CN113106322B - 一种超纯铁素体不锈钢冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超纯铁素体不锈钢冶炼方法，涉及金属冶炼技术领域，通过采用两个真空罐、底座、旋转装置、多个支撑结构、钢包水冷炉盖、多个驱动装置、真空抽气装置、导轨、框架导轨车等等构成一个循环系统，实现了LF炉和VD真空炉的工艺整合，并利用整合后的设备进行纯铁素体不锈钢，通过在电弧炉熔炉过程中控制出钢C和Si含量、在AOD炉中有效脱C等操作，实现了C+N含量≤0.015％的目的，同时在纯铁素体不锈钢中加入了Mo或Ti或Nb或其中的多种组合方式，可有效满足多种性能需求。

Description

一种超纯铁素体不锈钢冶炼方法

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，具体为一种超纯铁素体不锈钢冶炼方法。

背景技术

铁素体不锈钢主要应用于汽车排气系统，其中的Cr含量一般为12％～30％，它具有比奥氏体不锈钢更好的抗应力腐蚀性能和抗高温氧化性能，铁素体不锈钢材料中不可避免和含有少量C、N元素，C、N元素为强烈奥氏体生成元素，会造成材料中存在部分残余奥氏体组织，从而导致冲击韧性下降，脆性增加，在生产中的应用受到了很大的限制。

近年来，中国汽车进入大众消费时代，中国燃油S含量偏高，造成汽车排气系统腐蚀，使用寿命低。排气系统零部件所要求的耐腐蚀性能和耐热性能越来越高，所用材料正在从铸铁和镀铝碳钢向超纯铁素体不锈钢方向发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种超纯铁素体不锈钢冶炼方法，以解决现有技术中纯铁素体不锈钢性能满足不了需求的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

提供一种超纯铁素体不锈钢冶炼方法，组成所述超纯铁素体不锈钢元素质量百分比为：Si≤1.00％，Mn≤1.00％，P≤0.040％，S≤0.030％，Cr：10.00％～32.50％，Ni：0～1.00％，C+N≤0.015％，且含有第一组到第三组中的任意一组或多组元素，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，其中第一组：Mo：0～2.5％；第二组：Ti：0～1.0％，第三组：Nb：0～1.0％；所述超纯铁素体不锈钢冶炼方法为：

步骤1、设备布置

首先准备两个真空罐和一个底座，两个所述真空罐和所述底座在水平面上呈等腰直角三角形结构位置关系分布，且所述底座处于等腰直角三角形结构中的直角点所在位置上，所述底座的顶部固定安装有旋转装置，所述旋转装置的顶部固定安装有竖直支撑结构，所述竖直支撑结构的顶端连接有与其相互垂直的第一水平支撑结构的一端，且第一水平支撑结构的另一端上通过第一驱动装置吊挂有开口向下的钢包水冷炉盖，所述竖直支撑结构上还安装有安装架，所述安装架上方设置有可被升降液压缸驱动上下行的可升降支撑结构，所述可升降支撑结构的顶端和其垂直的第二水平支撑结构的一端连接，第二水平支撑结构的另一端上安装有竖直设置的石墨电极，石墨电极通过水冷软电缆与变压器站电源连接，钢包水冷炉盖上开设有用于石墨电极穿行的电极孔；每个所述真空罐的两侧分别设置有一个导轨，同一个真空罐两侧的两个导轨相互平行并构成一个导轨组，每个导轨组上均架设一个可在其上滑行的框架导轨车，每个框架导轨车顶部横梁的中心处分别通过一个第二驱动装置吊挂有一个真空罐盖；还设置有真空抽气装置，所述真空抽气装置与两个真空罐分别通过一个抽气管道连接，且每个抽气管道上分别安装有一个真空阀门；

将两个真空罐编号并分别为一号罐和二号罐，初始时钢包水冷炉盖设置在二号罐的正上方，且加热电极未插入二号罐内；

步骤2、设备布置完成后进行配料，即按照超纯铁素体不锈钢化学成分进行粗配使主元素接近钢种目标要求，且配料中，C≥2.0％，Si：1.0％～1.2％，并配加必要的石灰；

