CN110982982A - 一种含钛奥氏体不锈钢的lf精炼方法 - Google Patents

一种含钛奥氏体不锈钢的lf精炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，包括下述步骤：（1）将AOD处理后的钢液出钢至钢包；（2）吊至扒渣站扒除炉渣;（3）LF进站铝脱氧、钙处理；(4)LF加高钛精炼渣和石灰造渣；（5）LF钛合金化；（6）LF确认成分和温度、弱吹出站；（7）连铸。本发明在在LF精炼过程中加入高钛精炼渣，提前使炉渣中TiO2饱和，提高了炉渣中TiO2的活度，抑制了钛的氧化反应。采用高钛精炼渣和石灰造渣，化渣速度快，避免了萤石造成的职业危害。同时采取铝脱氧‑钙处理‑钛合金化的工艺路线，防止或抑制了在生产过程中高熔点夹杂物的形成，提高了产品质量。

Description

一种含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法
技术领域
本发明属于不锈钢冶炼技术领域，尤其涉及一种含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法。
背景技术
含钛奥氏体不锈钢是在304不锈钢基础上加入Ti元素，由于Ti和C的亲和力大，钢中的C首先与Ti形成TiC，抑制了Cr与C元素形成碳化铬而造成的贫铬问题，从而提高其耐蚀性能。
含钛奥氏体不锈钢主要用于高温抗氢环境、化工、压力容器等领域。钛是容易氧化的元素，生产过程中存在的最大问题是在LF精炼过程中，钛被氧化进入炉渣中，从而导致钛的收得率低。此外，含钛奥氏体不锈钢生产过程中易因Ti的氮化物、氧化物的大量生成而在连铸浇注过程中出现水口结瘤，结晶器结鱼等问题，进而影响正常浇铸及后续产品质量，最终导致在不锈钢中板、冷轧薄板轧制过程中出现夹杂、线鳞等质量缺陷，严重时会导致断浇或板卷整体判废的质量事故。
目前，在LF精炼过程中一般加入石灰、萤石和CaO-Al2O3基精炼渣造渣，但是钛的收得率低，此外生产工人接触含萤石的混合性粉尘,可引起矽肺及氟的职业危害。含钛奥氏体不锈钢生产过程中产生的Al2O3-MgO、Al2O3-MgO-TiOx熔点较高，容易沉积在浸入式水口内部造成水口堵塞，影响最终产品的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，提高钛的收得率，同时防止或抑制了在生产过程中高熔点夹杂物的形成，提高了产品质量，并防止连铸过程中中间包水口堵塞，保证了生产的顺利进行。
本发明的技术方案是：一种含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，步骤如下：
a.将AOD炉处理后的钢液出钢至钢包，钢液按重量百分比的具体成分为：C 0.015-0.025％、Si 0.50-0.60％、Mn 1.10-1.30％、P ≤0.03％、Cr 17.1-17.4％、Ni 9.1-9.3%、S≤0.002％、N ≤0.01％，其余为Fe与不可避免的杂质；
b. 炉渣站扒除炉渣：将钢包吊运至扒渣站，进行扒渣处理，炉渣厚度≤30mm；
c.LF进站铝脱氧、钙处理：将钢包运至LF炉，进站后吹氩3～5分钟，氩气流量控制在100～150NL/min，吹氩同时喂入铝线，铝含量控制范围：0.02-0.03%，5min后喂入钙线进行钙处理；
d.LF造渣：加高钛精炼渣、石灰造渣，加造渣料时氩气流量500～800NL/min，加入量为高钛精炼渣9.0～10.0kg/t、石灰12.0～13.0kg/t；对LF通电，钢水温度升至1580℃～1600℃；炉渣化好后，氩气流量控制在300～500NL/min，吹氩10～15min；
