CN110819896A - 一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法，包括下述步骤：（1）钢液在AOD转炉中进行脱碳、还原、脱硫处理;(2)出钢后扒渣；（3）LF加石灰、硅石和萤石重新造渣；（4）LF吹氩大搅拌；（5）LF精炼、弱吹；（6）连铸。通过控制炉渣达到控制夹杂物的目的，降低夹杂物的熔点。在铸坯中夹杂物类型为MnO‑SiO2‑Al2O3，平均熔点大约为1250℃，初相为锰铝榴石，属塑性夹杂物。

Description

一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法
技术领域
本发明属于不锈钢冶炼技术领域，尤其涉及一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法。
背景技术
超薄奥氏体不锈钢带（材）由于其力学性能优异、尺寸精度高，广泛应用于航空航天、石油化工、IT行业、医疗器械和精密仪器仪表等高端行业。精密带钢由于附加值较高及当前需求趋势增大等原因成为业内关注的焦点，很多一体化不锈钢企业均进行技术攻关，试图加入精密带钢生产的行列。但是精密奥氏体不锈钢带由于其厚度极薄（一般小于0.3mm）,在轧制过程中因脆性夹杂引起的线性裂纹（Line Sliver）出现的概率增加，对炼钢过程中夹杂物的控制提出了极高的要求。由于品质要求高，技术难度大，国内可以生产的企业较少，大部分需要进口。
奥氏体不锈钢通常为Si/Mn脱氧钢，对于Si/Mn脱氧钢，过分强调超低氧控制既不经济也难以实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法，通过LF造低碱度炉渣降低夹杂物熔点，让钢中夹杂物充分塑性化，球型化，使其在轧制过程能够随基体均匀变形，消除或有效降低夹杂物周围应力集中，这样可以有效降低在轧制过程微裂纹源产生，减少表面线性裂纹，从而提高精密不锈钢带（材）的表面质量。
本发明的技术方案是：一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法，其特征是步骤如下：
a. 将电炉或者脱磷转炉处理后的铁水兑入AOD转炉中，脱碳、还原和脱硫处理，待钢液成分的重量百分比达到下述要求后出钢：C 0.035-0.050％、Si 0.30-0.50％、Mn 1.00-1.30％、P ≤0.04％、Cr 18.0-18.4％、Ni 8.00-8.10％、S ≤0.002％、N 0.04-0.055％，其余为Fe 与不可避免的杂质；
b. 出钢后尽快吊至扒渣站扒渣，扒渣要求渣厚≤40mm。
c. 扒渣后进LF处理，LF进站后加石灰、硅石和萤石重新造渣。石灰和萤石首先加入，石灰加入量15-16kg/t钢，CaF2加入量4-5kg//t钢。通电化渣，温度升高到1600-1650℃时，硅石分批加入，硅石加入量11-12kg/t钢。重新造渣后合金化，氩气流量控制在300～500Nm3/min。
d.炉渣完全化开后，打开旁通吹氩，要求液面大翻，氩气流量控制在800～1000Nm3/min，时间10-15min。
e.大搅拌后，氩气流量调至200～300Nm3/min，吹氩20～30min。当钢水温度为1535℃～1545℃，重量百分比为C 0.040-0.055％、Si 0.35-0.50％、Mn 1.10-1.30％、P ≤0.04％、S ≤0.002％、Ni 8.00-8.10％、Cr 18.05-18.40％、N 0.040-0.055％；其余为Fe与不可避免的杂质时准备弱吹；弱吹15-20min后直接上连铸，弱吹氩气流量为50～100Nm3/min。
f.将步骤e所得钢液铸成钢坯，得到精密压延用超薄奥氏体不锈钢产品。
所述的脱碳、还原、脱硫处理是在AOD转炉中，侧顶复吹氧气脱碳，分阶段脱碳，在吹炼过程中分批加入高碳铬铁和石灰，加入量为每吨钢液加高碳铬铁400～420kg/t钢，石灰110～120kg/ t钢；当钢液碳重量百分含量小于0.035％时结束脱碳，然后加入20-22kg/t钢硅铁、18-20kg/ t钢硅锰和20-22kg/ t钢萤石进行还原，还原5min 后进行脱硫，脱硫阶段加入石灰15～16kg/ t钢，萤石5～6kg/ t钢，待钢液成分的重量百分比达到要求后出钢。
所述步骤f为连铸铸坯，连铸过热度30-45℃，拉速1.00～1.10m/min。
本发明的有益效果是：采用低碱度炉渣冶炼奥氏体不锈钢，通过控制炉渣达到控制夹杂物的目的，降低夹杂物的熔点。LF精炼不采用钙处理，进入到中间包后，夹杂物由Al2O3-CaO-SiO2类型转变为MnO-SiO2-Al2O3类型。在铸坯中夹杂物也为MnO-SiO2-Al2O3类型，夹杂物的平均熔点大约为1250℃，初相为锰铝榴石，属塑性夹杂物。夹杂物在轧制过程能够随基体均匀变形，消除或有效降低夹杂物周围应力集中，解决了奥氏体不锈钢表面线性裂纹（Line Sliver）缺陷问题，可以生产出表面优良的0.3mm以下薄规格精密压延材。
