CN113699313A - 一种含钛不锈钢的冶炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含钛不锈钢的冶炼工艺，该工艺通过添加合理成分的精炼渣；并控制合理的钢液成分；再控制精炼炉钢液成分与精炼炉炉渣成分之间符合如下关系：
Figure 372998DEST_PATH_IMAGE002
；可以抑制钛的烧损，减少有害夹杂物的形成，提高钢水洁净度，保证连铸坯的高洁净度，提高钢轧材产品的质量；与此同时，提高氧化钛资源的利用效率，降低冶炼成本。

Description

一种含钛不锈钢的冶炼工艺
技术领域
本发明属于不锈钢冶炼领域，具体涉及一种含钛不锈钢的冶炼工艺。
背景技术
不锈钢具有优良的耐蚀性、加工性和表面美观等特性，被广泛运用于原子能、石油化工、汽车制造、建筑装饰、家电器械等领域。向不锈钢钢水中添加一定量的与碳、氮具有很强亲和力的钛元素，使其在一定条件下优先形成钛的碳氮化物，减少了碳、氮的固溶量，能够有效抑制铬的碳氮化物在晶界处的形成，从而提高晶间抗腐蚀能力，降低钢材料的高温敏化或焊后脆性倾向，对钢材料的冷成型性也能产生有利影响。
然而，钛元素与氧的结合能力较强，从而导致在冶炼过程中容易出现钛的烧损。钛的氧化，一方面会降低钛合金的收得率，另一方面会在钢液中形成氧化物夹杂，恶化钢水洁净度。钛的烧损主要是由于钢液中还原性较强的钛元素与炉渣中的氧化性组元反应，如式（1）所示。
n/2[Ti]+(MOn)=n/2(TiO2)+[M] （1）
由上式可得到，钢-渣间的钛分配比，如式（2）所示。
Figure RE-731259DEST_PATH_IMAGE001
（2）
含钛不锈钢的精炼渣通常为CaO-MgO-SiO2-Al2O3-CaF2-TiO2六元渣系；相较于常规不锈钢（例如：304不锈钢）精炼渣的CaO-MgO-SiO2-CaF2四元渣系，向精炼炉中添加所述的六元渣系的含钛不锈钢精炼渣时，炉内钢液和炉渣成分更复杂，成分控制难度也会更大。而含钛不锈钢钢液中钛的还原性较强，其对炉渣成分的合理性要求也较高。当六元炉渣的成分、添加量以及炉渣成分控制不合理时，将会导致钢液中的钛被大量氧化；这将大幅增加冶炼成本，同时恶化钢水洁净度，甚至导致连铸水口堵塞。
目前，关于含钛不锈钢的精炼渣的研究主要集中于含钛不锈钢的精炼渣的资源利用方面，例如将含钛不锈钢的精炼渣加工成钛白粉或者钛金属等方法；而对于含钛不锈钢精炼过程中，炉渣成分控制与钢液成分的匹配性鲜有报道。中国专利CN109554517A“一种小方坯连铸机生产含钛铁素体不锈钢小方坯的方法”，在LF精炼过程中，使用高碱度配TiO2的精炼渣，该专利采用了“通过精炼渣中过量添加TiO2，保证炉渣中TiO2过量”的方式来达到抑制钢液中Ti氧化的目的（在钛合金化之前炉渣中的TiO2全部来源于精炼渣），因此，该专利中要求：精炼渣的TiO2质量分数≥5%，这将降低了氧化钛资源的利用效率，造成较高的冶炼成本；与此同时，该专利未对炉渣成分与钢液成分的匹配性给予考虑，这也使得其炉渣中含有过量的氧化钛，增加了冶炼成本。
发明内容
本发明旨在提供一种含钛不锈钢的冶炼工艺，该工艺通过添加合理成分的精炼渣，并控制合理的钢液成分，可以抑制钛的烧损，减少有害夹杂物的形成，提高钢水洁净度，保证连铸坯的高洁净度，提高钢轧材产品的质量；与此同时，提高氧化钛资源的利用效率，降低冶炼成本。
一种含钛不锈钢的冶炼工艺，包括以下步骤：
（1）在所述含钛不锈钢的精炼过程中，首先向精炼炉中添加精炼渣，所述精炼渣中重要组分的质量分数范围为：3%≤CaO/SiO2≤5%、15%≤Al2O3≤25%、3%≤CaF2≤13%、5%≤MgO≤15%、3%≤TiO2＜5%；
（2）在钛合金化前，向所述精炼炉内加铝，并控制精炼炉内钢液中各元素的质量分数为：[Cr]：10~25%、[Ni]：3~12%、[C]≤ 500 ppm、[N]≤ 300 ppm、[Mn]：0.1~1.0%、[Si]：0.1~1.5%、[Al]：80~200 ppm、[S]≤ 30 ppm、[P]≤ 300 ppm、[O]：15~70 ppm，其余为Fe和其他残余元素；
（3）接着，向所述精炼炉内加钛进行钛合金化，钛合金化后钢液中钛的质量分数为0.1~0.5%，同时，精炼炉钢液成分与精炼炉炉渣成分之间符合如下关系：
