CN114959423B - 一种高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法 - Google Patents

一种高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法，包括以下步骤：（1）钢水在AOD转炉脱碳、还原、脱硫处理后出钢至钢包；（2）钢包吊至扒渣站扒除炉渣；（3）将连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包内炉渣加入步骤（2）中钢包；(4）LF进站化渣；（5）LF钛合金化；（6）LF弱吹；（7）连铸。本发明对连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包内炉渣循环利用，降低了生产成本。加入的炉渣中TiO2基本处于饱和，提高了渣中TiO2的活度，抑制了钛的氧化反应，提高了钛的收得率。本发明在高硅含量下，控制钢液中铝含量，避免了氧化铝和镁铝尖晶石的产生，LF精炼过程中形成液态夹杂物，避免了水口结瘤和表面缺陷的问题。

Description

一种高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法
技术领域
本发明属于不锈钢冶炼技术领域，尤其涉及一种高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法。
背景技术
高硅含钛奥氏体不锈钢主要应用于食品包装、传送机械等行业，对耐腐蚀性能、焊接性能都有较高的要求，同时要求有较高的强度，且抗拉强度要求大于900MPa、屈服强度要求大于400MPa，远远超出了常规奥氏体不锈钢的要求。
高硅含钛奥氏体不锈钢成分设计中，为提高抗晶间腐蚀性能，要求钛含量大于0.3%；为提高耐高温、高浓度硝酸和硫酸腐蚀的性能，硅含量一般控制在1.5%左右。此外，高硅含钛奥氏体不锈钢中还包含铜元素和钼元素，因此较普通的含钛奥氏体不锈钢（例如321等）生产难度更大。高的钛含量，在冶炼过程中容易形成TiN和TiOx夹杂物，造成水口结瘤和表面缺陷。而硅元素虽然是脱氧元素，但是钢液中硅含量太高，则炉渣中SiO2含量也高，炉渣中的SiO2和钛元素又会发生反应，降低钛的收得率。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法，以克服现有高硅含钛奥氏体不锈钢冶炼方法存在水口结瘤和表面缺陷以及钛收得率低的缺陷。
为实现其目的，本发明采用以下技术方案：
一种高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法，包括以下步骤：
步骤一、将钢水在AOD转炉进行脱碳、还原和脱硫处理，处理后将钢液出钢至钢包一，所述钢液的成分以重量百分比计为：C 0.030-0.040%、Si 1.30-1.50%、Mn 0.45-0.55%、P≤0.035%、Cr 13.80-14.20%、Ni 6.90-7.10%、Cu 0.60-0.80%、Mo 0.80-0.90%、S≤0.002%、N≤0.01%，Al≤0.005%，其余为Fe 与不可避免的杂质；
步骤二、将步骤一中钢包一吊运至扒渣站，进行扒渣处理，扒除炉渣；
步骤三、将连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包吊运至扒渣站，将该钢包中炉渣加入到步骤二的钢包一中；
步骤四、LF进站化渣：钢包一进入LF进行通电，将钢水温度升至1580～1600℃；炉渣化好后，氩气流量控制在300～500NL/min，吹氩10～15min；
步骤五、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85%计算，喂入钛线130-150米/吨；
步骤六、LF弱吹：氩气流量调至200～300NL/min，吹氩20～30min，得到钢液；
步骤七、将步骤六所得钢液铸成钢坯，得到高硅含钛奥氏体不锈钢产品。
作为本发明技术方案的进一步优选，步骤二中，所述扒除炉渣的厚度≤30mm。大于30mm由于炉渣中SiO2含量高，会导致钛收得率低。
进一步地，步骤三中，所述连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包中炉渣的成分以重量百分比计为：CaO 60-65%，SiO2 5-10%，Al2O3 20-25%，MgO≤6%，TiO2 2.5-3.5%，FeO+Cr2O3 0.2-0.5%。
进一步地，步骤七中，所述高硅含钛奥氏体不锈钢产品的成分以重量百分比计为：C 0.040-0.050%、Si 1.55-1.65%、Mn 0.45-0.55%、P≤0.035%、Cr 13.80-14.20%、Ni 6.90-7.10%、Cu 0.60-0.80%、Mo 0.80-0.90%、S≤0.002%、N≤0.012%，Al≤0.005%，Ti 0.30-0.36%，其余为Fe 与不可避免的杂质。
本发明有益效果是：
1、本发明高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法，通过对连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包内炉渣进行循环利用，降低了生产成本。加入的含钛超纯铁素体不锈钢钢包内炉渣中TiO2基本饱和，提高了炉渣中TiO2的活度，抑制了钛的氧化反应，提高了钛的收得率。
2、本发明中含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，减少了在LF精炼过程中加入石灰、萤石和CaO-Al2O3基精炼渣的造渣环节，缩短了生产周期，避免了造渣过程中的增氮现象，保证了高硅含钛奥氏体不锈钢低的钛氮浓度积。
3、本发明中含钛奥氏体不锈钢的LF精炼方法，在高硅含量的情况下，控制钢液中铝含量，避免了氧化铝和镁铝尖晶石的产生，LF精炼过程中形成的全部是液态夹杂物，避免了水口结瘤和表面缺陷的问题，提高了钢水纯净度。
附图说明
图1为本发明实施例1生产的高硅含钛奥氏体不锈钢301H中夹杂物显微照片；
图2为本发明实施例2生产的高硅含钛奥氏体不锈钢301H中夹杂物显微照片；
