一种超纯铁素体不锈钢脱氧及夹杂物控制的方法技术

本发明专利技术涉及不锈钢冶炼领域，具体是一种超纯铁素体不锈钢脱氧及夹杂物控制的方法。VOD精炼炉处理步骤，在VOD精炼炉脱碳结束后，使用Si-Al合金复合脱氧，然后在VOD精炼炉中加入钛铁深脱氧，使产生的夹杂物上浮去除夹杂物；LF精炼炉处理步骤，LF精炼后期进行钙处理，对夹杂物进行变性处理。本发明专利技术能够消除钛氧化物以及含钛复合氧化物夹杂物，有效抑制镁铝尖晶石的形成，使钢中夹杂物主要为细小弥散的TiN夹杂，对钢的性能的不利影响极小，还可以起到细化晶粒，提高钢材韧性及强度等作用；并且可以降低钢中N含量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及不锈钢冶炼领域，具体是一种超纯铁素体不锈钢脱氧及夹杂物控制的方法。
技术介绍
超纯铁素体不锈钢是将传统铁素体不锈钢中的碳、氮含量控制在较低水平，并使其性能显著改善的一种耐腐蚀型较强的不锈钢。它具有含镍不锈钢所具有的成型性、经济性、耐蚀性、抗氧化性等性能，具有低成本、耐应力腐蚀性能优异等显著特点，被称为经济型不锈钢，应用前景广阔。铁素体不锈钢中C、N会在晶界处析出氮化物及碳化物，降低产品的耐腐蚀性能，同时恶化产品的韧性及焊接性能。生产超纯铁素体不锈钢最主要的技术就是控制钢中的间隙元素C、N含量。超纯铁素体不锈钢在精炼过程中，可以将钢中碳和氮的含量降低至很低的范围，在此基础上，添加Ti、Nb等稳定化元素进行合金化，固定钢中多余的C、N，可以获得高铬超纯铁素体不锈钢。超纯铁素体不锈钢产品不仅对生产性能要求严格，对产品的表面质量也有很严的要求。表面缺陷会降低超纯铁素体不锈钢产品的成材率，也会导致产品在腐蚀环境下发生腐蚀，同时也降低了产品的抗氧化性、抗疲劳性以及加工性能。热轧板上的鳞折缺陷在冷轧之后沿着轧制方向拉长，在热轧板的表面产生长条状缺陷。产生的原因是钢液中的TiO2夹杂物进入到连铸坯中，在轧制过程中被挤到板坯表面，并随着金属基体的延展而延长。对该夹杂物的成分进行能谱分析，得出其主要为TiO2夹杂。TiO2与精炼渣中的CaO反应，生成高熔点的钙钛矿，该种夹杂易形成连铸坯皮下夹杂，并且容易引起不锈钢的点蚀。翻皮缺陷的夹杂物主要为残留在铸坯表面的钛氧化物，以及含钛的复合氧化物夹杂物，单独的氧化钛类夹杂物很难在钢包、中间包和结晶器中上浮去除。铁素体不锈钢中的夹杂物主要是A12O3，TiOx，TiN，MgO·A12O3及其复合夹杂物。这些夹杂物的存在对钢的连铸、轧制过程及成品的表面质量、力学性能等都有较大的不利影响，处理的不恰当会使不锈钢的耐腐蚀性降低。因此，要设法避免或减少有害夹杂物的生成，或着使生成的夹杂物能够尽量聚合上浮被渣吸收而排出钢液，从而提高钢液的洁净度。而细小弥散的TiN夹杂对钢的性能的不利影响极小，并且还可以起到细化晶粒，提高钢材韧性及强度等作用。超纯铁素体不锈钢生产工艺为了提高Ti的收得率，一般在VOD精炼过程中用铝强脱氧后，在LF精炼后期加入钛铁提高钛的收得率。但是，加入Ti铁后产生的钛氧化物，以及含钛的复合氧化物夹杂物，很难在钢包、中间包和结晶器中上浮去除；而且采用Al深脱氧，钢中存在镁铝尖晶石；这些夹杂物对铁素体不锈钢的表面质量、性能等都有较大的不利影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：如何消除钛氧化物以及含钛复合氧化物夹杂物，有效抑制镁铝尖晶石的形成，使钢中夹杂物主要为细小弥散的TiN夹杂，对钢的性能的不利影响极小。本专利技术所采用的技术方案是：一种超纯铁素体不锈钢脱氧及夹杂物控制的方法，VOD精炼炉处理步骤，在VOD精炼炉脱碳结束后，使用Si-Al合金复合脱氧，然后在VOD精炼炉中加入钛铁深脱氧，使产生的夹杂物上浮去除夹杂物；LF精炼炉处理步骤，LF精炼后期进行钙处理，对夹杂物进行变性处理。