Figure 254698DEST_PATH_IMAGE002
；
（4）最后，将精练后的钢液运至浇铸平台，进行浇铸。
在含钛不锈钢的精炼过程中，钛的烧损主要是由于钢液中钛的活度较大，并与精炼炉炉渣中的氧化性组分反应，如下式所示：
n/2[Ti]+(MOn)=n/2(TiO2)+[M]；
而炉渣成分的合理性将直接影响到炉渣中重要组分的活度，当炉渣成分不合理，将导致炉渣中氧化性组元活度过高和氧化钛活度偏小，这将促进上述反应的进行，即会导致钛的氧化形成氧化钛，所形成的氧化钛部分进入炉渣中、另一部分则由于渣钢反应界面的液面波动而进入到钢液中，进入钢液中的氧化物则会成为钢水的夹杂物，这将恶化钢水洁净度，不利于最终产品的质量。
本发明使用铝作为终脱氧剂，铝含量控制在80~200 ppm；铝作为较强的还原性元素，主导着钢液中氧的平衡并显著影响其他组员的活度。控制合理的铝含量，一方面，可以有效降低钢中氧含量，使得钢液中全氧含量控制在70 ppm以内，保证后续钛合金的收得率，减少钛的氧化，另一方面，降低钢液中钛的活度，并保证钢液成分与炉渣成分的匹配性，以抑制钛的氧化。
本发明人采用添加六元炉渣成分的精炼渣，并通过对所添加的精炼渣成分进行合理化，同时通过控制钛和铝的添加量，使得钢液成分与炉渣成分之间符合如下关系：
Figure 802049DEST_PATH_IMAGE003
，
保证钢液铝含量在合理范围，通过提高炉渣中氧化钛的活度和减小钢液中钛的活度，使得渣-钢间提前达到平衡的钛分配比，避免钢液中钛的氧化。经测试发现：精炼炉出站炉渣与钛合金化前精炼炉内炉渣中氧化钛含量基本相同，表明：钛合金化冶炼过程中钛的氧化较少。同时，本发明的含钛不锈钢的冶炼工艺可大幅提高含钛不锈钢精炼过程中钛合金的收得率（钛收得率可达90%以上）和钢水洁净度（连铸坯试样中没有观察到氧化钛类夹杂物）。此外，本发明的冶炼工艺还能够实现高效利用氧化钛精炼渣，避免氧化钛的过量添加，达到降低含钛不锈钢的综合冶炼成本和提高产品质量的效果。
优选的，所述步骤（1）中添加精炼渣使炉渣成分中重要组分的质量分数为：3≤CaO/SiO2≤5，15%≤Al2O3≤25%，3%≤CaF2≤13%，5%≤MgO≤15%，3%≤TiO2＜5%。
优选的，所述步骤（2）中向所述精炼炉内喂入铝线，使得钢液中铝含量达标。
优选的，所述步骤（3）的钛合金化过程中采用底吹氩气软搅拌工艺，避免钢液二次氧化。
优选的，所述步骤（3）采用喂钛线的方式加钛。
优选的，所述步骤（4）的浇铸可采取连铸或者模铸，浇铸过程采用氩气保护，避免钢液二次氧化。
附图说明
图1为实施例2的连铸坯中夹杂物的金相图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步详细说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例采用高炉-LD-GOR-LF-连铸工艺生产钛含量为0.3%的奥氏体不锈钢，其包括以下步骤：
（1）在GOR炉中进行脱碳、脱氮，总吹氧量为3150 Nm3，出站时钢液总重为101 t，温度为1583℃，所述钢液中各元素的质量分数为：[Cr]：18.13%、[Ni]：9.06%、[C]：286 ppm、[N]：105 ppm、[Mn]：1.05%、[Si]：0.48%、[Al]：53 ppm、[S]：10 ppm、[P]：340 ppm、[O]：62ppm，其余为Fe和其他残余元素；所述GOR炉炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：50.35%、SiO2：25.73%、MgO：5.39%、Al2O3：2.96%、CaF2：9.64%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物；
在GOR出钢时，使用挡渣球使得渣、钢分出；从GOR炉出来的钢液出到LF炉（即所述的精炼炉）的钢包后，向所述钢包中添加1.5 t精炼渣，所述精炼渣中重要组分的质量分数为：CaO：52.12%、SiO2：12.86%、MgO：5.12%、Al2O3：15.53%、CaF2：8.96%、TiO2：4.23%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物；