步骤3、电弧炉熔炼

将准备的配料投入电弧炉中融化成钢水，且控制所得钢水中C≥1.5％，Si≤0.6％；

步骤4、将步骤3所得钢水兑入AOD炉，然后取样分析成分，根据成分配加合金，根据CaO/SiO2＝2.0～2.8％加入石灰，控制渣系中CaO：45％～50％，MgO：10％～13％，SiO2：18～23％，Al2O3：3～8％，C含量脱至0.01％以下时二次取样分析成分，分析出准确的C含量，计算剩余脱C所需的氧含量，采用1:10～1:12的氧气、氩气比例进行深度脱C，终点C含量控制在0.003％以下；根据二次取样分析结果计算预还原硅铁加入量，硅铁按照5:2的比例分成第一批硅铁和第二批硅铁，第一批硅铁加入之后，采用1:15～1:18的氧气、氩气比例进行带氧预还原，防止硅铁中夹带的C进入钢水造成钢水C含量偏高，第一批硅铁加入后搅拌5～8min之后，加入第二批硅铁，采用纯氩气搅拌，搅拌时间不低于3-5min，之后进行取样、扒渣、还原作业，AOD炉出钢时C≤0.005％，N元素脱至0.025％～0.030％范围内，出钢温度不小于1620℃，且AOD炉精炼过程中全程使用氩气作为辅助气体；

步骤5、将AOD炉所出钢水兑入钢包后利用行车吊运至一号罐内，钢包坐稳后，旋转装置动作，令加热电极运动到一号罐上方；

步骤6、开启第一驱动装置令钢包水冷炉盖下行至封闭对应真空罐内钢包的顶部，之后开启升降液压缸经可升降支撑结构令石墨电极下行至钢包内，然后送电升温且在此过程中钢包底吹氩气流量在120～150Nm³/h，直至钢水温度升至1660～1680℃；

步骤7、同时提升钢包水冷炉盖和石墨电极，且此时二号罐内已坐稳含有步骤4所得钢水的钢包，然后开启旋转装置，带动钢包水冷炉盖和石墨电极运动到二号罐正上方，对二号罐重复步骤6的操作；

步骤8、在钢包水冷炉盖和石墨电极被提升并旋转离开一号罐后，令与一号罐对应的框架导轨车运动，使得对应的真空罐盖运动到其上方，然后开启对应第二驱动装置令真空罐盖下行至封闭一号罐顶部，进行密封处理后，开启真空抽气装置和与一号罐连通的抽气管道上的真空阀门并关闭与二号罐连通的抽气管道上的真空阀门，进行抽真空作业，在真空脱气作业过程中，可从真空罐盖上的观察孔观察内部情况，当真空度67-150Pa状态下保持20-25min，使钢液中的N能够被充分排出，确保破真空之后N≤0.008％，当满足真空冶炼条件后，通过第二驱动装置提升真空罐盖进行破空作业后移开对应的框架导轨车，完成VD炉的真空脱气精炼，对钢水测温取样；并且当超纯铁素体不锈钢的组成成分中含有第二组所示元素时进行步骤10，否则进行步骤9；

步骤9、然后将钢包吊运出一号罐进行铸模浇筑；

步骤10、根据步骤8破空后测温取样数据，计算所需Ti量后喂入步骤8所得钢水中后进行步骤9；

步骤11、二号罐完成步骤6后重复进行步骤8-10。

进一步，若步骤8或步骤10中破空作业后钢水温度低于铸模需要的温度，则进行步骤12：

旋转装置动作，令钢包水冷炉盖运动到对应真空罐正上方，开启第一驱动装置令钢包水冷炉盖下行至封闭对应真空罐内钢包的顶部，之后开启升降液压缸经可升降支撑结构令石墨电极下行至钢包内，送电升温，待温度合格进行步骤9。

