一种低磷不锈钢的生产工艺制造技术

本发明专利技术适用于金属冶炼技术领域，提供一种低磷不锈钢的生产工艺，包括：将固态金属置于非真空感应炉中融化，并调整所得钢水中的碳含量≥1.0%；将所述钢水兑入AOD炉进行吹炼，吹炼温度控制在1550℃~1600℃；吹炼过程中，在钢水中加入造渣材料进行造渣，目标碱度为3.5~4.5；采用氧、氮气体混合吹炼，气体流量控制为800~1000m

【技术实现步骤摘要】
一种低磷不锈钢的生产工艺
本专利技术属于金属材料冶炼
，尤其涉及一种低磷不锈钢的生产工艺。
技术介绍
当前，我国不锈钢产业发展迅速，但主要产品还是集中在棒线材、制管等中低端领域，一部分优质材料和高端产品还依赖进口，其中尿素级不锈钢、核电、石油化工等高端不锈钢都对钢中的杂质和有害元素有严格的要求，比如尿素级、硝酸级不锈钢要求钢中P≦0.015%，高端石油化工输气管道用钢也要求磷含量在0.015%以下，用以提高钢材的使用性能，最新研究结果表明，降低钢中磷含量可以提高不锈钢的耐腐蚀性能，对提高化工、石化装备的使用寿命有重要作用。目前国内不锈钢生产磷含量的控制主要靠低磷原材料来实现，国内青山不锈、永兴特钢等企业都采用低磷镍铁（或镍铁水）来控制钢中磷含量，太钢、宝钢不锈等大型企业采用铁水脱磷工艺来生产低磷不锈钢，中航上大高温合金材料有限公司采用EAF→AOD→LF工艺流程生产不锈钢，在生产低磷不锈钢时原工艺采用电炉脱磷，存在脱磷时间长的问题；另外受石墨电极价格上涨的影响，采用电炉脱磷生产成本也明显上升。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种低磷不锈钢的生产工艺，旨在解决以上技术问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种低磷不锈钢的生产工艺，所述工艺包括：将固态金属置于非真空感应炉中融化，并调整所得钢水中的碳含量≥1.0%；将所述钢水兑入AOD炉进行吹炼，吹炼温度控制在1550℃~1600℃；在吹炼过程中，在所述钢水中加入造渣材料进行造渣，目标碱度为3.5~4.5；采用氧、氮气体混合吹炼，气体流量控制为800~1000m3/h；吹炼40~50分钟后，停止吹炼，取样分析钢水中磷含量；当钢水中磷含量≤0.003%后，去除炉内氧化渣，即得低磷钢水；根据炉内成分分析结果，在所述低磷铁水中加入铬铁合金，继续吹氧脱碳、合金化处理，直至冶炼结束。在本专利技术实施例中，通过将钢水兑入AOD炉进行吹炼，吹炼温度控制在1550℃~1600℃；并在吹炼过程中，在所述钢水中加入造渣材料进行造渣，目标碱度为3.5~4.5；同时，采用氧、氮气体混合吹炼，气体流量控制为800~1000m3/h；吹炼40~50分钟后，停止吹炼，取样分析钢水中磷含量；当钢水中磷含量≤0.003%后，去除炉内氧化渣，即得低磷钢水，进而对所得低磷钢水进行常规冶炼；一方面，所得不锈钢中磷含量低于0.015%，满足核电、化工等不锈钢的生产；另一方面，采用AOD吹炼前期脱磷，后期脱碳方式生产低磷不锈钢，且其前期钢水温度相对较低，动力学条件好，与传统电炉脱磷或铁水脱磷工艺相比，大大节约能源消耗、降低生产成本，脱磷效率高；同时，本专利技术拓展了AOD的冶金功能，拓宽了AOD炉冶炼不锈钢的品种范围。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。本专利技术实施例提供的一种低磷不锈钢的生产工艺，通过在AOD吹炼前期控制吹炼温度为1550℃~1600℃，并在吹炼过程中，添加造渣材料，目标碱度为3.5~4.5；以及采用氧、氮气体混合吹炼，气体流量控制为800~1000m3/h；吹炼40~50分钟后，最终所得不锈钢中磷含量低于0.015%，满足核电、化工等不锈钢的生产；另外，本专利技术采用AOD吹炼前期脱磷，后期脱碳方式生产低磷不锈钢，拓展了AOD的冶金功能，拓宽了AOD炉冶炼不锈钢的品种范围，且其前期钢水温度相对较低，动力学条件好，与传统电炉脱磷或铁水脱磷工艺相比，大大节约能源消耗、降低生产成本，脱磷效率高。值得注意的是，AOD是不锈钢专用冶金设备，常规只应用于脱碳、合金化、脱氧等冶金技术，本专利技术根据脱磷反应的原理，在AOD设备上实现脱磷技术的应用。在本专利技术实施例中，AOD脱磷技术需要对前道工序（电炉或非真空感应炉）熔化钢水的成分控制做调整，尤其是钢水的C含量做要求，以满足AOD前期脱磷的热量损失。在本专利技术实施例中，采用AOD设备炉容比大，熔池反应空间充分，可以实现钢渣直接反应充分有效，能有效促进脱磷反应的进行。