（2）接着，向LF炉喂入50米铝线进行铝脱氧，铝含量为167 ppm，全氧含量为48ppm，喂入铝线后的炉渣中重要组元的质量分数为：CaO：51.41%、SiO2：12.72%、MgO：5.03%、Al2O3：17.13%、CaF2：8.83%、TiO2：4.11%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
（3）铝脱氧5 min后，喂入600米钙线进行钙处理，并在钢包底部吹入氩气，进行软搅拌。
（4）钙处理15 min后，喂入900米钛线进行钛合金化。
（5）钛合金化软搅拌10 min，LF出站，并对LF出站钢液（即精炼炉钢液）和炉渣（即精炼炉炉渣）成分进行检测，所述LF出站钢液中各元素的质量分数为：[Cr]：18.09%、[Ni]：9.01%、[C]：297 ppm、[N]：127 ppm、[Mn]：1.03%、[Si]：0.53%、[Ti]：0.32%、[Al]：152 ppm、[S]：10 ppm、[P]：343 ppm、[O]：27 ppm，[Ca]：10 ppm，[Mg]：5 ppm，其余为Fe和其他残余元素；所述LF出站炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：51.93%、SiO2：12.69%、MgO：5.11%、Al2O3：17.02%、CaF：8.73%、TiO2：4.16%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
所述精炼炉钢液与精炼炉炉渣成分的比值为：
Figure 873910DEST_PATH_IMAGE004
；该值位于合理渣-钢成分匹配范围。实施例1的步骤（5）中LF出站炉渣中氧化钛含量为4.16%，实施例1的步骤（2）中喂入铝线后的炉渣中氧化钛含量为4.11%，两者的氧化钛含量相差较小，表明精炼过程中钛的氧化较少。
（6）将钢包运至连铸平台，全程通入氩气保护浇铸，对连铸坯成分进行检测，结果如下：[Cr]：18.08%、[Ni]：9.03%、[C]：309 ppm、[N]：135 ppm、[Mn]：1.05%、[Si]：0.51%、[Ti]：0.31%、[Al]：149 ppm、[S]：10 ppm、[P]：341 ppm、[O]：35 ppm，[Ca]：6 ppm，[Mg]：5ppm，其余为Fe和其他残余元素。
并根据加入的钛合金及最后钢液中钛含量计算得到钛收得率。实施例1的精炼过程钛收得率为91%。连铸坯中钛含量（0.31%）与LF出站钢液中钛含量（0.32%）相当，这表明在连铸过程中钢包内钢液中钛的稳定性较好，基本未出现明显的氧化情况。
与此同时，连铸过程氩气保护充分，铝含量较为稳定，连铸过程中不会出现明显的二次氧化，连铸浸入式水口未出现结瘤，连铸坯试样中没有观察到氧化钛类夹杂物。
实施例2
本实施例采用高炉-LD-GOR-LF-连铸工艺生产钛含量为0.2%的奥氏体不锈钢，其包括以下步骤：
（1）在GOR进行脱碳、脱氮，总吹氧量为2800 Nm3，出站时钢液总重为98 t，温度为1575℃，所述钢液中各元素的质量分数为：[Cr]：17.47%、[Ni]：9.13%、[C]：235 ppm、[N]：140 ppm、[Mn]：1.10%、[Si]：0.55%、[Al]：47 ppm、[S]：12 ppm、[P]：310 ppm、[O]：57 ppm，其余为Fe和其他残余元素；所述GOR炉炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：47.58%、SiO2：28.91%、MgO：6.86%、Al2O3：3.92%、CaF2：10.63%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
在GOR出钢时，使用挡渣球使得渣、钢分出；从GOR炉出来的钢液出到LF炉的钢包后，向所述钢包中添加1.5 t精炼渣，所述精炼渣中重要组分的质量分数为：CaO：49.98%、SiO2：14.11%、MgO：6.23%、Al2O3：15.12%、CaF2：10.83%、TiO2：3.31%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物；
