一种用于半导体设备的超纯净钢的制作方法技术

本发明专利技术涉及超纯净钢技术领域，具体关于一种用于半导体设备的超纯净钢的制作方法，其生产工艺路线为：钢水脱硫

【技术实现步骤摘要】
一种用于半导体设备的超纯净钢的制作方法


[0001]本专利技术涉及超纯净钢
，尤其是一种用于半导体设备的超纯净钢的制作方法
。

技术介绍

[0002]超纯净钢由于具有比普通钢更好的使用性能，广泛应用于燃机轮盘锻件
、
火电高温部件
、
半导体芯片等制造，是高附加值产品之一，具有很大的应用场景
。
但是由于超纯净钢要求
Si≤0.04%、Mn≤0.04%、P≤0.003%
，冶炼难度极大
。
同时按照国际惯例要求超纯净指标
P+S+H+O+N≤80
×
10
‑6，这对脱气也提出了严格的要求，性能要求极高
、UT
检测也很严苛
。
[0003]在半导体芯片装备领域的主要产品为超高纯不锈钢，用于半导体芯片装备管阀件，对合金材料的纯净度要求极高
。
[0004]中国专利
CN201910813997.5
：提供一种制备超纯净钢的电化学精炼装置及精炼方法，属于钢铁冶金的炉外精炼和纯净钢生产

。
该电化学精炼装置包括钢包，钢包内设置有钢液，钢包的底部设置有氩气透气砖，钢液上设置有精炼合成渣，精炼合成渣内设置有两个阳极电极，精炼合成渣上设置有一个阴极电极，钢包的一侧设置有阳极信号电极；两个阳极电极
、
一个阴极电极和一个电源构成钢水的电化学精炼的电极装置，两个阳极电极
、
阳极信号电极和一个电源构成两个阳极与钢液面距离的阳极位置反馈电极装置
。
[0005]中国专利
CN201710031701.5
：公开了一种控制球状夹杂物冶炼超纯净钢的工艺方法，包括以下步骤：
KR
铁水脱硫：采用
KR
搅拌脱硫，保证入炉前铁水中的
S≤20ppm
；顶底复吹转炉吹炼：使用规格
100T
顶底复吹转炉冶炼，保证出钢的
C
的质量百分比
ω
[C]≥0.10%
；长时间炉外精炼：精炼时间在
40
～
150min
的范围内，全程采用弱搅拌，搅拌氩气流量在
100
～
800NL/min
的范围内，控制精炼吊包
Al
的质量百分比
ω
[Al]在
0.030%
～
0.050%
的范围内；
RH
长时间真空处理：
RH
处理的时间在
25
～
40min
的范围内；软吹后钢水静置
。
[0006]中国专利
CN200610039275.1
：涉及一种超纯净钢用精炼渣的制备方法，其特征是所用原料石灰
CaO≥93
％，
SiO2≤2
％，
TiO2≤100ppm
，铝基料为
Al2O3≥99.5
％
、TiO2≤50ppm
的煅烧氧化铝和
/
或工业氧化铝和
/
或电熔氧化铝，所得精炼渣化学组成为：
CaO 45
‑
59
％
wt
，
Al2O340
‑
50
％
wt
，
SiO
21‑5％
wt
，其中
TiO2≤50ppm
，
N≤200ppm
，
(B+Pb)≤100ppm
，
(S+P)≤200ppm。
从而使所得精炼渣中不希望的杂质和有害元素含量极低，可以满足超纯净钢精炼
。
并且还加入石油焦保气剂和碳酸钡调渣剂，有效降低了高纯精炼渣熔点，加快了熔化速度，化渣快，发气时间长，发泡效果好，并能提高精炼渣的硫
、
磷比容量，是一种冶炼超纯净钢的新型精炼渣，经试生产的轴承钢
、
汽车用钢合格率
98
％以上，其中轴承钢按国际
SKF
标准检测合格率超过了
90
％
。
[0007]以上专利及现有技术，在炼钢过程中，磷只能在电炉粗炼阶段有一定的去除量，在钢包精炼炉中，需要进行造渣
、
合金化等操作，不仅不能脱磷，而且在加入各类渣料
、
脱氧
、
铁合金的过程中，还会带入一定的磷或者出现回磷问题，导致钢水增磷
。
[0008]现有技术的除磷剂，采用无机金属氧化物，或无机盐，由于研磨的颗粒小，容易团
聚，投到钢水中会形成结块，不能均匀分散，影响了除磷效果
。

