的高合金不锈钢的冶炼方法中，在步骤二时，还加入镍铁，每吨钢水的加入量为125±2 kg。

本发明的有益效果

在不锈钢转炉先加三脱铁水吹炼，碳含量达到0.3%时兑入中频炉铬铁水冶炼不锈钢，可以有效减少吹炼前期铬的氧化，快速提高温度及氧气利用率，提高铬收得率，降低还原硅铁消耗，减少石灰消耗；过程温度充足，在冶炼高合金不锈钢时可以使用镍铁、烧结镍、废钢廉价资源降低生产成本。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。

实例一

本实施例冶炼的是超纯铁素体不锈钢TTS443M，不锈钢转炉出钢成分要求：

C 0.3-0.5%、Si 0.05-0.15%、Mn≤0.3%、P≤0.018%、S≤0.015%、Cr 20.7-21.3%、Cu 0.4-0.5%、N≤0.015%，其余为Fe与不可避免的杂质；温度不低于温度1650。

本实施例为下述依次的步骤：

Ⅰ 不锈钢转炉先装入三脱铁水（预处理铁水）54t，三脱铁水中C＝3.8%，P＝0.008%，温度为1250℃，进行吹氧（顶枪吹氧气，底枪吹氩气，氧气流量190Nm3/min,氩气流量35Nm3/min，氧耗36m3/t），过程中加入第一批辅料（石灰1500,轻烧白云石1500kg），氧气利用率为90%，在碳含量到0.3%时，温度为1550℃；

Ⅱ 把中频炉铬铁水20t加入不锈钢转炉，中频炉铬铁水中C＝8%，Cr＝ 58%，Si＝2.5%， 温度为1640℃；中频炉铬铁水加入后底吹氩流量35m3/min，搅拌2min，利用中频炉铬铁水中的Si还原一部分被氧化的金属，然后继续吹氧（氧气流量180m3/min,总氧耗4900m3）,过程加入高碳锰铁213kg、高铬5600kg、铜板360kg，过程温度高，配加8t铬废钢（主要成分C 0.04%，Si 0.4%，Cr 16%）；

Ⅲ 达到出钢要求的碳含量及温度时加硅铁1100kg还原，成分达到下述要求出钢；

C 0.4% ； Si 0.1%； Mn 0.2%； P 0.015%； S 0.010%；

Cr 21%； Cu 0.45%； N 0.01%；其余为Fe与不可避免的杂质，温度1700℃。不锈钢转炉出钢钢水量80t。

出钢到VOD炉。

Ⅳ VOD精炼

主要脱碳控氮，脱硫，钢达下述要求后，到LF工位。

C 0.008% ； Si 0.4%； Mn 0.2%； P 0.012%； S 0.008%；

Cr 21.0%； Cu 0.45%； N 0.01%；其余为Fe与不可避免的杂质。

ⅤLF精炼

主要搅拌去除夹杂，调整温度，（成分有偏差时微调）达到TTS443M的成分：

C：0.008%， Si：0.4%， Mn：0.2%， Cr：21%， Cu：0.45%，

N： 0.01%， P：0.012%， S：0.008%；其余为Fe与不可避免的杂质

出钢浇铸，温度1580℃。

Ⅵ 连铸

连铸成长2400毫米，宽1200毫米，厚240毫米的连铸坯。

本实施例冶炼转炉出钢铬收得率由94%提高到96%，配加了8t铬废钢，降低焦炭消耗12.5kg/t，降低Si耗可以有效降低生产成本。

实例二

本实施例冶炼的是Y316L，不锈钢转炉出钢成分要求：

C 0.2-0.3%、Si 0.05-0.15%、Mn 2.2-2.3%、P≤0.018%、S≤0.015%、Cr 18.7-18.9%、Ni 12.6-12.8%、Mo 2.3-2.4%，其余为Fe与不可避免的杂质；温度不低于温度1650。

本实施例为下述依次的步骤：

Ⅰ 不锈钢转炉先装入三脱铁水（预处理铁水）44t，三脱铁水中C＝3.8%，P＝0.008%，温度为1250℃，进行吹氧（顶枪吹氧气，底枪吹氩气，氧气流量190Nm3/min,氩气流量35Nm3/min，氧耗39.4m3/t），过程加入第一批辅料（石灰1500,轻烧白云石1800kg），氧气利用率为90%，在碳含量到0.3%时，温度为1570℃；

