CN109207673B - 控制不锈钢钢中氧含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制不锈钢钢中氧含量的方法，该方法包括：首先将VOD精炼炉内不锈钢钢水吹氧和搅拌脱碳，然后在VOD精炼炉内加入还原料进行还原，每吨不锈钢钢水所需的还原料包括：5～10kg的CaO、7.5～15kg的SiO2、0～2.5kg的CaF2、3.5～8.5kg的MgO和3.5～4.5kg的Si，再将不锈钢钢水经LF精炼炉处理，浇铸成不锈钢坯料。本发明的控制不锈钢钢中氧含量的方法，不锈钢钢水在真空下吹氧和搅拌脱碳，再加入一定种类和数量的还原料进行还原，控制不锈钢钢水中的氧含量，使不锈钢坯料在成型加工中易切削。

Description

控制不锈钢钢中氧含量的方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种控制不锈钢钢中氧含量的方法。
背景技术
不锈钢零部件常常需用不锈钢坯料切削加工而成，不锈钢坯料的切削性能直接受钢中I类MnS含量的影响，而钢中I类MnS含量又受钢中氧含量的影响。举例说，钢中氧含量大于120ppm时，有助于I类MnS的形成，这样将钢中氧含量控制在100～300ppm，通过提高钢中I类MnS的比例，提高不锈钢易切削性能。
现有技术提供的不锈钢坯料的钢水，为降低钢中的碳含量，需在VOD真空精炼炉处理，在真空下经吹氧、搅拌脱碳和还原，碳含量达到0.005-0.05％，钢中氧含量低于100ppm，浇铸成的不锈钢坯料在成型加工中切削性能较差。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种控制不锈钢钢中氧含量的方法。具体技术方案如下：
提供了一种控制不锈钢钢中氧含量的方法，所述方法包括：
将VOD精炼炉内不锈钢钢水吹氧和搅拌脱碳；
在VOD精炼炉内加入还原料进行还原，每吨不锈钢钢水所需的还原料包括：5～10kg的CaO、7.5～15kg的SiO2、0～2.5kg的CaF2、3.5～8.5kg的MgO和3.5～4.5kg的Si；
将所述不锈钢钢水再经LF精炼炉处理，浇铸成不锈钢坯料。
进一步地，进入所述VOD精炼炉的不锈钢钢水条件为：C 0.2～0.3％，Si≤0.15％，温度≥1590℃，渣厚≤50mm。
进一步地，所述将不锈钢钢水在VOD精炼炉内吹氧脱碳后，钢包底吹氩搅拌10-15min。
进一步地，所述在VOD精炼炉内加入还原料进行还原时，所述VOD精炼炉内的真空度小于2mbar。
进一步地，所述在VOD精炼炉内加入还原料还原时，钢包底吹氩强度12.5-20L/min·t。
进一步地，所述在VOD精炼炉内加入还原料还原时，搅拌时间为7～12min。
进一步地，所述不锈钢坯料化学成分质量百分比为：C 0.01-0.05，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.050，S 0.020～0.30，Cr 16.00～21.00，Mo≤2.50，Ni≤0.60，Cu≤0.50，V≤0.30，Nb≤0.10，N≤0.060，以及余量的铁。
进一步地，所述不锈钢坯料化学成分质量百分比为：C 0.01～0.05，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.050，S 0.15～0.35，Cr 16.00～21.00，Mo≤2.50，Pb≤0.30，Te≤0.10，Bi≤0.30，Ni≤0.60，Cu≤0.50，V≤0.30，Nb≤0.10，N≤0.060，以及余量的铁。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明的控制不锈钢钢中氧含量的方法，不锈钢钢水在真空下经过吹氧和搅拌脱碳，再加入一定种类和数量的还原料还原后，钢中碳含量0.005-0.05％，氧含量能够达到200-350ppm，为不锈钢坯料中氧含量大于120ppm奠定基础，从而提高了不锈钢坯料中I类MnS比例，使不锈钢坯料在成型加工中易切削。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一个实施例提供的控制不锈钢钢中氧含量的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
本发明实施例提供了一种控制不锈钢钢中氧含量的方法，如附图1所示，该方法包括：
步骤101，将VOD精炼炉内不锈钢钢水吹氧和搅拌脱碳，降低最终成型的不锈钢成品中的碳含量。
其中，经吹氧脱碳后不锈钢钢水中的碳含量可降低至0.005-0.05％。
步骤102，在VOD精炼炉内加入还原料进行还原，每吨不锈钢钢水所需的还原料包括：5～10kg的CaO、7.5～15kg的SiO2、0～2.5kg的CaF2、3.5～8.5kg的MgO和3.5～4.5kg的Si。不锈钢钢水在经过步骤101吹氧和搅拌脱碳，将其中的碳含量降低，再向脱碳后的不锈钢钢水中加入上述还原料还原，在确保不锈钢钢水中碳含量保持一定水平不变的前提下，控制不锈钢钢水中的氧含量。