e.LF钛合金化：氩气流量控制在300～500NL/min，喂入钛线，钛的收得率按80％计算，喂入钛线130-150米/吨；然后氩气流量调至200～300NL/min，吹氩20～30min；当钢水温度为1550℃～1560℃，重量百分比为C 0.025-0.035％、Si 0.50-0.65％、Mn 1.10-1.30％、P≤0.03％、S ≤0.001％、Cr 17.1-17.4％、Ni 9.1-9.3%、Ti 0.25-0.35％、N ≤0.013％；其余为Fe与不可避免的杂质时，调节氩气流量为100～200NL/min，吹氩15～20分钟：然后出钢至钢包；
f. 将步骤e所得钢液铸成钢坯，得到含钛奥氏体不锈钢产品。
进一步的是：AOD炉出钢前打开钢包底吹氩，对钢包进行清洗，钢包烘烤至700～900℃，清洗后将钢水在1640℃～1680℃时从AOD炉快速倒入烘烤好的钢包内。
进一步的是：所述LF进站后，先喂入铝线脱氧：喂铝线1.0～1.2米/吨钢，后喂硅钙线进行钙处理:喂硅钙线3.0～4.0米/吨钢，喂线速度2.0-3.0m/s。
所述步骤b钢包内炉渣较稀时，加适量石灰后继续扒渣。
优选的是：步骤d LF造渣使用的高钛精炼渣，按重量百分比的具体成分为Al2O367.9%， CaO 12.7%，SiO2 2.5%，TiO2 15.2%，MgO 1.2%，Fe2O3 0.4%， C 0.1%。
所述步骤f为连铸铸坯，连铸过热度45-55℃，拉速1.00～1.10m/min。
本发明的有益效果是：此种含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，在LF精炼过程中加入高钛精炼渣，提前使炉渣中TiO2饱和，提高了炉渣中TiO2的活度，抑制了钛的氧化反应。此种含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，炉渣碱度高，降低了平衡氧含量，减少了钛的氧化，降低了夹杂物中TiOx含量。同时采取铝脱氧-钙处理-钛合金化的工艺路线，防止或抑制了在生产过程中有害夹杂物镁铝尖晶石的形成，提高了产品质量，并防止连铸过程中中间包水口堵塞，保证了生产的顺利进行。采用高钛精炼渣和石灰造渣，化渣速度快，取消了萤石，避免了萤石造成的职业危害。
附图说明
图1为本发明实施例1生产的钢种321含钛奥氏体不锈钢中间包中夹杂物显微照片；
图2为本发明实施例2生产的钢种321含钛奥氏体不锈钢中间包中夹杂物显微照片；
图3为本发明实施例3生产的钢种321含钛奥氏体不锈钢中间包中夹杂物显微照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
钢种321含钛奥氏体不锈钢，含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，包括以下步骤：
1.将AOD炉处理后的钢液出钢至钢包。AOD炉出钢前打开钢包底吹氩，对钢包进行清洗，钢包烘烤至700℃，清洗后将钢水在1640℃时从AOD炉快速倒入烘烤好的钢包内。处理后钢液成分的重量百分比为：
C:0.015％、Si:0.50％、Mn:1.10％、P:0.03％、Cr:17.1％、Ni:9.1%、S:0.002％、N≤0.01％，其余为Fe与不可避免的杂质；
2.吊至扒渣站扒除炉渣：将钢包运至扒渣站，进行扒渣处理,炉渣厚度：30mm；
3.LF进站铝脱氧、钙处理：将钢包运至LF炉，进站后吹氩3分钟，氩气流量控制在100NL/min。吹氩同时喂入铝线脱氧，喂铝线1.0米/吨钢，5min后喂硅钙线进行钙处理，喂硅钙线3.0米/吨钢,喂线速度2.0m/s；
4.LF造渣：加高钛精炼渣、石灰造渣，加造渣料时氩气流量500NL/min，加入量为高钛精炼渣9.0kg/t、石灰12.0kg/t；对LF通电，钢水温度升至1580℃℃；炉渣化好后，氩气流量控制在300NL/min，吹氩10min，
5.LF钛合金化：氩气流量控制在300NL/min,喂入钛线，钛的收得率按80％计算，喂入钛线130米/吨；然后氩气流量调至200NL/min，吹氩20min；当钢水温度为1550℃，重量百分比为C 0.025％、Si 0.50％、Mn 1.10％、P 0.03％、S 0.001％、Cr 17.1％、Ni 9.1%、Ti0.25％、N 0.013％；其余为Fe与不可避免的杂质时，调节氩气流量为100NL/min，吹氩15分钟：然后出钢至钢包；