另外LF炉重新造渣的过程中，先加入石灰、萤石，等温度升高后再加入硅石，可以避免由于硅石熔点高，造渣困难的问题。
具体实施方式
实施例1
钢种为304奥氏体不锈钢，一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法，包括以下步骤：
1. 钢液在AOD转炉中进行脱碳、还原、脱硫处理
在吹炼过程中分批加入高碳铬铁和石灰，加入量为每吨钢液加高碳铬铁400kg/t钢，石灰110kg/ t钢；当钢液碳含量小于0.035％时结束脱碳，然后加入20kg/ t钢硅铁、18kg/ t钢硅锰和20kg/ t钢萤石进行还原，还原5min 后进行脱硫，脱硫阶段加入石灰15kg/ t钢，萤石5kg/ t钢，待钢液成分的重量百分比达到要求后出钢。
钢液成分为：
C 0.035％、Si 0.30％、Mn 1.00％、P 0.04％、Cr 18.0％、Ni 8.00%、S 0.002％、N0.04％，其余为Fe 与不可避免的杂质；
2.扒渣
出钢后尽快吊至扒渣站扒渣，渣厚为40mm。
3.LF重新造渣
扒渣后进LF处理，LF进站后加石灰、硅石和萤石重新造渣。石灰和萤石首先加入，石灰加入量15kg/t钢，CaF2加入量4kg//t钢。通电化渣，温度升高到1650℃时，硅石分批加入，硅石加入量11kg/t钢。重新造渣后合金化，氩气流量控制在300Nm3/min。
4. 吹氩大搅拌
炉渣完全化开后，打开旁通吹氩，要求液面大翻，氩气流量控制在800Nm3/min，时间15min。
5. LF精炼、弱吹
大搅拌后，氩气流量调至200Nm3/min，吹氩20min。当钢水温度为1535℃，重量百分比为C 0.040％、Si 0.35％、Mn 1.10％、P 0.04％、S 0.002％、Ni 8.00％、Cr 18.05％、N0.040％；其余为Fe 与不可避免的杂质时准备弱吹；弱吹15min后直接上连铸，弱吹氩气流量为50Nm3/min。
6.连铸
将步骤5所得钢液铸成钢坯，得到精密压延用超薄奥氏体不锈钢产品。连铸过热度30℃，拉速1.00m/min。
实施例2
钢种为304奥氏体不锈钢，一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法，包括以下步骤：
1. 钢液在AOD转炉中进行脱碳、还原、脱硫处理
将95t铁水注入到AOD转炉中，侧顶复吹氧气进行脱碳。根据兑入的铁水碳含量及炼钢行业通用的计算机模拟计算，确定各阶段吹氧量，各脱碳期在吹氧量达到设定值后，进入下一个脱碳期，在吹炼过程中分批加入高碳铬铁和石灰，加入量为每吨钢液加高碳铬铁420kg/t钢，石灰120kg/ t钢；当钢液碳含量小于0.035％时结束脱碳，然后加入22kg/ t钢硅铁、20kg/ t钢硅锰和22kg/ t钢萤石进行还原，还原5min 后进行脱硫，脱硫阶段加入石灰16kg/ t钢，萤石6kg/ t钢，待钢液成分的重量百分比达到要求后出钢。
钢液成分为：
C 0.04％、Si 0.50％、Mn 1.30％、P 0.035％、Cr 18.4％、S 0.0015％、N 0.045％，其余为Fe 与不可避免的杂质；
2.扒渣
出钢后尽快吊至扒渣站扒渣，渣厚为35mm。
3.LF重新造渣
扒渣后进LF处理，LF进站后加石灰、硅石和萤石重新造渣。石灰和萤石首先加入，石灰加入量16kg/t钢，CaF2加入量5kg//t钢。通电化渣，温度升高到1600℃时，硅石分批加入，硅石加入量12kg/t钢。重新造渣后合金化，氩气流量控制在500Nm3/min。
4. 吹氩大搅拌
炉渣完全化开后，打开旁通吹氩，要求液面大翻，氩气流量控制在1000Nm3/min，时间10min。
5. LF精炼、弱吹
大搅拌后，氩气流量调至300Nm3/min，吹氩30min。当钢水温度为1545℃，重量百分比为C 0.050％、Si 0.50％、Mn 1.30％、P 0.035％、S 0.0015％、Ni 8.10％、Cr 18.40％、N0.045％；其余为Fe 与不可避免的杂质时准备弱吹；弱吹20min后直接上连铸，弱吹氩气流量为100Nm3/min。
6.连铸
将步骤5所得钢液铸成钢坯，得到精密压延用超薄奥氏体不锈钢产品。连铸过热度35℃，拉速1.10m/min。
实施例3
钢种为304奥氏体不锈钢，一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法，包括以下步骤：
1. 钢液在AOD转炉中进行脱碳、还原、脱硫处理