（2）接着，向LF炉喂入45米铝线进行铝脱氧，铝含量为150 ppm，全氧含量为51ppm，喂入铝线后的炉渣中重要组分的质量分数为：
CaO：49.53%、SiO2：13.92%、MgO：6.01%、Al2O3：16.89%、CaF2：10.35%、TiO2：3.15%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
（3）铝脱氧5 min后，喂入550米钙线进行钙处理，并在钢包底部吹入氩气，进行软搅拌。
（4）钙处理15 min后，喂入650米钛线进行钛合金化。
（5）钛合金化软搅拌10 min，LF出站，并对LF出站钢液（即精炼炉钢液）和炉渣（即精炼炉炉渣）成分进行检测，所述LF出站钢液中各元素的质量分数为：[Cr]：17.41%、[Ni]：9.14%、[C]：247 ppm、[N]：153 ppm、[Mn]：1.12%、[Si]：0.61%、[Ti]：0.23%、[Al]：143 ppm、[S]：10 ppm、[P]：307 ppm、[O]：46 ppm，[Ca]：9 ppm，[Mg]：5 ppm，其余为Fe和其他残余元素；所述LF出站炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：50.96%、SiO2：13.73%、MgO：6.36%、Al2O3：15.01%、CaF2：9.31%、TiO2：3.21%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
所述精炼炉钢液与所述精炼炉炉渣成分的比值为：
Figure 986222DEST_PATH_IMAGE005
；该值位于合理渣-钢成分匹配范围。实施例2的步骤（5）中LF出站炉渣中氧化钛含量为3.21%，实施例2的步骤（2）中喂入铝线后的炉渣中氧化钛含量为3.15%，两者的氧化钛含量相差较小，表明精炼过程中钛的氧化较少。
（6）将钢包运至连铸平台，全程通入氩气保护浇铸，对连铸坯成分进行检测，结果如下：[Cr]：17.41%、[Ni]：9.14%、[C]：251 ppm、[N]：161 ppm、[Mn]：1.11%、[Si]：0.61%、[Ti]：0.22%、[Al]：137 ppm、[S]：10 ppm、[P]：305 ppm、[O]：28 ppm，[Ca]：5 ppm，[Mg]：5ppm，其余为Fe和其他残余元素。
并根据加入的钛合金及最后钢液中钛含量计算得到钛收得率。实施例2的精炼过程中钛收得率为90%。连铸坯中钛含量（0.22%）与LF出站钢液中钛含量（0.23%）相当，这表明在连铸过程中钢包内钢液中钛的稳定性较好，基本未出现明显的氧化情况。
与此同时，连铸过程氩气保护充分，铝含量较为稳定，连铸过程中不会出现明显的二次氧化，连铸浸入式水口未出现结瘤，连铸坯试样中没有观察到氧化钛类夹杂物。
对实施例2的步骤（6）得到的连铸坯取样，进行电镜观察，铸坯中夹杂物主要为TiN+氧化物复合型夹杂物，其中内核氧化物主要为MgO-Al2O3，如图1所示，其内核氧化物的尺寸大都在5 μm以内；连铸坯试样中未观察到氧化钛类夹杂物；连铸坯整体洁净度较高，后续轧材产品质量优越，未出现表面缺陷问题。
另外，本发明人根据理论研究和工业试验，对含钛不锈钢钢液与炉渣成分的匹配 性进行了研究和总结，上述实施例1和实施例2仅为所述的众多试验组中的2个实施例，其他 实施例还有：
钢液与炉渣成分的比值 LF出站炉渣中氧化钛含量与喂入铝线后的炉渣中氧化钛含量差值（%） 钛合金的收得率（%） 钢液洁净度
实施例1 86 0.05% 91 未观察到氧化钛类夹杂物
实施例2 75 0.06% 90 未观察到氧化钛类夹杂物
实施例3 83 0.05% 90 连铸浸入式水口未结瘤
实施例4 65 0.04% 92 连铸浸入式水口未结瘤
实施例5 96 0.06% 90 连铸浸入式水口未结瘤
实施例6 90 0.05% 90 连铸浸入式水口未结瘤
对比例1
本对比例采用高炉-LD-GOR-LF-连铸工艺生产钛含量为0.3%的奥氏体不锈钢，其包括以下步骤：
