CN105603154B - 提高tds2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法。该方法采用以下操作：AOD出钢后扒渣，渣层厚度70－200mm；钢包进入LF工位后加入CaO，保证LF炉渣二元碱度≥4；同时加入钢水重量0.2％～0.5％的CaF2；LF通电化渣后，渣面加0.1％‑0.2％的铝粉和0.010％‑0.025％的铝块；视生产节奏将钢水温度调整至适宜值后钢中喂入0.5‑0.7kg/t钢的Ca线；之后以50－150 NL/min流量弱搅拌20min；弱搅拌完毕后静置20min后浇铸，全程保护浇铸。使用本发明方法，可使钢液中氧含量控制在10ppm～15ppm，钢中B类夹杂物≤0.5级，显著提高钢质纯净度。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法，属于不锈钢的制造领域。
背景技术
TDS2205由于具有较高的Cr、Mo及N含量，同时室温组织中奥氏体与铁素体比例按照约1:1共存，因此具有高强度（其屈服强度一般为奥氏体不锈钢的两倍）、良好的耐Cl-点蚀、耐应力腐蚀及焊接性能等突出优点，在石油化工、制盐、水工、造船、民用等领域得到广泛使用。与普通奥氏体不锈钢及超级奥氏体不锈钢相比，钢中Ni的含量明显降低，制造成本降低，属高性能、资源节约型钢种。与普通2205双相不锈钢相比，由于TDS2205使用环境具有高温、高压、强腐蚀等苛刻特征，因此对钢质纯净度提出更高要求，特别是钢中的全氧量和非金属夹杂物的分布特征。
TDS2205双相不锈钢要求钢中C含量≤0.03％，采用AOD生产该品种时，常规方法采用FeSi还原Cr、Ni、Mo等金属及脱除钢中氧，然而由于Si脱氧能力有限，因此成品氧含量高达30ppm～50ppm，这样既不利于后期坯料的热加工，又不利于成品保证较好的耐蚀性。即使采用含铝较低的低铝FeSi作为脱氧剂，由于含有0.5%～1.5%的Al，在氧含量较高时，会在钢中生成Al2O3夹杂，同样影响TDS2205双相不锈钢的热加工与使用性能。。
发明内容
本发明旨在提供一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法，采取这种新的Al脱氧工艺，既提高了钢质纯净度，降低钢中的全氧量、夹杂物数量和级别，又改善了铸坯的热加工和板材的使用性能。
本发明提供了一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法，工艺流程为：“电炉－AOD－LF－连铸”，在LF冶炼初期以Al为脱氧剂，采用沉淀脱氧与扩散脱氧结合的方式，将钢中氧脱至10ppm至15ppm，然后通过LF操作，将脱氧产物Al2O3及其他夹杂捕获至渣中。
本发明中的AOD炉指氩氧精炼炉，LF炉指钢包精炼炉。
TDS2205双相不锈钢成分如下：
C≤0.030％，Si≤1.00％，Mn≤2.00％，P≤0.030％，S≤0.005％，Cr：21.00％～23.00％，Ni：5.50％～6.50％，Mo：3.00％～3.50％，N：0.15％～0.20％，其余为铁。
本发明提供的一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法，包括以下内容：
（1）电炉以转炉脱磷铁水加废钢、铬铁为原料的半热装工艺或者废钢加铬铁为原料的全冷装工艺；
采用半热装工艺时，重量配比为：铁水40％－60％，铬铁20％－40％，废钢10％－30％；采用冷装工艺时，重量配比为：废钢60－85%，铬铁：15－40%。
无论哪种装料方式，要求电炉出钢钢水P含量≤0.03％。
（2）AOD以常规方法冶炼，要求出钢时将Cr、Ni、Mo含量控制在以下范围内：
Cr：21.00％～23.00％，Ni：5.50％～6.50％，Mo：3.00％～3.50％；
（3）AOD出钢后扒渣，保证渣层厚度为70～200mm；