在本专利技术实施例中，在AOD脱磷期间，白灰、萤石按3:1的重量百分比比例加入钢水中，造高碱度氧化渣；同时，炉中还可以继续按体系重量百分比的15~20%比例配入氧化铁，提高炉渣氧化性，按此造渣工艺能够满足钢水的脱磷要求，实现钢水脱磷。在本专利技术实施例中，AOD常规不锈钢生产炉渣碱度控制在1.8～2.0，为满足脱磷需要，低磷不锈钢生产，AOD前期造渣制度要根据脱磷要求调整至3.5～4.5，满足脱磷要求。在本专利技术实施例中，利用AOD侧枪供气流量800~1000m3/h，O：N比例控制5：1，能够满足熔池搅拌和钢渣反应的要求，促进钢中脱磷反应的进行。实施例1AOD冶炼前，采用非真空感应炉，将废钢、返回料等固态金属熔化，为配合AOD脱磷要求，将所得钢水中碳含量调整至1.5%；熔化钢水采用钢包盛装兑入AOD炉，吹炼温度控制在1600℃；在脱磷吹炼过程中按30Kg/吨钢水加入比例加入萤石、白云石、烧结矿（萤石、白云石、烧结矿的重量百分比为1:1:1），分批次加入，每次加入量控制在350Kg，目标碱度为3.5；采用氧、氮气体混合吹炼（氧与氮的比例为7:1），气体流量控制800m3/h；吹炼40分钟后（碳含量为0.2%），停止吹炼，取样分析钢水中磷含量后（此时磷含量为0.003%），彻底去除炉内氧化渣；钢水脱磷结束，根据炉内成分分析结果，加入铬铁合金，继续吹氧脱碳，后续脱碳、合金化直至冶炼结束，后续冶金操作与常规冶炼一致。实施例2AOD冶炼前，采用非真空感应炉，将废钢、返回料等固态金属熔化，为配合AOD脱磷要求，将所得钢水中碳含量调整至2%；熔化钢水采用钢包盛装兑入AOD炉，吹炼温度控制在1550℃；在脱磷吹炼过程中按30Kg/吨钢水加入比例加入萤石、白灰（萤石、白灰的重量百分比为1:1），分批次加入，每次加入量控制在350Kg，目标碱度为4.5；采用氧、氮气体混合吹炼（氧与氮的比例为8:1），气体流量控制800m3/h；吹炼50分钟后（碳含量为0.15%），停止吹炼，取样分析钢水中磷含量后（此时磷含量为0.002%），彻底去除炉内氧化渣；钢水脱磷结束，根据炉内成分分析结果，加入铬铁合金，继续吹氧脱碳，后续脱碳、合金化直至冶炼结束，后续冶金操作与常规冶炼一致。实施例3AOD冶炼前，采用非真空感应炉，将废钢、返回料等固态金属熔化，为配合AOD脱磷要求，将所得钢水中碳含量调整至1.5%；熔化钢水采用钢包盛装兑入AOD炉，吹炼温度控制在1580℃；在脱磷吹炼过程中按30Kg/吨钢水加入比例加入白灰、萤石（白灰与萤石的重量比为1:3），分批次加入，每次加入量控制在450Kg，目标碱度为3.9；采用氧、氮气体混合吹炼（氧与氮的比例为5:1），气体流量控制900m3/h；吹炼45分钟后（碳含量为0.2%），本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低磷不锈钢的生产工艺，其特征在于，所述工艺包括：将固态金属置于非真空感应炉中融化，并调整所得钢水中的碳含量≥1.0%；将所述钢水兑入AOD炉进行吹炼，吹炼温度控制在1550℃~1600℃；在吹炼过程中，在所述钢水中加入造渣材料进行造渣，目标碱度为3.5~4.5；采用氧、氮气体混合吹炼，气体流量控制为800~1000m3/h；吹炼40~50分钟后，停止吹炼，取样分析钢水中磷含量；当钢水中磷含量≤0.003%后，去除炉内氧化渣，即得低磷钢水；根据炉内成分分析结果，在所述低磷铁水中加入铬铁合金，继续吹氧脱碳、合金化处理，直至冶炼结束。

【技术特征摘要】
1.一种低磷不锈钢的生产工艺，其特征在于，所述工艺包括：将固态金属置于非真空感应炉中融化，并调整所得钢水中的碳含量≥1.0%；将所述钢水兑入AOD炉进行吹炼，吹炼温度控制在1550℃~1600℃；在吹炼过程中，在所述钢水中加入造渣材料进行造渣，目标碱度为3.5~4.5；采用氧、氮气体混合吹炼，气体流量控制为800~1000m3/h；吹炼40~50分钟后，停止吹炼，取样分析钢水中磷含量；当钢水中磷含量≤0.003%后，去除炉内氧化渣，即得低磷钢水；根据炉内成分分析结果，在所述低磷铁水中加入铬铁合金，继续吹氧脱碳、合金化处理，直至冶炼结束。2.如权利要求1所述的低磷不锈钢的生产工艺，其特征在于，所述吹炼温度为1580℃。3.如权利要求1所述的低磷不锈钢的生产工艺，其特征在于，所述造渣材料为白灰、萤石、白云石、烧结矿的一种或几种。4.如权利要求3所述的低...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣杰，毕正绪，史咏鑫，张欢欢，赵凯，
申请(专利权)人：中航上大高温合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13