步骤103，将不锈钢钢水再经LF精炼炉处理，浇铸成不锈钢坯料。该不锈钢坯料的切削性较好，便于通过切割加工成型各种不锈钢成品。
可见，本发明实施例提供的控制不锈钢钢中氧含量的方法，不锈钢钢水在真空下经过吹氧和搅拌脱碳，再加入一定种类和数量的还原料进行还原，可控制不锈钢钢水中的氧含量，提高不锈钢坯料中I类MnS比例，使不锈钢坯料在成型加工中易切削。
对于如何控制不锈钢钢中氧含量，以下给出几种示例：
实施例一：
本实施例是在90吨VOD和LF精炼炉上进行的，钢种434，成品化学成分质量百分比：
C 0.01～0.05，Si≤1.00，Mn≤1.00，P≤0.035，S 0.020～0.030，Cr 16.00～18.00，Mo 0.75～1.25，Ni≤0.60，Cu≤0.10，V≤0.05，Nb≤0.05，N≤0.055，以及余量的铁。
将盛有78吨不锈钢钢水的钢包放入VOD精炼炉罐内，钢水温度1631℃，钢包空间1260mm，钢水带渣渣厚50mm，不锈钢钢水的化学成分质量百分比：
C 0.20，Si 0.15，Mn 0.33，P 0.022，S 0.017，Cr 16.29，Mo 0.87，Ni 0.26，Cu0.06，V 0.02，Nb 0.001，N 0.048，以及余量的铁。
在VOD精炼炉内进行吹氧和搅拌脱碳，包括：在真空度160-70mbar下吹氧336m3，之后在真空度1.2-0.8mbar下、钢包底吹氩搅拌10min。
还原时，加石灰430Kg(CaO含量91％)、石英砂605Kg(SiO2含量97％)、萤石0、镁球400Kg(MgO含量69％)、硅铁370Kg(Si含量74％)，在真空度小于2mbar、钢包底吹氩强度12.5L/min·t下，搅拌12min；还原结束，钢水温度1562℃，化学成分质量百分比：
C 0.05，Si 0.16，Mn 0.31，P 0.021，S 0.017，Cr 16.23，Mo 0.86，Ni 0.26，Cu0.06，V 0.02，Nb 0.001，N 0.019，以及余量的铁。
将不锈钢钢水吊入LF精炼炉工序，经LF精炼炉处理后，浇铸成不锈钢坯料，不锈钢坯料的化学成分质量百分比：
C 0.05，Si 0.35，Mn 0.33，P 0.021，S 0.020，Cr 16.21，Mo 0.91，Ni 0.26，Cu0.06，V 0.02，Nb 0.001，N 0.033，以及余量的铁。
该炉钢在VOD精炼炉经过吹氧、搅拌脱碳和还原，钢水中氧含量为200ppm，使不锈钢坯料氧含量达到150ppm，从而提高不锈钢坯料中I类MnS比例，达到了改善易切削性能的效果。
实施例二：
本实施例是在90吨VOD和LF精炼炉上进行的，钢种BTG-1，成品化学成分质量百分比：
C 0.01～0.05，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.050，S 0.15～0.35，Cr 19.00～21.00，Mo≤2.50，Pb≤0.30，Te≤0.10，Bi≤0.30，Ni≤0.60，Cu≤0.50，V≤0.30，Nb≤0.10，N≤0.060，以及余量的铁。
将盛有73.5吨不锈钢钢水放入VOD精炼炉罐内，钢水温度1660℃，钢包空间1310mm，钢水带渣渣厚30mm，不锈钢钢水的化学成分质量百分比：
C 0.25，Si 0.03，Mn 0.05，P 0.038，S 0.012，Cr 21.00，Mo 1.85，Pb 0.001，Te＜0.001，Bi＜0.001，Ni 0.17，Cu 0.15，V 0.10，Nb 0.001，N 0.012，以及余量的铁。
在VOD精炼炉内进行吹氧和搅拌脱碳，包括：在真空度156-65mbar下吹氧393m3，之后在真空度1.0-0.5mbar下、钢包底吹氩搅拌15min。
还原时，加石灰610Kg(CaO含量91％)、石英砂760Kg(SiO2含量97％)、萤石100kg(CaF2含量92％)、镁球640Kg(MgO含量69％)、硅铁400Kg(Si含量74％)，在真空度小于1.6mbar、钢包底吹氩强度20L/min·t下，搅拌7min；还原结束，钢水温度1586℃，化学成分质量百分比：
C 0.005，Si 0.12，Mn 0.04，P 0.035，S 0.018，Cr 20.86，Mo 1.83，Pb 0.001，Te＜0.001，Bi＜0.001，Ni 0.17，Cu 0.15，V 0.096，Nb 0.001，N 0.0098，以及余量的铁。
将不锈钢钢水吊入LF精炼炉工序，经LF精炼炉处理后，浇铸成不锈钢坯料，不锈钢坯料的化学成分质量百分比：
C 0.01，Si 0.26，Mn 1.16，P 0.036，S 0.35，Cr 20.35，Mo 1.78，Pb 0.30，Te0.06，Bi 0.001，Ni 0.17，Cu 0.15，V 0.09，Nb 0.03，N 0.0093，以及余量的铁。