6.连铸：将钢液运至连铸平台进行浇铸，得到含钛奥氏体不锈钢产品。连铸过热度45℃，拉速1.00m/min。
图1为实施例1生产的钢种321含钛奥氏体不锈钢中间包中夹杂物照片。从图中可以看出，夹杂物尺寸小于10微米。
实施例2
钢种321含钛奥氏体不锈钢，含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，包括以下步骤：
1.将AOD炉处理后的钢液出钢至钢包。AOD炉出钢前打开钢包底吹氩，对钢包进行清洗，钢包烘烤至900℃，清洗后将钢水在1680℃时从AOD炉快速倒入烘烤好的钢包内。处理后钢液成分的重量百分比为：
C：0.025％、Si：0.60％、Mn：1.30％、P：0.027％、Cr：17.4％、Ni：9.3%、S：0.0015％、N：0.009％，其余为Fe与不可避免的杂质；
2.吊至扒渣站扒除炉渣：将钢包运至扒渣站，进行扒渣处理,炉渣厚度：20mm；
3.LF进站铝脱氧、钙处理：将钢包运至LF炉，进站后吹氩5分钟，氩气流量控制在150NL/min。先喂入铝线脱氧，喂铝线1.2米/吨钢，后喂硅钙线进行钙处理，喂硅钙线4.0米/吨钢,喂线速度3.0m/s；
4.LF造渣：加高钛精炼渣、石灰造渣，加造渣料时氩气流量800NL/min，加入量为精炼渣10.0kg/t、石灰13.0kg/t；对LF通电，钢水温度升至1600℃；炉渣化好后，氩气流量控制在500NL/min，吹氩15min，
5.LF钛合金化：氩气流量控制在500NL/min,喂入钛线，钛的收得率按80％计算，喂入钛线150米/吨；然后氩气流量调至300NL/min，吹氩30min；当钢水温度为1560℃，重量百分比为C 0.035％、Si 0.65％、Mn 1.30％、P 0.027％、S 0.0009％、Cr 17.4％、Ni 9.3%、Ti0.35％、N 0.011％；其余为Fe与不可避免的杂质时，调节氩气流量为200NL/min，吹氩20分钟：然后出钢至钢包；
6.将钢液运至连铸平台进行浇铸，得到含钛奥氏体不锈钢产品。连铸过热度55℃，拉速1.10m/min。
图2为本发明实施例2生产的钢种321含钛奥氏体不锈钢中间包中夹杂物照片。从图中可以看出，夹杂物尺寸小于10微米。
实施例3
钢种321含钛奥氏体不锈钢，含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，包括以下步骤：
1.将AOD炉处理后的钢液出钢至钢包。AOD炉出钢前打开钢包底吹氩，对钢包进行清洗，钢包烘烤至800℃，清洗后将钢水在1660℃时从AOD炉快速倒入烘烤好的钢包内。处理后钢液成分的重量百分比为：
C：0.022％、Si：0.54％、Mn：1.20％、P：0.025％、Cr：17.2％、Ni：9.2%、S：0.0012％、N：0.008％，其余为Fe与不可避免的杂质；
2.吊至扒渣站扒除炉渣：将钢包运至扒渣站，进行扒渣处理,炉渣厚度：25mm；
3.LF进站铝脱氧、钙处理：将钢包运至LF炉，进站后吹氩4分钟，氩气流量控制在120NL/min。先喂入铝线脱氧，喂铝线1.1米/吨钢，后喂硅钙线进行钙处理，喂硅钙线3.5米/吨钢,喂线速度2.5m/s；
4.LF造渣：加高钛精炼渣、石灰造渣，加造渣料时氩气流量600NL/min，加入量为精炼渣9.5kg/t、石灰12.4kg/t；对LF通电，钢水温度升至1590℃；炉渣化好后，氩气流量控制在400NL/min，吹氩13min，
5.LF钛合金化：氩气流量控制在400NL/min,喂入钛线，钛的收得率按80％计算，喂入钛线140米/吨；然后氩气流量调至250NL/min，吹氩25min；当钢水温度为1556℃，重量百分比为C 0.03％、Si 0.54％、Mn 1.20％、P 0.025％、S 0.0008％、Cr 17.2％、Ni 9.2%、Ti0.29％、N 0.01％；其余为Fe与不可避免的杂质时，调节氩气流量为150NL/min，吹氩18分钟：然后出钢至钢包；