Ⅱ 把中频炉铬铁水20t加入不锈钢转炉，中频炉铬铁水中C＝8%，Cr 58%，Si＝2.5%。温度为1640℃；中频炉铬铁水加入后底吹氩流量35m3/min，搅拌2min，利用中频炉铬铁水中的Si还原一部分被氧化的金属，然后继续吹氧（氧气流量180m3/min,总氧耗5000m3）,过程加入高碳锰铁2346kg、高铬4900kg、钼铁3200kg，镍板9800kg，过程温度富裕配加廉价料镍铁10000kg。

Ⅲ 达到出钢要求的碳含量及温度时加硅铁1300kg还原，成分达到下述要求出钢；

C 0.25% ； Si 0.1%； Mn 2.25%； P 0.015%； S 0.010%；

Cr 18.8%； Ni 12.7%； Mo 2.35%；其余为Fe与不可避免的杂质；温度1650℃。不锈钢转炉出钢钢水量80t。

出钢到VOD炉。

Ⅳ VOD精炼

主要脱碳控氮，脱硫，钢达下述要求后，到LF工位。

C 0.01% ； Si 0.5%； Mn 2.25%； P 0.012%； S 0.008%；

Cr 18.8%； Ni 12.7 %； Mo 2.35%； 其余为Fe与不可避免的杂质。

ⅤLF精炼

主要去除夹杂，调整温度，（成分有偏差时微调），达到Y316L的成品成分

C：0.01%， Si： 0.5%， Mn： 2.25%， Cr： 18.8%， Ni： 12.7%，Mo： 2.35%， P0.012%； S 0.008%；其余为Fe与不可避免的杂质，温度1515℃。

出钢浇铸。

Ⅵ 连铸

连铸成长2400毫米，宽1200毫米，厚240毫米的连铸坯。

本实施例冶炼转炉出钢铬收得率由93%提高到95%，配加了10t廉价镍铁，降低焦炭消耗量25kg/t，可以有效降低生产成本。

Claims (6)

1.一种高合金不锈钢的冶炼方法，它包括下述依次的步骤：

步骤一

不锈钢转炉先装入三脱铁水，三脱铁水中C≥3.6%，P≤0.01%，温度≥1250℃，将碳含量吹炼到不大于0.3%、温度1550-1600℃；

步骤二

不锈钢转炉兑入中频炉铬铁水，中频炉铬铁水中C≥8%，Cr 55-60%，0＜Si ＜5% ，温度≥1640℃，中频炉铬铁水的质量为三脱铁水的35—48%；开底吹搅拌2—4min，利用铬铁水中的硅还原一部分被氧化的金属，继续吹炼，过程配加冶炼钢种所需要的其他合金；

步骤三

碳含量及温度达到出钢要求时加硅铁进行还原；

步骤四

在VOD精炼，脱碳控氮，脱硫，钢达LF要求后，到LF工位；

步骤五

在LF搅拌去除夹杂，调整温度，成分和温度达到钢种的要求后出钢。

2. 根据权利要求1所述的高合金不锈钢的冶炼方法，其特征是：在步骤二时，加入铬废钢，每吨钢水的加入量为100±2 kg。

3.根据权利要求2所述的高合金不锈钢的冶炼方法，它冶炼的是铁素体不锈钢TTS443M，其步骤特征是：

在步骤三时，碳含量C 0.3-0.5%，温度不小于温度1650℃时，加入硅铁还原，每吨钢加入量为14±1kg，钢成分达下述要求时出钢：

C 0.3-0.5%；Si 0.05-0.15%； Mn≤0.3%；P≤0.018%；S≤0.015%；

Cr 20.7-21.3%； Cu 0.4-0.5%； N≤0.015%，其余为Fe与不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的高合金不锈钢的冶炼方法，其特征是：在步骤二时，加入镍铁，每吨钢水的加入量为125±2 kg。

5.根据权利要求4所述的高合金不锈钢的冶炼方法，它所冶炼的是Y316L，

其步骤特征是：

在步骤三时，碳含量C 0.3-0.5%，温度不小于温度1650℃时，加入硅铁还原，每吨钢加入量为16±1kg，钢成分达下述要求时出钢：

C 0.2-0.3%； Si 0.05-0.15%； Mn 2.2-2.3%； P≤0.018%；S≤0.015%、Cr 18.7-18.9%； Ni 12.6-12.8%； Mo 2.3-2.4%；其余为Fe与不可避免的杂质。

6.根据权利要求2所述的高合金不锈钢的冶炼方法，其特征是：在步骤二时，还加入镍铁，每吨钢水的加入量为125±2 kg。