将92t铁水注入到AOD转炉中，侧顶复吹氧气进行脱碳。根据兑入的铁水碳含量及炼钢行业通用的计算机模拟计算，确定各阶段吹氧量，各脱碳期在吹氧量达到设定值后，进入下一个脱碳期，在吹炼过程中分批加入高碳铬铁和石灰，加入量为每吨钢液加高碳铬铁410kg/t钢，石灰115kg/ t钢；当钢液碳含量小于0.035％时结束脱碳，然后加入21kg/ t钢硅铁、19kg/ t钢硅锰和21kg/ t钢萤石进行还原，还原5min 后进行脱硫，脱硫阶段加入石灰15.5kg/ t钢，萤石5.5kg/ t钢，待钢液成分的重量百分比达到要求后出钢。钢液成分为：
C 0.05％、Si 0.40％、Mn 1.20％、P 0.037％、Cr 18.2％、S 0.0018％、Ni 8.05%、N0.055％，其余为Fe 与不可避免的杂质；
2.扒渣
出钢后尽快吊至扒渣站扒渣，渣厚为30mm。
3.LF重新造渣
扒渣后进LF处理，LF进站后加石灰、硅石和萤石重新造渣。石灰和萤石首先加入，石灰加入量15.5kg/t钢，CaF2加入量4.6kg//t钢。通电化渣，温度升高到1620℃时，硅石分批加入，硅石加入量11.2kg/t钢。重新造渣后合金化，氩气流量控制在400Nm3/min。
4. 吹氩大搅拌
炉渣完全化开后，打开旁通吹氩，要求液面大翻，氩气流量控制在900Nm3/min，时间12min。
5. LF精炼、弱吹
大搅拌后，氩气流量调至250Nm3/min，吹氩25min。当钢水温度为1540℃，重量百分比为C 0.055％、Si 0.45％、Mn 1.25％、P 0.037％、S 0.0018％、Ni 8.05％、Cr 18.20％、N0.055％；其余为Fe 与不可避免的杂质时准备弱吹；弱吹16min后直接上连铸，弱吹氩气流量为60Nm3/min。
6.连铸
将步骤5所得钢液铸成钢坯，得到精密压延用超薄奥氏体不锈钢产品。连铸过热度40℃，拉速1.05m/min。

Claims (3)

1.一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法，其特征是步骤如下：a. 将电炉或者脱磷转炉处理后的铁水兑入AOD转炉中，脱碳、还原和脱硫处理，待钢液成分的重量百分比达到下述要求后出钢：C 0.035-0.050％、Si 0.30-0.50％、Mn 1.00-1.30％、P ≤0.04％、Cr 18.0-18.4％、Ni 8.00-8.10％、S ≤0.002％、N 0.04-0.055％，其余为Fe 与不可避免的杂质；
b. 出钢后尽快吊至扒渣站扒渣，扒渣要求渣厚≤40mm；
c. 扒渣后进LF处理，LF进站后加石灰、硅石和萤石重新造渣，石灰和萤石首先加入，石灰加入量15-16kg/t钢，CaF2加入量4-5kg//t钢，通电化渣，温度升高到1600-1650℃时，硅石分批加入，硅石加入量11-12kg/t钢，重新造渣后合金化，氩气流量控制在300～500Nm3/min；
d.炉渣完全化开后，打开旁通吹氩，要求液面大翻，氩气流量控制在800～1000Nm3/min，时间10-15min；
e.大搅拌后，氩气流量调至200～300Nm3/min，吹氩20～30min；当钢水温度为1535℃～1545℃，重量百分比为C 0.040-0.055％、Si 0.35-0.50％、Mn 1.10-1.30％、P ≤0.04％、S≤0.002％、Ni 8.00-8.10％、Cr 18.05-18.40％、N 0.040-0.055％；其余为Fe 与不可避免的杂质时准备弱吹；弱吹15-20min后直接上连铸，弱吹氩气流量为50～100Nm3/min；
f.将步骤e所得钢液铸成钢坯，得到精密压延用超薄奥氏体不锈钢产品。
2.根据权利要求1所述的精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法，其特征是：所述的脱碳、还原、脱硫处理是在AOD转炉中，侧顶复吹氧气脱碳，分阶段脱碳，在吹炼过程中分批加入高碳铬铁和石灰，加入量为每吨钢液加高碳铬铁400～420kg/t钢，石灰110～120kg/ t钢；当钢液碳重量百分含量小于0.035％时结束脱碳，然后加入20-22kg/t钢硅铁、18-20kg/ t钢硅锰和20-22kg/ t钢萤石进行还原，还原5min 后进行脱硫，脱硫阶段加入石灰15～16kg/ t钢，萤石5～6kg/ t钢，待钢液成分的重量百分比达到要求后出钢。
3.根据权利要求1所述的精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法，其特征是：所述步骤f为连铸铸坯，连铸过热度30-40℃，拉速1.00～1.10m/min。
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