（1）在GOR进行脱碳、脱氮，总吹氧量为3360 Nm3，出站时钢液总重为98 t，温度为1605℃，所述钢液中各元素的质量分数为：[Cr]：18.25%、[Ni]：9.13%、[C]：272 ppm、[N]：113 ppm、[Mn]：1.12%、[Si]：0.45%、[Al]：46 ppm、[S]：11 ppm、[P]：351 ppm、[O]：67 ppm，其余为Fe和其他残余元素；所述GOR炉炉渣中各组分的质量分数为：CaO：51.25%、SiO2：23.95%、MgO：4.36%、Al2O3：2.67%、CaF2：10.09%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
不添加精炼渣。
（2）接着，向LF炉喂入60米铝线进行铝脱氧，铝含量为179 ppm，全氧含量为53ppm，喂入铝线后的炉渣中重要组分的质量分数为： CaO：50.35%、SiO2：20.31%、MgO：5.16%、Al2O3：8.26%、CaF2：9.37%、TiO2：0%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
（3）铝脱氧5 min后，喂入750米钙线进行钙处理，并在钢包底部吹入氩气，进行软搅拌。
（4）钙处理15 min后，喂入1700米钛线进行钛合金化。
（5）钛合金化软搅拌10 min，LF出站，并对LF出站钢液（即所述精炼炉钢液）和炉渣（即所述精炼炉炉渣）成分进行检测，所述LF出站钢液中各元素的质量分数为：[Cr]：18.21%、[Ni]：9.15%、[C]：287 ppm、[N]：124 ppm、[Mn]：1.09%、[Si]：0.46%、[Ti]：0.37%、[Al]：142 ppm、[S]：10 ppm、[P]：345 ppm、[O]：48 ppm，[Ca]：12 ppm，[Mg]：5 ppm，其余为Fe和其他残余元素；所述LF出站炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：50.09%、SiO2：17.46%、MgO：5.08%、Al2O3：8.76%、CaF2：9.16%、TiO2：1.96%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
所述精炼炉钢液与所述精炼炉炉渣成分的比值为：
Figure 665597DEST_PATH_IMAGE006
，该值超出合理渣-钢成分匹配范围。对比例1的步骤（5）中LF出站炉渣中氧化钛含量为1.96%，对比例1的步骤（2）中喂入铝线后的炉渣中氧化钛含量为0%，因此，LF出站炉渣中增加1.96%的氧化钛，这些氧化钛都来源于钛的氧化；钛的烧损将不利于钢水洁净度的控制。对比例1的钛收得率为58%。
（6）将LF出站钢水转移至中间包，并将中间包内的钢水运至连铸平台，全程通入氩气保护浇铸；浇铸34t钢水时，浸入式水口堵塞，停止浇铸；对所述中间包内的钢水成分进行检测，结果如下：[Cr]：18.19%、[Ni]：9.11%、[C]：296 ppm、[N]：137 ppm、[Mn]：1.05%、[Si]：0.47%、[Ti]：0.33%、[Al]：124 ppm、[S]：10 ppm、[P]：341 ppm、[O]：39 ppm，[Ca]：9 ppm，[Mg]：5 ppm，其余为Fe和其他残余元素。
所述中间包内钢液中钛含量（0.33%）明显低于LF出站钢液中钛含量（0.37%），表明LF出站到连铸浇铸过程中，钢液中钛元素出现持续性烧损，这也使得钢水洁净度较差，导致连铸水口堵塞。
对比例2
本对比例采用高炉-LD-GOR-LF-连铸工艺生产钛含量为0.2%的奥氏体不锈钢，其包括以下步骤：
（1）在GOR进行脱碳、脱氮，总吹氧量为3100 Nm3，出站时钢液总重为100 t，温度为1589℃，所述钢液中各元素的质量分数为：其精炼步骤如下：[Cr]：17.59%、[Ni]：9.08%、[C]：216 ppm、[N]：131 ppm、[Mn]：1.09%、[Si]：0.51%、[Al]：37 ppm、[S]：13 ppm、[P]：329ppm、[O]：69 ppm，其余为Fe和其他残余元素；所述GOR炉炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：54.69%、SiO2：25.37%、MgO：5.63%、Al2O3：2.97%、CaF2：9.79%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