进一步，同一个真空罐两侧的两个导轨分别与等腰直角三角形结构中临近的直角边相互垂直。

进一步，还设置有合金辅料区，且合金辅料区设置位置与两个真空罐和底座在水平面上构成矩形结构，所述真空抽气装置设在合金辅料区内。

本发明相比现有技术具有以下优点：

将LF炉和VD真空炉的工艺整合到一道工序，钢包的转吊次数减少，缩短钢包的滞留期的氧化时间，降低了钢包在转吊中的热能损耗，特别是一套真空抽气装置实现两套真空罐供用，减少了设备投资造价，减低设备的维护成本。本技术方法不受冶炼流程和钢种限制，工艺操作灵活性，适用于多种钢的生产，技术覆盖面广；且本发明得到的纯铁素体不锈钢其C+N含量不超过0.015％，同时配加适当的Mo或Ti或Nb或其中的多种组合方式，可达到材料需要的各种性能，C+N≤0.015％，可降低材料中的残余奥氏体含量；Ti和Nb元素在材料中有固C、N作用，同时Ti和Nb能够提高材料的耐高温腐蚀能力，防止材料在高温条件下产生晶间腐蚀；Mo元素有助于提高材料的耐酸碱腐蚀能力，尤其是耐电腐蚀能力，为后续汽车排气系统成品加工提供了原料保障。

附图说明

图1为实施例一中提供的一种高效冶炼装置俯视图；

图2为实施例一中提供的将钢包水冷炉盖和加热电极插入真空罐内钢包的工作状态示意图；

图3为实施例一中提供的将真空罐盖覆盖在真空罐上的工作状态示意图。

图中：1、真空罐；2、底座；3、旋转装置；4、竖直支撑结构；5、第一水平支撑结构；6、第一驱动装置；7、钢包水冷炉盖；8、安装架；9、可升降支撑结构；10、第二水平支撑结构；11、加热电极；12、导轨；13、框架导轨车；14、第二驱动装置；15、真空罐盖；16、真空抽气装置；17、抽气管道；18、真空阀门；19、合金辅料区。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

实施例1

结合图1-3，本实施例提供一种合金钢的高效冶炼装置，包括两个真空罐1和一个底座2，两个真空罐1和底座2在水平面上呈等腰直角三角形结构分布，且底座2处于等腰直角三角形结构中的直角点所在位置上，底座2的顶部固定安装有旋转装置3，旋转装置3可为电机通过齿轮啮合带动的转盘结构，其只需要能够带动其上的设备进行旋转运动便可；在旋转装置3的顶部固定安装有竖直支撑结构4(为撑杆等结构)，竖直支撑结构4的顶部连接有与其相互垂直的第一水平支撑结构5(在本实施例中具体为水平板)的一端，且第一水平支撑结构5的另一端上通过第一驱动装置6吊挂有开口向下的钢包水冷炉盖7，竖直支撑结构4和第一水平支撑结构5构成倒L型结构，第一驱动装置6具体为电机结合绕线盘构成的收放结构(结合图1-3，在本实施例中其通过两组锁链驱动钢包水冷炉盖7上下行)，其只需要能够达到带动钢包水冷炉盖7上下行便可；

特别的，在本实施例中，当旋转装置3经竖直支撑结构4和第一水平支撑结构5旋转运动时，钢包水冷炉盖7在运动的过程中可分别运动至两个真空罐1的正上方，且此时，第一驱动装置6可带动钢包水冷炉盖7下行到对应真空罐1内钢包的顶部并对其进行封闭，也可上行脱离对应真空罐1；

从而通过上述设置，可实现一个设备为两个真空罐1内钢包提供封闭作业，提供了作业效率，同时降低了设备制造成本，也提高了设备空间利用率；

特别的，在真空罐1被钢包水冷炉盖7封闭后需要对其进行精炼，需要用到石墨电极11，因此，在本实施例中，在竖直支撑结构4上安装有安装架8，安装架8的目的在于安装升降液压缸，升降液压缸的输出轴竖直向上且其顶部安装有可升降支撑结构9(在本实施例中为撑杆结构，升降液压缸带动其进行上下行运动)，可升降支撑结构9的顶端连接有水平设置的第二水平支撑结构10(在本实施例中为水平板结构)，第二水平支撑结构10的另一端上安装有竖直设置的石墨电极11(结合图1，在本实施例中石墨电极11共有三个)，且石墨电极11可在升降液压缸的带动下上下行，且在此过程中第一水平支撑结构5不影响石墨电极11的正常上下行(结合图1和图2，可升降支撑结构9顶端穿过第一水平支撑结构4与第二水平支撑结构10连接)；同时为了石墨电极11能够有效插入对应的真空罐1内的钢包内，在钢包水冷炉盖7上开设有供其插入的电极孔(结合附图，在本实施例中第一水平支撑结构4上也开设对应的孔供相应的石墨电极11穿行)，石墨电极11顶端与水冷软电缆连接，水冷软电缆又与变压器站电源连接为其供电；