（4）钢包进入LF工位后根据渣层厚度加入钢水重量0.3％～0.6％的CaO，保证LF炉渣二元碱度≥4；同时，为保证炉渣的流动性，加入钢水重量0.2％～0.5％的CaF2；
（5）LF通电化渣，进站加入的CaO与CaF2熔化后，渣面加钢水重量0.1％-0.2％的铝粉，同时钢中加入钢水重量0.010％-0.025％的铝块；
（6）视生产节奏将钢水温度调整至1520～1530℃后钢中喂入0.05～0.07kg/t钢水的Ca线；
（7）钢液喂入Ca线后，以50～150 NL/min流量搅拌20min，准确的流量设定以渣面微动且钢水不裸露在空气中为准；
（8）弱搅拌完毕后钢包进连铸工位，静置20min后浇铸；
（9）连铸过程全程保护（中间包加覆盖剂、结晶器加保护渣、大包长水口环缝吹氩气以防止空气接触钢液）浇铸。
使用本发明方法，可使钢液中氧含量控制在10ppm～15ppm，钢中B类夹杂物≤0.5级，显著提高了钢质纯净度。
本发明的有益效果：
（1）LF炉采用沉淀脱氧与扩散脱氧结合的方式脱氧，在有效降低钢液氧含量与渣中氧势的同时，也提高了渣中Al2O3含量，使得渣中Al2O3含量达到吸附夹杂的最优配比。
（2）通过留渣量、石灰加入量、加铝量与Ca线喂入量的配合，使得渣成分与重量都达到最优。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
本实施例提供一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法，工艺流程为：“电炉－AOD－LF－连铸”，具体包括以下内容：
1、电炉以不锈钢废钢（77.4％）、铬铁（19.2％）、镍板（3.4％）为原料，电炉出钢成分为：C：1.95％，Si：0.11％，Mn：0.13％，P：0.019％，S：0.026％，Cr： 23.62％，Ni：3.82％，N：0.0132％。
2、AOD以常规方法冶炼，还原期以低铝FeSi还原渣中金属，AOD出钢成分为：C：0.0225％，Si：0.577％，Mn：1.12％，P：0.018％，S：0.0029％，Cr：22.60％，Ni：5.59％，Mo：3.18％，N：0.1670％。出钢温度1660℃，出钢量193吨。
3、AOD出钢后扒渣，渣层厚度140mm。
4、钢包进入LF工位后（钢水量193吨）加入560kg的CaO，406kg的CaF2并通电化渣。
5、渣熔化后渣面加240kg铝粉，并向钢中加入32kg铝丸。
6、根据生产节奏，通电调节钢液温度至1534℃后喂入119.8kg Ca线。
7、喂线完毕后以120NL/min流量弱搅拌钢液20min后出钢。LF出钢成分为：C：0.0252％，Si：0.61％，Mn：1.12％，P：0.019％，S：0.001％，Cr：22.53％，Ni：5.55％，Mo：3.17％，N：0.1680％。出钢温度1514℃，出钢量193吨。
8、钢包离开LF工位后20min开始浇铸，采用中间包加覆盖剂、结晶器加保护渣、大包长水口环缝吹氩气等措施全程保护浇铸。
采用此方法冶炼的TDS2205双相不锈钢，铸坯[O]＝12ppm，铸坯最大非金属夹杂物尺寸11μm；6mm厚热卷金相下夹杂物评级，B类夹杂0级。
实施例2：
本实施例提供一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法，工艺流程为：“电炉－AOD－LF－连铸”，具体包括以下内容：半热装工艺中，重量配比为：铁水40％－60％，铬铁20％－40％，废钢10％－30％；
1、电炉以转炉脱磷铁水（54.7％）、铬铁（33.4％）、废钢（11.9％）为原料，电炉出钢成分为：C：2.57％，Si：0.17％，Mn：0.08％，P：0.017％，S：0.017％，Cr：21.11％，Ni：3.82％，N：0.31％。