图3为本发明实施例3生产的高硅含钛奥氏体不锈钢301H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301H，高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法，包括以下步骤：
1、钢水在AOD转炉进行脱碳、还原和脱硫处理，处理后将钢液出钢至钢包一，钢液按重量百分比的具体成分为：C 0.030%、Si 1.30%、Mn 0.45%、P 0.035%、Cr 13.80%、Ni6.90%、Cu 0.60%、Mo 0.80%、S 0.002%、N 0.01%，Al 0.005%，其余为Fe与不可避免的杂质；
2、AOD扒渣站扒除炉渣：将钢包一吊运至扒渣站，进行扒渣处理，炉渣厚度30mm；
3、将连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包吊运到扒渣站，将该钢包内炉渣加入到钢包一中。连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包内炉渣按重量百分比计，具体成分为：CaO 60%，SiO2 10%，Al2O3 20%，MgO 6%，TiO2 3.5%，FeO+Cr2O3 0.5%；
4、LF进站化渣：钢包一进入LF进行通电，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85%计算，喂入钛线130米/吨；
6、LF弱吹：氩气流量调至200NL/min，吹氩20min；
7、将步骤6所得钢液铸成钢坯，得到高硅含钛奥氏体不锈钢产品。高硅含钛奥氏体不锈钢产品，按重量百分比计，具体成分为：C 0.040%、Si 1.55%、Mn 0.45%、P 0.035%、Cr13.80%、Ni 6.90%、Cu 0.60%、Mo 0.80%、S 0.002%、N 0.012%，Al 0.005%、Ti 0.30%，其余为Fe 与不可避免的杂质；
图1为实施例1生产的高硅含钛奥氏体不锈钢301H中夹杂物显微照片。从图中可以看出，夹杂物尺寸小于10微米，不锈钢产品无水口结瘤和表面缺陷的问题。
实施例2
钢种301H，高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法，包括以下步骤：
1、钢水在AOD转炉进行脱碳、还原和脱硫处理，处理后将钢液出钢至钢包一，钢液按重量百分比计，具体成分为：C 0.040%，Si 1.50%，Mn 0.55%，P 0.030%，Cr 14.20%，Ni7.10%，Cu 0.80%，Mo 0.90%，S 0.0015%，N 0.008%，Al 0.002%,其余为Fe与不可避免的杂质；
2、AOD扒渣站扒除炉渣：将钢包一吊运至扒渣站，进行扒渣处理，炉渣厚度20mm；
3、将连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包吊运到扒渣站，将该钢包内炉渣加入到钢包一中。连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包内炉渣按重量百分比计，具体成分为：CaO 65%，SiO2 5%，Al2O3 25%，MgO 2.3%，TiO2 2.5%，FeO+Cr2O3 0.2%；
4、LF进站化渣：钢包一进入LF进行通电，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85%计算，喂入钛线150米/吨；
6、LF弱吹：氩气流量调至300NL/min，吹氩30min；
7、将步骤6所得钢液铸成钢坯，得到高硅含钛奥氏体不锈钢产品。高硅含钛奥氏体不锈钢产品，按重量百分比计，具体成分为：C 0.050%、Si 1.65%、Mn 0.55%、P 0.03%、Cr14.20%、Ni 7.10%、Cu 0.80%、Mo 0.90%、S 0.0015%、N 0.01%，Al 0.002%、Ti 0.36%，其余为Fe与不可避免的杂质；
图2为实施例2生产高硅含钛奥氏体不锈钢301H中夹杂物显微照片。从图中可以看出，夹杂物尺寸小于10微米，不锈钢产品无水口结瘤和表面缺陷的问题。
实施例3
钢种301H，高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法，包括以下步骤：
1、钢水在AOD转炉进行脱碳、还原和脱硫处理，处理后将钢液出钢至钢包一，钢液按重量百分比计，具体成分为：C 0.035%、Si 1.42%、Mn 0.51%、P 0.033%、Cr 13.90%、Ni7.02%、Cu 0.68%、Mo 0.86%、S 0.001%、N 0.009%，Al 0.003%,其余为Fe与不可避免的杂质；
2、AOD扒渣站扒除炉渣：将钢包一吊运至扒渣站，进行扒渣处理，炉渣厚度25mm；
3、将连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包吊运到扒渣站，将该钢包内炉渣加入到钢包一中。连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包内炉渣按重量百分比计，具体成分为：CaO 62%，SiO2 8%,Al2O3 22%,MgO 4.5%、TiO2 3.1%,FeO+Cr2O3 0.4%；
4、LF进站化渣：钢包一进入LF进行通电，钢水温度升至1590℃；炉渣化好后，氩气流量控制在400NL/min，吹氩12min；
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85%计算，喂入钛线140米/吨；
6、LF弱吹：氩气流量调至250NL/min，吹氩24min；
7、将步骤6所得钢液铸成钢坯，得到高硅含钛奥氏体不锈钢产品。高硅含钛奥氏体不锈钢产品，按重量百分比计，具体成分为：C 0.042%、Si 1.58%、Mn 0.51%、P 0.033%、Cr13.95%、Ni 7.02%、Cu 0.68%、Mo 0.86%、S 0.001%、N 0.011%、Al 0.003%、Ti 0.33%，其余为Fe与不可避免的杂质；
图3为实施例3生产的高硅含钛奥氏体不锈钢301H中夹杂物显微照片。从图中可以看出，夹杂物尺寸小于10微米，不锈钢产品无水口结瘤和表面缺陷的问题。