6.将钢液运至连铸平台进行浇铸，得到含钛奥氏体不锈钢产品。连铸过热度50℃，拉速1.05m/min。
图3为本发明实施例3生产的钢种321含钛奥氏体不锈钢中间包中夹杂物照片。从图中可以看出，夹杂物尺寸小于10微米。

Claims (6)

1.一种含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，其特征是步骤如下：
a.将AOD炉处理后的钢液出钢至钢包，钢液按重量百分比的具体成分为：C 0.015-0.025％、Si 0.50-0.60％、Mn 1.10-1.30％、P ≤0.03％、Cr 17.1-17.4％、Ni 9.1-9.3%、S≤0.002％、N ≤0.01％，其余为Fe与不可避免的杂质；
b. 炉渣站扒除炉渣：将钢包吊运至扒渣站，进行扒渣处理，炉渣厚度≤30mm；
c.LF进站铝脱氧、钙处理：将钢包运至LF炉，进站后吹氩3～5分钟，氩气流量控制在100～150NL/min，吹氩同时喂入铝线，铝含量控制范围：0.02-0.03%，后喂入钙线进行钙处理；
d.LF造渣：加高钛精炼渣、石灰造渣，加造渣料时氩气流量500～800NL/min，加入量为高钛精炼渣9.0～10.0kg/t、石灰12.0～13.0kg/t；对LF通电，钢水温度升至1580℃～1600℃；炉渣化好后，氩气流量控制在300～500NL/min，吹氩10～15min；
e.LF钛合金化：氩气流量控制在300～500NL/min，喂入钛线，钛的收得率按80％计算，喂入钛线130-150米/吨；然后氩气流量调至200～300NL/min，吹氩20～30min；当钢水温度为1550℃～1560℃，重量百分比为C 0.025-0.035％、Si 0.50-0.65％、Mn 1.10-1.30％、P≤0.03％、S ≤0.001％、Cr 17.1-17.4％、Ni 9.1-9.3%、Ti 0.25-0.35％、N ≤0.013％；其余为Fe与不可避免的杂质时，调节氩气流量为100～200NL/min，吹氩15～20分钟：然后出钢至钢包；
f. 将步骤e所得钢液铸成钢坯，得到含钛奥氏体不锈钢产品。
2.如权利要求1所述的含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，其特征是：AOD炉出钢前打开钢包底吹氩，对钢包进行清洗，钢包烘烤至700～900℃，清洗后将钢水在1640℃～1680℃时从AOD炉快速倒入烘烤好的钢包内。
3.如权利要求1所述的含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，其特征是：所述LF进站后，先喂入铝线脱氧：喂铝线1.0～1.2米/吨钢，后喂硅钙线进行钙处理:喂硅钙线3.0～4.0米/吨钢，喂线速度2.0-3.0m/s。
4.如权利要求1所述的含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，其特征是：所述步骤b钢包内炉渣较稀时，加适量石灰后继续扒渣。
5. 如权利要求1所述的含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，其特征是：步骤d LF造渣使用的高钛精炼渣，按重量百分比的具体成分为Al2O3 67.9%，CaO 12.7%，SiO2 2.5%，TiO215.2%，MgO 1.2%，Fe2O3 0.4%，C 0.1%。
6.如权利要求1所述的含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，其特征是：所述步骤f为连铸铸坯，连铸过热度45-55℃，拉速1.00～1.10m/min。
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