通过上述设置，旋转装置3可带动钢包水冷炉盖7和石墨电极11进行同步旋转运动，又结合等腰直角三角形结构，因此，在旋转过程中，钢包水冷炉盖7和石墨电极11可同步运动到两个真空罐1的上方，第一驱动装置6动作后钢包水冷炉盖7可封闭对应的真空罐1内钢包的顶部，特别的，此时安装架8动作可令石墨电极11经电极孔插入对应的真空罐1内的钢包内，从而对设置在其内的钢液进行冶炼；

特别的，为了能够实现真空冶炼的目的，在本实施例中，在每个真空罐1的两侧分别设置有一个导轨12，同一个真空罐1两侧的两个导轨12构成一个导轨组，且每个导轨组分别与等腰直角三角形结构中临近的直角边相互垂直，且每个导轨组上分别架设有一个框架导轨车13，每个框架导轨车13上还通过一个第二驱动装置14吊装有一个真空罐盖15；

通过上述设置，当对应真空罐1中钢包内的钢液被石墨电极11精炼完成后且钢包水冷炉盖7和石墨电极11离开后，令对应的框架导轨车13运动，直至真空罐盖15处于该真空罐1正上方后，第二驱动装置14动作真空罐盖15下行直至封闭对应的真空罐1顶部，且每个真空罐1分别通过一个抽气管道17与同一个真空抽气装置16连接，每个抽气管道17上均安装有一个真空阀门18；

通过上述设置，当开启真空抽气装置16时，令一个真空阀门18开启另一个关闭，从而可为开启真空阀门18的那一个真空罐1通过对应的抽气管道17进行抽真空，进而达到真空炉脱气去杂精炼的目的。

实施例2

本实施例的目的在于提供一种超纯铁素体不锈钢冶炼方法，使其C+N含量不超过0.015％，同时配加适当的Mo或Ti或Nb或其中的多种组合方式，以达到材料需要的各种性能。C+N≤0.015％，可降低材料中的残余奥氏体含量；Ti和Nb元素在材料中有固C、N作用，同时Ti和Nb能够提高材料的耐高温腐蚀能力，防止材料在高温条件下产生晶间腐蚀；Mo元素有助于提高材料的耐酸碱腐蚀能力，尤其时耐点腐蚀能力。

具体的，本实施例提供组成所述超纯铁素体不锈钢元素质量百分比为：Si≤1.00％，Mn≤1.00％，P≤0.040％，S≤0.030％，Cr：10.00％～32.50％，Ni：0～1.00％，C+N≤0.015％，且含有第一组到第三组中的任意一组或多组元素，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，其中第一组：Mo：0～2.5％；第二组：Ti：0～1.0％，第三组：Nb：0～1.0％；所述超纯铁素体不锈钢冶炼方法为：配料→电弧炉熔炼→AOD脱碳精炼→真空脱气精炼→模铸。

具体的为：

步骤1、设备布置

即按照实施例1提供的设备准备并布置；

步骤2、设备布置完成后进行配料，即按照超纯铁素体不锈钢化学成分进行粗配使主元素接近钢种目标要求，且配料中，C≥2.0％，Si：1.0％～1.2％，并配加必要的石灰；

步骤3、电弧炉熔炼

电弧炉熔炼环节主要任务是熔化炉料，利用吹氧氧化部分C、Si，辅助熔化，并减少贵重金属Cr的损耗。具体的为将准备的配料投入电弧炉中融化成钢水，且控制所得钢水中C≥1.5％，Si≤0.6％；控制出钢C是为了钢水进入AOD炉之后，有足够的脱C量，利用C和氧气反应，生成大量弥散的CO气泡，使钢液中的游离N进入CO气泡，被带出钢水。控制出钢Si是为了给AOD炉脱碳期造固体渣创造条件，固体渣的透气性好，更有利于脱C反应的进行，有助于脱C作业和初步脱N作业。