2、AOD以常规方法冶炼，还原期以低铝FeSi还原渣中金属，AOD出钢成分为： C：0.0215％，Si：0.501％，Mn：1.17％，P：0.016％，S：0.0059％，Cr：22.62％，Ni：5.54％，Mo：3.14％，N 0.1580％。出钢温度1648℃，出钢量192吨。
3、AOD出钢后扒渣，渣层厚度170mm。
4、钢包进入LF工位后（钢水重量192吨）加入635kg的CaO，440kg的CaF2并通电化渣。
5、渣熔化后渣面加360kg铝粉，并向钢中加入32kg铝丸。
6、根据生产节奏，通电调节钢液温度至1537℃后喂入116.5kg Ca线。
7、喂线完毕后以130NL/min流量弱搅拌钢液20min后出钢。LF出钢成分为：C：0.0257％，Si:0.56％，Mn：1.15％，P：0.017％，S：0.001％，Cr：22.51％，Ni：5.58％，Mo：3.14％，N：0.1595％。出钢温度1513℃，出钢量192吨。
8、钢包离开LF工位后20min开始浇铸，采用中间包加覆盖剂、结晶器加保护渣、大包长水口环缝吹氩气等措施全程保护浇铸。
采用此方法冶炼的TDS2205双相不锈钢，铸坯[O]＝14ppm，铸坯最大非金属夹杂物尺寸13μm；6mm厚热卷金相下夹杂物评级，B类夹杂0级。
Claims (4)
1.提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法，其特征在于：采用“电炉－AOD－LF－连铸”工艺流程，在LF冶炼初期以Al为脱氧剂，采用沉淀脱氧与扩散脱氧结合的方式，将钢中氧脱至10ppm至15ppm，然后通过LF操作，将脱氧产物Al2O3及其他夹杂捕获至渣中；
具体包括以下内容：
（1）电炉以转炉脱磷铁水加废钢、铬铁为原料的半热装工艺或者废钢加铬铁为原料的全冷装工艺；
（2）AOD以常规方法冶炼，要求出钢时将Cr、Ni、Mo含量控制在以下范围内：
Cr：21.00％～23.00％，Ni：5.50％～6.50％，Mo：3.00％～3.50％；
（3）AOD出钢后扒渣，保证渣层厚度为70～200mm；
（4）钢包进入LF工位后根据渣层厚度加入钢水重量0.3％～0.6％的CaO，保证LF炉渣二元碱度≥4；同时，为保证炉渣的流动性，加入钢水重量0.2％～0.5％的CaF2；
（5）LF通电化渣，进站加入的CaO与CaF2熔化后，渣面加钢水重量0.1％-0.2％的铝粉，同时钢中加入钢水重量0.010％-0.025％的铝块；
（6）视生产节奏将钢水温度调整至1520～1530℃后钢中喂入0.05～0.07kg/t钢水的Ca线；
（7）钢液喂入Ca线后，以50～150 NL/min流量搅拌20min，准确的流量设定以渣面微动且钢水不裸露在空气中为准；
（8）弱搅拌完毕后钢包进连铸工位，静置20min后浇铸；
（9）连铸过程全程保护浇铸。
2.根据权利要求1所述的提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法，其特征在于：所述步骤（1）中，采用半热装工艺时，重量配比为：铁水40％－60％，铬铁20％－40％，废钢10％－30％；采用冷装工艺时，重量配比为：废钢60－85%，铬铁：15－40%；无论哪种装料方式，要求电炉出钢钢水P含量≤0.03％。
3.根据权利要求1所述的提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法，其特征在于：所述步骤（9）连铸过程中：中间包加覆盖剂、结晶器加保护渣、大包长水口环缝吹氩气以防止空气接触钢液。
4.根据权利要求1所述的提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法，其特征在于：所得TDS2205双相不锈钢钢液中氧含量控制在10ppm～15ppm，钢中B类夹杂物≤0.5级。
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