不添加精炼渣。
（2）接着，向LF炉喂入53米铝线进行铝脱氧，铝含量为167ppm，全氧含量为58 ppm，喂入铝线后的炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：53.86%、SiO2：23.43%、MgO：5.76%、Al2O3：6.93%、CaF2：9.56%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
（3）铝脱氧5 min后，喂入700米钙线进行钙处理，并在钢包底部吹入氩气，进行软搅拌。
（4）钙处理15 min后，喂入1530米钛线进行钛合金化。
（5）钛合金化软搅拌10 min，LF出站，并对LF出站钢液（即所述的精炼炉钢液）和炉渣（即所述的精炼炉炉渣）成分进行检测，所述LF出站钢液中各元素的质量分数为：[Cr]：17.61%、[Ni]：9.05%、[C]：238 ppm、[N]：143 ppm、[Mn]：1.11%、[Si]：0.55%、[Ti]：0.28%、[Al]：137 ppm、[S]：11 ppm、[P]：326 ppm、[O]：53 ppm，其余为Fe和其他残余元素；所述LF出站炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：53.56%、SiO2：20.43%、MgO：5.56%、Al2O3：7.56%、CaF2：9.43%、TiO2：1.23%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
所述精炼炉钢液与所述精炼炉炉渣成分的比值为：
Figure 299578DEST_PATH_IMAGE007
；该值超出合理渣-钢成分匹配范围。对比例2的步骤（5）中LF出站炉渣中氧化钛含量为1.23%，对比例2的步骤（2）中喂入铝线后的炉渣中氧化钛含量为0%，因此，LF出站炉渣中增加1.23%的氧化钛，这些氧化钛都来源于钛的氧化；钛的烧损将不利于钢水洁净度的控制。对比例2的钛收得率为49%。
（6）将LF出站钢水转移至中间包，并将中间包内的钢水运至连铸平台，全程通入氩气保护浇铸；浇铸53t钢水时，浸入式水口堵塞，停止浇铸；对中间包钢水成分进行检测，结果如下：[Cr]：17.63%、[Ni]：9.06%、[C]：243 ppm、[N]：151 ppm、[Mn]：1.11%、[Si]：0.56%、[Ti]：0.22%、[Al]：113 ppm、[S]：10 ppm、[P]：321 ppm、[O]：43 ppm，其余为Fe和其他残余元素。
所述中间包内钢液中钛含量（0.22%）明显低于LF出站钢液中钛含量（0.28%），表明LF出站到连铸浇铸过程中，钢液中钛元素出现持续性烧损，这也使得钢水洁净度较差，导致连铸水口堵塞而停止浇铸。
对比例3
本对比例采用高炉-LD-GOR-LF-连铸工艺生产钛含量为0.15%的奥氏体不锈钢，其包括以下步骤：
（1）在GOR进行脱碳、脱氮，总吹氧量为2936 Nm3，出站时钢液总重为98 t，温度为1603℃，所述钢液中各元素的质量分数为：其精炼步骤如下：[Cr]：17.93%、[Ni]：8.96%、[C]：196 ppm、[N]：126 ppm、[Mn]：1.01%、[Si]：0.48%、[Al]：42 ppm、[S]：11 ppm、[P]：340ppm、[O]：73 ppm，其余为Fe和其他元素；所述GOR炉炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：55.63%、SiO2：26.31%、MgO：4.36%、Al2O3：1.96%、CaF2：8.67%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
不添加精炼渣。
（2）接着，向LF炉喂入42米铝线进行铝脱氧，铝含量为151ppm，全氧含量为62 ppm，喂入铝线后的炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：55.38%、SiO2：24.21%、MgO：4.47%、Al2O3：3.45%、CaF2：8.23%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