步骤4、进行AOD炉精炼，AOD精炼环节主要为了脱C、成分调整、初步脱N；具体的为：将步骤3所得钢水兑入AOD炉，然后取样分析成分，根据成分配加合金，根据CaO/SiO2＝2.0～2.8％加入石灰，控制渣系中CaO：45％～50％，MgO：10％～13％，SiO2：18～23％，Al2O3：3～8％，C含量脱至0.01％以下时二次取样分析成分，分析出准确的C含量，计算剩余脱C所需的氧含量，采用1:10～1:12的氧气、氩气比例进行深度脱C，终点C含量控制在0.003％以下；根据二次取样分析结果计算预还原硅铁加入量，硅铁按照5:2的比例分成第一批硅铁和第二批硅铁，第一批硅铁加入之后，采用1:15～1:18的氧气、氩气比例进行带氧预还原，防止硅铁中夹带的C进入钢水造成钢水C含量偏高，第一批硅铁加入后搅拌5～8min之后，加入第二批硅铁，采用纯氩气搅拌，搅拌时间不低于3min，之后进行取样、扒渣、还原作业，AOD炉出钢时C≤0.005％，N元素脱至0.025％～0.030％范围内，出钢温度不小于1620℃，且AOD炉精炼过程中全程使用氩气作为辅助气体；

步骤5、将AOD炉所出钢水兑入钢包后利用行车吊运至一号罐内，钢包坐稳后，旋转装置3动作，令钢包水冷炉盖7和加热电极11运动到一号罐上方；

步骤6、开启第一驱动装置6令钢包水冷炉盖7下行至封闭对应真空罐1内钢包的顶部，之后开启升降液压缸经可升降支撑结构9令石墨电极11下行至钢包内，然后送电升温且在此过程中钢包底吹氩气流量在120～150Nm³/h，直至钢水温度升至1660～1680℃；

步骤7、同时提升钢包水冷炉盖7和石墨电极11，且此时二号罐内已坐稳含有步骤4所得钢水的钢包，然后开启旋转装置3，带动加热电极11运动到二号罐正上方，对二号罐内的钢液重复步骤6的操作；

步骤8、在钢包水冷炉盖7和石墨电极11被提升并旋转离开一号罐后，令与一号罐对应的框架导轨车13运动，使得对应的真空罐盖15运动到其上方，然后开启对应第二驱动装置14令真空罐盖15下行至封闭一号罐顶部，进行密封处理后，开启真空抽气装置16和与一号罐连通的抽气管道17上的真空阀门18并关闭与二号罐连通的抽气管道17上的真空阀门18，进行抽真空作业，真空脱气过程中，可从真空罐盖15上的观察孔观察内部情况，真空作业过程中保持极限真空度67Pa不少于20min，使钢液中的N能够被充分排出，确保破真空之后N≤0.008％，当满足真空冶炼条件后，通过第二驱动装置14提升真空罐盖15进行破空作业后移开对应的框架导轨车13，完成VD炉的真空脱气精炼，对钢水测温取样；并且当超纯铁素体不锈钢的组成成分中含有第二组所示元素时进行步骤10，否则进行步骤9；

步骤9、然后将钢包吊运出一号罐进行铸模浇筑；

步骤10、根据步骤8破空后测温取样数据，计算所需Ti量后喂入步骤8所得钢水中后进行步骤9；

步骤11、二号罐完成步骤6后重复进行步骤8-10。

若步骤8或步骤10中破空作业后钢水温度低于铸模需要的温度，则进行步骤12：

旋转装置3动作，令钢包水冷炉盖7运动到对应真空罐1正上方，开启第一驱动装置6令钢包水冷炉盖7下行至封闭对应真空罐1内钢包的顶部，之后开启升降液压缸经可升降支撑结构9令石墨电极11下行至钢包内，送电升温，待温度合格进行步骤9。