Claims (3)

1.一种高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将钢水在AOD转炉进行脱碳、还原和脱硫处理，处理后将钢液出钢至钢包一，所述钢液的成分以重量百分比计为：C 0.030-0.040%、Si 1.30-1.50%、Mn 0.45-0.55%、P≤0.035%、Cr 13.80-14.20%、Ni 6.90-7.10%、Cu 0.60-0.80%、Mo 0.80-0.90%、S≤0.002%、N≤0.01%，Al≤0.005%，其余为Fe 与不可避免的杂质；
步骤二、将步骤一中钢包一吊运至扒渣站，进行扒渣处理，扒除炉渣；
步骤三、将连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包吊运至扒渣站，将该钢包中炉渣加入到步骤二的钢包一中；所述连铸浇铸完毕的含钛超纯铁素体不锈钢钢包中炉渣的成分以重量百分比计为：CaO 60-65%，SiO2 5-10%，Al2O3 20-25%，MgO≤6%，TiO2 2.5-3.5%，FeO+Cr2O3 0.2-0.5%；
步骤四、LF进站化渣：钢包一进入LF进行通电，将钢水温度升至1580～1600℃；炉渣化好后，氩气流量控制在300～500NL/min，吹氩10～15min；
步骤五、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85%计算，喂入钛线130-150米/吨；
步骤六、LF弱吹：氩气流量调至200～300NL/min，吹氩20～30min，得到钢液；
步骤七、将步骤六所得钢液铸成钢坯，得到高硅含钛奥氏体不锈钢产品。
2.如权利要求1所述的一种高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法，其特征在于，步骤二中，所述扒除炉渣的厚度≤30mm。
3.如权利要求1所述的一种高硅含钛奥氏体不锈钢的冶炼方法，其特征在于，步骤七中，所述高硅含钛奥氏体不锈钢产品的成分以重量百分比计为：C 0.040-0.050%、Si 1.55-1.65%、Mn 0.45-0.55%、P≤0.035%、Cr 13.80-14.20%、Ni 6.90-7.10%、Cu 0.60-0.80%、Mo0.80-0.90%、S≤0.002%、N≤0.012%，Al≤0.005%，Ti 0.30-0.36%，其余为Fe 与不可避免的杂质。
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