（3）铝脱氧5 min后，喂入650米钙线进行钙处理，并在钢包底部吹入氩气，进行软搅拌。
（4）钙处理15 min后，喂入700米钛线进行钛合金化。
（5）钛合金化软搅拌10 min，LF出站，并对LF出站钢液（即所述精炼炉钢液）和炉渣（即所述精炼炉炉渣）成分进行检测，所述LF出站钢液中各元素的质量分数为：[Cr]：17.89%、[Ni]：8.93%、[C]：212 ppm、[N]：135 ppm、[Mn]：1.13%、[Si]：0.49%、[Ti]：0.16%、[Al]：129 ppm、[S]：10 ppm、[P]：340 ppm、[O]：59 ppm，其余为Fe和其他元素；所述LF出站炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：55.35%、SiO2：23.51%、MgO：4.51%、Al2O3：3.51%、CaF2：8.35%、TiO2：2.12%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
所述精炼炉钢液与所述精炼炉炉渣成分的比值为：；该值超出合理渣-钢成分匹配范围。对比例3的步骤（5）中LF出站炉渣中氧化钛含量为2.12%，对比例3的步骤（2）中喂入铝线后的炉渣中氧化钛含量为0%，因此，LF出站炉渣中增加2.12%的氧化钛，这些氧化钛都来源于钛的氧化；钛的烧损将不利于钢水洁净度的控制。对比例3的钛收得率为62%。
（6）将LF出站钢水转移至中间包，并将中间包内的钢水运至连铸平台，全程通入氩气保护浇铸；浇铸47t钢水时，浸入式水口堵塞，停止浇铸；对中间包钢水成分进行检测，结果如下：[Cr]：17.89%、[Ni]：8.91%、[C]：221 ppm、[N]：139 ppm、[Mn]：1.12%、[Si]：0.49%、[Ti]：0.14%、[Al]：122 ppm、[S]：10 ppm、[P]：340 ppm、[O]：57 ppm，其余为Fe和其他元素。
对比例3的所述中间包内钢液中钛含量（0.14%）低于LF出站钢液中钛含量（0.16%），表明LF出站到连铸浇铸过程中，钢液中钛元素出现持续性烧损，这也使得钢水洁净度较差，导致连铸水口堵塞而停止浇铸。
对比例4
本对比例采用高炉-LD-GOR-LF-连铸工艺生产钛含量为0.25%的奥氏体不锈钢，其包括以下步骤：
（1）在GOR进行脱碳、脱氮，总吹氧量为3240 Nm3，出站时钢液总重为102 t，温度为1612℃，所述钢液中各元素的质量分数为：其精炼步骤如下：[Cr]：18.02%、[Ni]：8.91%、[C]：187 ppm、[N]：116 ppm、[Mn]：1.05%、[Si]：0.49%、[Al]：38 ppm、[S]：12 ppm、[P]：325ppm、[O]：71 ppm，其余为Fe和其他元素；所述GOR炉炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：56.54%、SiO2：25.21%、MgO：4.89%、Al2O3：1.85%、CaF2：9.12%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
不添加精炼渣。
（2）接着，向LF炉喂入50米铝线进行铝脱氧，铝含量为132ppm，全氧含量为66 ppm，喂入铝线后的炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：56.32%、SiO2：24.12%、MgO：4.67%、Al2O3：3.89%、CaF2：9.19%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
（3）铝脱氧5 min后，喂入650米钙线进行钙处理，并在钢包底部吹入氩气，进行软搅拌。
（4）钙处理15 min后，喂入1450米钛线进行钛合金化。