技术实现思路

[0009]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于半导体设备的超纯净钢的制作方法，其生产工艺路线为：钢水脱硫
、
转炉脱磷
、
真空脱气
、
中间包精炼和保护浇注
。
[0010]作为上述方案的补充，所述钢水脱硫采用混铁车顶喷脱硫法；主要脱硫工艺参数：碳化钙单耗
4.2
‑
4.6kg/
吨钢水，喷粉速度
40
‑
44kg/min
，氮气流量
300
‑
450m3/h
，喷枪插入深度
1.30
‑
1.34m。
[0011]作为上述方案的补充，所述转炉脱磷采用顶吹高流量供氧
、
底吹低流量搅拌的吹炼技术；顶吹供氧采用喷头，吹炼前期脱磷供氧流量控制在
15000
‑
25000m3/h
；转炉吹炼前期脱磷结束后排除炉渣，再次造渣吹炼，正常供氧流量为
40000
‑
55000m3/h
，氧枪枪位
2.6
‑
3.0m
，供氧时间
10
‑
15min
，直至停吹；底吹采用全程吹氩，供气流量在
600
‑
2000m3/h
；熔池温度为
1200
‑
1300℃
；炉渣碱度为
3.2
‑
3.4
；炼停吹温度为
1670
‑
1675℃。
[0012]作为上述方案的补充，钢水脱硫前钢包内钢水氧含量调整到
0.03%
‑
0.035%
；钢包内渣子厚度
30
‑
45mm;
作为上述方案的补充，转炉脱磷加入
20
‑
40kg
脱磷剂
/
吨钢水，进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于半导体设备的超纯净钢的制作方法，其生产工艺路线为：钢水脱硫
、
转炉脱磷
、
真空脱气
、
中间包精炼和保护浇注；其特征在于：所述转炉脱磷工艺中，加入
20
‑
40kg
脱磷剂
/
吨钢水，进行稠渣；所述脱磷剂的组成为：按重量份，将
10
‑
25
份氧化钙，
10
‑
25
份氧化铁
Fe2O3，1‑5份萤石，与
0.3
‑
1.2
份表面处理助剂，
100
‑
150
份去离子水混匀，在高速球磨机中球磨1‑2小时，磨后浆料粒径1‑8μ
m
；然后进行喷雾干燥，喷雾干燥后，得到脱磷剂；所述表面处理助剂为丙烯酸镁硅氧烷共聚物，其制备方法为：按重量份，将
0.3
‑
1.6
份的丙烯酸镁，
0.003
‑
0.05
份的乙烯基二茂铁，2‑
3.5
份的乙烯基聚二甲基硅氧烷，
20
‑
40
份的甲苯，
0.5
‑2份的过氧化苯甲酰，在
80
‑
90℃
搅拌
100
‑
160
分钟，减压蒸馏除去甲苯，得到丙烯酸镁硅氧烷共聚物
。2.
根据权利要求1所述用于半导体设备的超纯净钢的制作方法，其特征在于：所述喷雾干燥的温度为
200
‑
230℃。3.
根据权利要求1所述用于半导体设备的超纯净钢的制作方法，其特征在于：所述钢水脱硫采用混铁车顶喷脱硫法；主要脱硫工艺参数：碳化钙单耗
4.2
‑
4.6kg/
吨钢水，喷粉速度
40
‑
44kg/min
，氮气流量
300
‑
450m3/h
，喷枪插入深度
1.30
‑
1.34m。4.
根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：江庆东，王芬芳，杨洁琼，刘颖波，
申请(专利权)人：浦夕特种合金上海有限公司，
类型：发明
国别省市：