一种冶炼极低碳高硅不锈钢的方法技术

一种冶炼极低碳高硅不锈钢的方法，它通过控制ＶＯＤ炉的真空度和钢液温度，利用钢液中的残余氧脱碳，对初炼钢液进行精炼，能稳定地冶炼出含碳≤０. ０１５％的高硅（２～７％）不锈钢。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及不锈钢冶炼方法，特别适用于冶炼极低碳高硅不锈钢。极低碳高硅不锈钢是近期专利技术用于取代金属钛的耐浓硫酸腐蚀的新金属材料，有宽广的市场前景。当前，在工业生产条件下，生产极低碳(例如碳≤0.02%)高硅(例如硅含量2～7%)不锈钢，最大的难点是碳含量往往超过0.02%，不仅造成许多废品，浪费了大量人力和物力，而且由于冶炼成功率很低，限制了化工业等部门的发展。例如，采用真空感应炉法冶炼时，由于不能吹氧脱碳，只能在高真空状态下，利用延长精炼时间，进行微量地脱碳;为避免合金材料带入碳，须采用昂贵的金属材料(金属铬、金属硅及金属锰等)和超低碳软铁;而且在高真空状态下延长精炼时间脱碳，易损害坩埚，甚至导致漏钢事故发生，其结果，不但生产成本高，而且生产量少。又如，在VOD(真空吹氧精炼)炉上若采用常规工艺冶炼则会因硅铁或金属硅中带进的碳，往往使钢中含碳大于0.02%，使全炉钢成为废品。此外，若采用AOD(吹氩氧精炼)炉冶炼，由于不具备真空条件，比VOD炉更困难，炼成率极低。本专利技术提供的采用VOD炉冶炼极低碳高硅不锈钢的方法，是指在真空度≤1/760atm(1/760atm＝1TORR＝133.322Pa)、温度≥1600℃状态下，利用钢液中的残余氧，将碳降到0.005%以下，生产极低碳高硅不锈钢的VOD炉精炼工艺。本专利技术完好地解决了前述的技术难题，能成功地用于工业生产。本专利技术涉及到钢液及氧化反应的热力学计算，要使(SiO2)+2＝2｛CO｝+(自由能变化△G1°＝131100-73.87T)的反应向右进行，自由能变化△G必须≤O。即△G＝△G1°+RTLg (P2co·fai)/(a(sio2)·f2c)＝131100-73.87T+4.575T｛Lgfsi-Lga(sio2)-2Lgfc-2Lg}上式中R气体常数＝1.987Cal/mol·kT绝对温度(K)PcoCO气泡的分压力(atm)fsi钢液中si的活度系数钢液中si含量(wt%)a(sio2) 渣中SiO2的活度fc钢液中碳的活度系数钢液中碳含量(wt%)4.575＝R×(自然对数转换成常用对数的转换值2.303)。设VOD炉精炼条件为Pco＝1/760atma(sio2)＝0.1＝4%＝0.005%＝15%＝15%将以上条件代入式中，并查表得Lgfsi＝0.5150，Lgfc＝0.1407，得△G＝131100-70.777T令△G＝0，则T≈1852.3K，即1579.3℃从以上计算可知，当VOD炉的真空度(即Pco)达1/760atm时，即使钢液中含硅量为4%，只要钢液温度≥1600℃，就可以利用钢液中的残余氧，将脱到0.005%以下。本专利技术提供的采用VOD炉冶炼极低碳高硅不锈钢的工艺具体是首先，在一般真空度(1200～17000Pa)下，对钢液进行吹氧脱碳，当碳降至0.03%后，继续吹氧2～3分钟，使钢液过氧化;然后，在较高真空度(200～300Pa)下，利用钢液中的剩余氧脱碳，使碳降至0.01%以下。最后，加入硅铁，在高真空度(＜130Pa)下，加大氩气供量，强烈搅拌钢液，再次利用钢液中的残氧，将硅铁带入的碳去除;分三步完成对钢液脱碳后，视需要补加少量合金，调整成份，并造渣，最终稳定地获得含碳量≤0.015%的高硅(硅含量2～7%)不锈钢。经湖北省专利管理局、湖北省科学技术情报局和黄石市专利事务所分别对1985年以来专利文献进行检索后认定，未发现有与本专利技术相同的专利申请及文献报导。使用一般的废钢和铁合金，钢液在电弧炉完成初炼后即可用本专利技术稳定地冶炼出含碳量≤0.015%的高硅不锈钢。成本低廉，能组织工业性批量生产，显示了本专利技术在技术上的创造性和明显的经济效益。实施例在18tVOD炉上精炼OOCr14Ni14Si4钢。该钢的化学成份标准 使用的原材料不锈钢废料，碳素废钢，高碳铬铁，镍板，硅铁，锰铁，微碳铬铁，铝块，硅钙粉，石灰和萤石。权利要求1.，其特征在于它通过VOD炉对炉内真空度的控制，并将钢液的温度控制在1600℃以上，利用钢液中的残余氧脱碳对初炼钢液进行精炼，能冶炼出含碳量≤0.015%的高硅(2～7%)不锈钢。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于真空度为1200～1700Pa，对初炼钢液进行吹氧脱碳，当碳降至0.03%以后，继续吹氧2～3分钟使钢液过氧化。3.根据权利要求1、2所述的方法，其特征在于真空度为200～300Pa，利用钢液中剩余氧脱碳，使碳量降至0.01%以下。4.根据权利要求1～3所述的方法，其特征在于真空度在130Pa以下，加入硅铁并加大氩气流量，使其钢液强烈搅拌，再次利用钢液中的残余氧将硅铁带入的碳去除后，视需要补加少量合金调整其成份并造渣，炼出含碳量≤0.015%的高硅(2～7%)不锈钢。全文摘要，它通过控制VOD炉的真空度和钢液温度，利用钢液中的残余氧脱碳，对初炼钢液进行精炼，能稳定地冶炼出含碳≤0.015％的高硅(2～7％)不锈钢。文档编号C22C33/04GK1097809SQ9310894公开日1995年1月25日 申请日期1993年7月23日 优先权日1993年7月23日专利技术者杨凡, 顾友良, 陈幼金 申请人:大冶钢厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冶炼极低碳高硅不锈钢的方法，其特征在于：它通过ＶＯＤ炉对炉内真空度的控制，并将钢液的温度控制在１６００℃以上，利用钢液中的残余氧脱碳对初炼钢液进行精炼，能冶炼出含碳量≤０. ０１５％的高硅（２～７％）不锈钢。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凡，顾友良，陈幼金，
申请(专利权)人：大冶钢厂，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]