（5）钛合金化软搅拌10 min，LF出站，并对LF出站钢液（即所述精炼炉钢液）和炉渣（即所述精炼炉炉渣）成分进行检测，所述LF出站钢液中各元素的质量分数为：[Cr]：18.05%、[Ni]：8.93%、[C]：199 ppm、[N]：128 ppm、[Mn]：1.02%、[Si]：0.51%、[Ti]：0.28%、[Al]：119 ppm、[S]：10 ppm、[P]：326 ppm、[O]：63 ppm，其余为Fe和其他元素；所述LF出站炉渣中重要组分的质量分数为：CaO：56.35%、SiO2：24.03%、MgO：4.69%、Al2O3：3.93%、CaF2：9.11%、TiO2：2.97%，其余为MnO、FeO和Cr2O3等其他氧化物。
所述精炼炉钢液与所述精炼炉炉渣成分的比值为：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；该值超出合理渣-钢成分匹配范围。对比例4的步骤（5）中LF出站炉渣中氧化钛含量为2.97%，对比例4的步骤（2）中喂入铝线后的炉渣中氧化钛含量为0%，因此，LF出站炉渣中增加2.97%的氧化钛，这些氧化钛都来源于钛的氧化；钛的烧损将不利于钢水洁净度的控制。对比例4的钛收得率为52%。
（6）将LF出站钢水转移至中间包，并将中间包内的钢水运至连铸平台，全程通入氩气保护浇铸；浇铸65t钢水时，浸入式水口堵塞，停止浇铸；对中间包钢水成分进行检测，结果如下：[Cr]：18.05%、[Ni]：8.93%、[C]：205 ppm、[N]：130 ppm、[Mn]：1.01%、[Si]：0.53%、[Ti]：0.25%、[Al]：113 ppm、[S]：10 ppm、[P]：325 ppm、[O]：62 ppm，其余为Fe和其他元素。
对比例4的所述中间包内钢液中钛含量（0.25%）低于LF出站钢液中钛含量（0.28%），表明LF出站到连铸浇铸过程中，钢液中钛元素出现持续性烧损，这也使得钢水洁净度较差，导致连铸水口堵塞而停止浇铸。

Claims (6)

1.一种含钛不锈钢的冶炼工艺，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）在所述含钛不锈钢的精炼过程中，首先向精炼炉中添加精炼渣，所述精炼渣中重要组分的质量分数范围为：3%≤CaO/SiO2≤5%、15%≤Al2O3≤25%、3%≤CaF2≤13%、5%≤MgO≤15%、3%≤TiO2＜5%；
（2）在钛合金化前，向所述精炼炉内加铝，并控制精炼炉内钢液中各元素的质量分数为：[Cr]：10~25%、[Ni]：3~12%、[C]≤ 500 ppm、[N]≤ 300 ppm、[Mn]：0.1~1.0%、[Si]：0.1~1.5%、[Al]：80~200 ppm、[S]≤ 30 ppm、[P]≤ 300 ppm、[O]：15~70 ppm，其余为Fe和其他残余元素；
（3）接着，向所述精炼炉内加钛进行钛合金化，钛合金化后钢液中钛的质量分数为0.1~0.5%，同时，精炼炉钢液成分与精炼炉炉渣成分之间符合如下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
（4）最后，将精练后的钢液运至浇铸平台，进行浇铸。
2.根据权利要求1所述的含钛不锈钢的冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（1）中添加精炼渣使炉渣成分中重要组分的质量分数为：3≤CaO/SiO2≤5，15%≤Al2O3≤25%，3%≤CaF2≤13%，5%≤MgO≤15%，3%≤TiO2＜5%。
3.根据权利要求1所述的含钛不锈钢的冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（2）中向所述精炼炉内喂入铝线。
4.根据权利要求1所述的含钛不锈钢的冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（3）的钛合金化过程中采用底吹氩气软搅拌工艺。
5.根据权利要求1所述的含钛不锈钢的冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（3）采用喂钛线的方式加钛。
6.根据权利要求1所述的含钛不锈钢的冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（4）的浇铸采用连铸或者模铸，浇铸过程采用氩气保护。
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