利用实施例2提供的方法，冶炼三种超纯铁素体不锈钢，三种超纯铁素体不锈钢元素质量百分比均为：Si≤1.00％，Mn≤1.00％，P≤0.040％，S≤0.030％，Cr：10.00％～32.50％，Ni：0～1.00％，C+N≤0.015％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质；

其中，第一种超纯铁素体不锈钢的组成还含有第二组Ti：0～1.0％；第二种超纯铁素体不锈钢的组成还含有第一组和第二组即Ti：0～1.0％，Mo：0～2.5％；第三种超纯铁素体不锈钢的组成还含有第二组和第三组即Ti：0～1.0％，Nb：0～1.0％。

对所得三种超纯铁素体不锈钢进行化学成分分析，其结果如表1：

表1

由表1可得，运用本发明专利公布的生产工艺及生产设备，生产的产品均能将C、N脱至超纯铁素体不锈钢的水平，为后续汽车排气系统成品加工提供了原料保障。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超纯铁素体不锈钢冶炼方法，其特征在于，组成所述超纯铁素体不锈钢元素质量百分比为：Si≤1.00%，Mn≤1.00%，P≤0.040%，S≤0.030%，Cr：10.00%～32.50%，Ni：0～1.00%，C+N≤0.015%，且含有第一组到第三组中的任意一组或多组元素，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，其中第一组：Mo：0～2.5%；第二组：Ti：0～1.0%，第三组：Nb：0～1.0%；所述超纯铁素体不锈钢冶炼方法为：

步骤1、设备布置

首先准备两个真空罐（1）和一个底座（2），两个所述真空罐（1）和所述底座（2）在水平面上呈等腰直角三角形结构位置关系分布，且所述底座（2）处于等腰直角三角形结构中的直角点所在位置上，所述底座（2）的顶部固定安装有旋转装置（3），所述旋转装置（3）的顶部固定安装有竖直支撑结构（4），所述竖直支撑结构（4）的顶端连接有与其相互垂直的第一水平支撑结构（5）的一端，且第一水平支撑结构（5）的另一端上通过第一驱动装置（6）吊挂有开口向下的钢包水冷炉盖（7），所述竖直支撑结构（4）上还安装有安装架（8），所述安装架（8）上方设置有可被升降液压缸驱动上下行的可升降支撑结构（9），所述可升降支撑结构（9）的顶端和其垂直的第二水平支撑结构（10）的一端连接，第二水平支撑结构（10）的另一端上安装有竖直设置的石墨电极（11），石墨电极（11）通过水冷软电缆与变压器站电源连接，钢包水冷炉盖（7）上开设有用于石墨电极（11）穿行的电极孔；每个所述真空罐（1）的两侧分别设置有一个导轨（12），同一个真空罐（1）两侧的两个导轨（12）相互平行并构成一个导轨组，每个导轨组上均架设一个可在其上滑行的框架导轨车（13），每个框架导轨车（13）顶部横梁的中心处分别通过一个第二驱动装置（14）吊挂有一个真空罐盖（15）；还设置有真空抽气装置（16），所述真空抽气装置（16）与两个真空罐（1）分别通过一个抽气管道（17）连接，且每个抽气管道（17）上分别安装有一个真空阀门（18）；

将两个真空罐（1）编号并分别为一号罐和二号罐，初始时钢包水冷炉盖（7）设置在二号罐的正上方，且加热电极（11）未插入二号罐内；

步骤2、设备布置完成后进行配料，即按照超纯铁素体不锈钢化学成分进行粗配使主元素接近钢种目标要求，且配料中，C≥2.0%，Si：1.0%～1.2%，并配加必要的石灰；