作为一种优选方式：VOD精炼炉处理步骤中，VOD精炼炉脱碳结束后，加入纯铝、硅铁进行还原，铝丸加入量为吨钢4kg，硅铁加入量为硅元素吨钢5.5-6.5kg；同时加入石灰、萤石造渣脱硫，石灰加入量为吨钢35-45kg，萤石加入量为吨钢3.5-4.5kg，还原10分钟后，加入钛铁进行深脱氧，钛铁加入量为钛元素含量吨钢1-1.5kg，继续还原5分钟以上后处理结束。作为一种优选方式：LF精炼炉处理步骤中，钢包进来后，使用钛线调整钛含量到目标控制范围内，同时吹氩搅拌，搅拌时间≥20分钟；在LF精炼后期进行钙处理，硅钙线喂入量为吨钢2.0-2.5米；钙处理后搅拌时间≥15分钟。本专利技术的有益效果是：1、现有技术为了提高钛铁的回收率，钛铁是在LF精炼后期加入，而本专利技术是在VOD精炼炉使用Si-Al合金复合脱氧后，通过提前在VOD加入钛铁深脱氧，使产生夹杂物有充分时间上浮去除；2、通过在LF精炼后期进行钙处理，对夹杂物进行变性处理；3、通过这种方法，能有效去除对铁素体不锈钢危害极大的钛氧化物以及含钛的复合氧化物夹杂物和镁铝尖晶石，钢中夹杂物主要为细小弥散的TiN夹杂，而细小弥散的TiN夹杂对钢的性能的不利影响极小，并且还可以起到细化晶粒，提高钢材韧性及强度等作用；4、通过这种方法，所生成的TiN夹杂物有充足的时间上浮去除，降低了钢中N含量，实践中降低量能达到10ppm以上；最终提高了超纯铁素体不锈钢的表面质量、性能。具体实施方式实施例1VOD精炼炉脱碳结束后，加入铝丸、硅铁进行还原，铝丸加入量为吨钢4kg，硅铁加入量为硅元素含量吨钢6kg；同时加入石灰、萤石造渣脱硫，石灰加入量为吨钢40kg，萤石加入量为吨钢4kg。还原10分钟后，加入低碳低氮钛铁进行深脱氧，钛铁加入量为钛元素含量吨钢1.3kg，继续还原5分钟后处理结束后，吊运到LF精炼炉继续处理。钢包到达LF精炼炉后，送电化渣，调整温度；喂入钛线80米，调整钛含量到目标控制范围内；同时吹氩搅拌，大流量搅拌时间20分钟，中流量搅拌时间10分钟；在LF精炼后期进行钙处理，硅钙线喂入量为吨钢2.5米；钙处理后弱搅16分钟后处理结束，吊运到连铸工序进行浇铸。实施例2VOD精炼炉脱碳结束后，加入铝丸、硅铁进行还原，铝丸加入量为吨钢4kg，硅铁加入量为硅元素含量吨钢6.5kg；同时加入石灰、萤石造渣脱硫，石灰加入量为吨钢40kg，萤石加入量为吨钢4.5kg。还原10分钟后，加入低碳低氮钛铁进行深脱氧，钛铁加入量为钛元素含量吨钢1.5kg。继续还原6分钟后处理结束后，吊运到LF精炼炉继续处理钢包到达LF精炼炉后，送电化渣，调整温度；喂入钛线40米，调整钛含量到目标控制范围内；同时吹氩搅拌，大流量搅拌时间20分钟，中流量搅拌时间15分钟；在LF精炼后期进行钙处理，硅钙线喂入量为吨钢2.5米；钙处理后弱搅15分钟后处理结束，吊运到连铸工序进行浇铸。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超纯铁素体不锈钢脱氧及夹杂物控制的方法，其特征在于：VOD精炼炉处理步骤，在VOD精炼炉脱碳结束后，使用Si‑Al合金复合脱氧，然后在VOD精炼炉中加入钛铁深脱氧，使产生的夹杂物上浮去除夹杂物；LF精炼炉处理步骤，LF精炼后期进行钙处理，对夹杂物进行变性处理。

【技术特征摘要】
1.一种超纯铁素体不锈钢脱氧及夹杂物控制的方法，其特征在于：
VOD精炼炉处理步骤，在VOD精炼炉脱碳结束后，使用Si-Al合金复合脱氧，然后在VOD精炼炉中加入钛铁深脱氧，使产生的夹杂物上浮去除夹杂物；
LF精炼炉处理步骤，LF精炼后期进行钙处理，对夹杂物进行变性处理。
2.根据权利要求1所述的一种超纯铁素体不锈钢脱氧及夹杂物控制的方法，其特征在于：VOD精炼炉处理步骤中，VOD精炼炉脱碳结束后，加入纯铝、硅铁进行还原，铝丸加入量为吨钢4kg，硅铁加入量为硅元素吨钢5.5-6.5k...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟俊，欧西达，郎炜昀，刘春来，常国栋，白晋钢，刘卫东，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14