该炉钢在VOD精炼炉经过吹氧、搅拌脱碳和还原，钢水中氧含量为350ppm，使不锈钢坯料氧含量达到230ppm，从而提高不锈钢坯料中I类MnS比例，达到了改善易切削性能的效果。
实施例三：
本实施例是在90吨VOD和LF精炼炉上进行的，钢种BTG-2，成品化学成分质量百分比：
C 0.01～0.05，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.050，S 0.15～0.35，Cr 19.00～21.00，Mo≤2.50，Pb≤0.30，Te≤0.10，Bi≤0.30，Ni≤0.60，Cu≤0.50，V≤0.30，Nb≤0.10，N≤0.060，以及余量的铁。
将盛有76吨不锈钢钢水的钢包放入VOD精炼炉罐内，钢水温度1655℃，钢包空间1280mm，钢水带渣渣厚20mm，不锈钢钢水的化学成分质量百分比：
C 0.30，Si 0.06，Mn 0.05，P 0.035，S 0.016，Cr 20.66，Mo 1.93，Pb 0.001，Te＜0.001，Bi＜0.001，Ni 0.20，Cu 0.11，V 0.10，Nb 0.001，N 0.013，以及余量的铁。
在VOD精炼炉内进行吹氧和搅拌脱碳，包括：在真空度160-70mbar下吹氧420m3，之后在真空度1.0-0.5mbar下、钢包底吹氩搅拌13min。
还原时，加石灰830Kg(CaO含量91％)、石英砂1170Kg(SiO2含量97％)、萤石200kg(CaF2含量92％)、镁球930Kg(MgO含量69％)、硅铁460Kg(Si含量74％)，在真空度小于1.9mbar、钢包底吹氩强度17L/min·t下，搅拌8min；还原结束，钢水温度1592℃，化学成分质量百分比：
C 0.016，Si 0.16，Mn 0.04，P 0.033，S 0.019，Cr 20.53，Mo 1.89，Pb 0.001，Te＜0.001，Bi＜0.001，Ni 0.20，Cu 0.11，V 0.09，Nb 0.001，N 0.011，以及余量的铁。
将不锈钢钢水吊入LF精炼炉工序，经LF精炼炉处理后，浇铸成不锈钢坯料，不锈钢坯料的化学成分质量百分比：
C 0.023，Si 0.42，Mn 1.06，P 0.035，S 0.31，Cr 19.95，Mo 1.83，Pb 0.001，Te0.10，Bi 0.30，Ni 0.18，Cu 0.11，V 0.09，Nb 0.035，N 0.017，以及余量的铁。
该炉钢在VOD精炼炉经过吹氧、搅拌脱碳和还原，钢水中氧含量为296ppm，使不锈钢坯料氧含量达到180ppm，从而提高不锈钢坯料中I类MnS比例，达到了改善易切削性能的效果。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种控制不锈钢钢中氧含量的方法，其特征在于，所述方法包括：
将VOD精炼炉内不锈钢钢水进行吹氧和搅拌脱碳，包括将不锈钢钢水在VOD精炼炉内吹氧后，钢包底吹氩搅拌10-15min；
在VOD精炼炉内加入还原料进行还原，每吨不锈钢钢水所需的还原料包括：5～10kg的CaO、7.5～15kg的SiO2、0～2.5kg的CaF2、3.5～8.5kg的MgO和3.5～4.5kg的Si；
将所述不锈钢钢水再经LF精炼炉处理，浇铸成不锈钢坯料。
2.根据权利要求1所述的控制不锈钢钢中氧含量的方法，其特征在于，在VOD精炼炉内加入还原料还原时，所述VOD精炼炉内的真空度小于2mbar。
3.根据权利要求1所述的控制不锈钢钢中氧含量的方法，其特征在于，在VOD精炼炉内加入还原料还原时，钢包底吹氩强度12.5-20L/min·t。
4.根据权利要求1所述的控制不锈钢钢中氧含量的方法，其特征在于，在VOD精炼炉内加入还原料还原时，搅拌时间为7～12min。
5.根据权利要求1所述的控制不锈钢钢中氧含量的方法，其特征在于，进入所述VOD精炼炉的不锈钢钢水条件为：C 0.2～0.3％，Si≤0.15％，温度≥1590℃，渣厚≤50mm。
6.根据权利要求1所述的控制不锈钢钢中氧含量的方法，其特征在于，不锈钢坯料化学成分质量百分比为：
C 0.01～0.05，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.050，S 0.020～0.30，Cr 16.00～21.00，Mo≤2.50，Ni≤0.60，Cu≤0.50，V≤0.30，Nb≤0.10，N≤0.060，以及余量的铁。
7.根据权利要求1所述的控制不锈钢钢中氧含量的方法，其特征在于，不锈钢坯料化学成分质量百分比为：
C 0.01～0.05，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.050，S 0.15～0.35，Cr 16.00～21.00，Mo≤2.50，Pb≤0.30，Te≤0.10，Bi≤0.30，Ni≤0.60，Cu≤0.50，V≤0.30，Nb≤0.10，N≤0.060，以及余量的铁。
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