步骤3、 电弧炉熔炼

将准备的配料投入电弧炉中融化成钢水，且控制所得钢水中C≥1.5%，Si≤0.6%；

步骤4、将步骤3所得钢水兑入AOD炉，然后取样分析成分，根据成分配加合金，根据CaO/SiO2=2.0～2.8%加入石灰，控制渣系中CaO：45%～50%，MgO：10%～13%，SiO2：18～23%，Al2O3：3～8%，C含量脱至0.01%以下时二次取样分析成分，分析出准确的C含量，计算剩余脱C所需的氧含量，采用1:10～1:12的氧气、氩气比例进行深度脱C，终点C含量控制在0.003%以下；根据二次取样分析结果计算预还原硅铁加入量，硅铁按照5:2的比例分成第一批硅铁和第二批硅铁，第一批硅铁加入之后，采用1:15～1:18的氧气、氩气比例进行带氧预还原，防止硅铁中夹带的C进入钢水造成钢水C含量偏高，第一批硅铁加入后搅拌5～8min之后，加入第二批硅铁，采用纯氩气搅拌，搅拌时间不低于3min，之后进行取样、扒渣、还原作业，AOD炉出钢时C≤0.005%，N元素脱至0.025%～0.030%范围内，出钢温度不小于1620°C，且AOD炉精炼过程中全程使用氩气作为辅助气体；

步骤5、将AOD炉所出钢水兑入钢包后利用行车吊运至一号罐内，钢包坐稳后，旋转装置（3）动作，令加热电极（11）运动到一号罐上方；

步骤6、开启第一驱动装置（6）令钢包水冷炉盖（7）下行至封闭对应真空罐（1）内钢包的顶部，之后开启升降液压缸经可升降支撑结构（9）令石墨电极（11）下行至钢包内，然后送电升温且在此过程中钢包底吹氩气流量在120～150Nm³/h，直至钢水温度升至1660～1680°C；

步骤7、同时提升钢包水冷炉盖（7）和石墨电极（11），且此时二号罐内已坐稳含有步骤4所得钢水的钢包，然后开启旋转装置（3），带动钢包水冷炉盖（7）和石墨电极（11）运动到二号罐正上方，对二号罐重复步骤6的操作；

步骤8、在钢包水冷炉盖（7）和石墨电极（11）被提升并旋转离开一号罐后，令与一号罐对应的框架导轨车（13）运动，使得对应的真空罐盖（15）运动到其上方，然后开启对应第二驱动装置（14）令真空罐盖（15）下行至封闭一号罐顶部，进行密封处理后，开启真空抽气装置（16）和与一号罐连通的抽气管道（17）上的真空阀门（18）并关闭与二号罐连通的抽气管道（17）上的真空阀门（18），进行抽真空作业，在真空脱气作业过程中，可从真空罐盖（15）上的观察孔观察内部情况，当真空度67-150Pa状态下保持20-25min，使钢液中的N能够被充分排出，确保破真空之后N≤0.008%，当满足真空冶炼条件后，通过第二驱动装置（14）提升真空罐盖（15）进行破空作业后移开对应的框架导轨车（13），完成VD炉的真空脱气精炼，对钢水测温取样；并且当超纯铁素体不锈钢的组成成分中含有第二组所示元素时进行步骤10，否则进行步骤9；

步骤9、然后将钢包吊运出一号罐进行铸模浇筑；

步骤10、根据步骤8破空后测温取样数据，计算所需Ti量后喂入步骤8所得钢水中后进行步骤9；

步骤11、二号罐完成步骤6后重复进行步骤8-10。

2.根据权利要求1所述的一种超纯铁素体不锈钢冶炼方法，其特征在于，若步骤8或步骤10中破空作业后钢水温度低于铸模需要的温度，则进行步骤12：

旋转装置（3）动作，令钢包水冷炉盖（7）运动到对应真空罐（1）正上方，开启第一驱动装置（6）令钢包水冷炉盖（7）下行至封闭对应真空罐（1）内钢包的顶部，之后开启升降液压缸经可升降支撑结构（9）令石墨电极（11）下行至钢包内，送电升温，待温度合格进行步骤9。

3.根据权利要求2所述的一种超纯铁素体不锈钢冶炼方法，其特征在于，同一个真空罐（1）两侧的两个导轨（12）分别与等腰直角三角形结构中临近的直角边相互垂直。

4.根据权利要求3所述的一种超纯铁素体不锈钢冶炼方法，其特征在于，还设置有合金辅料区（19），且合金辅料区（19）设置位置与两个真空罐（1）和底座（2）在水平面上构成矩形结构，所述真空抽气装置（16）设在合金辅料区（19）内。

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