CN103397141B - 一种高铝不锈钢的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高铝不锈钢的冶炼方法，属于不锈钢冶炼技术领域。它包括下述步骤：Ⅰ转炉出钢；ⅡVOD吹炼；Ⅲ扒渣；ⅣVOD还原；ⅤVOD铝合金化；ⅥLF精炼。该方法不仅有效地降低了钢水中的Si含量，使钢中Si≤0.10%，而且提高了铝回收率，铝回收率≥80%，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种高铝不锈钢的冶炼方法，属于不锈钢冶炼技术领域。
背景技术
电热合金钢作为高铬铁素体组织不锈钢，其C≤0.01%，Cr≥19%，Al≥5.0%，具有电阻率高、电阻温度系数小、使用温度高等特点，广泛应用于机械、冶金、化工、食品、家电、电热、电阻元件及机动车尾气净化三元催化剂用金属载体等领域。关于高铝钢的生产，目前多采用转炉初炼（电弧炉）-LF精炼-RH-连铸工艺路线生产。其特征为在转炉、电弧炉或LF精炼炉中进行铝的合金化，此种工艺路线无法生产超低碳钢种。申请号为201110327941.2公开了一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，其通过对VOD真空处理过程的还原过程加以改进，加入高密度的铝铁、控制炉渣碱度等措施，实现从VOD 到连铸处理过程中冶炼出高铝低硅超纯铁素体不锈钢。但其铝质量百分含量低，仅为0.01～0.1％。
发明内容
为了克服上述不足，本发明旨在提供一种高铝不锈钢的冶炼方法，不仅降低了钢水中的Si含量，使钢中Si≤0.10%，而且提高了铝回收率，铝回收率≥80%，降低了生产成本。
本发明提供的一种高铝不锈钢的冶炼方法，它包括下述步骤：
Ⅰ 转炉出钢
转炉冶炼的钢水，质量百分比达下述要求时出钢：
C 0.35-0.45 Si≤0.15 Mn≤0.10 P≤0.020 S≤0.015 Cr 20.10-21.00 N≤0.015
其余为铁和不可避免的杂质；
出钢后钢水温度为1620-1650℃，出钢挡渣渣厚≤30mm；
Ⅱ VOD吹炼
当真空度降至200-230mbar时开始吹氧脱碳，吹氧脱碳分为六个步骤，每个吹氧脱碳阶段控制相应的真空度、吹氧流量、吹氧量、氧枪高度、钢包底吹氩搅拌流量；
当钢液中碳含量降至0.02-0.04%（二级脱碳模型计算）时停止吹氧，进行沸腾脱碳，沸腾时真空度不大于1mbar，沸腾时间≥20min，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量为吨钢不小于12L/min；
Ⅲ 扒渣
破真空，将钢包吊至扒渣机上进行扒渣，使渣厚≤30mm；
Ⅳ VOD还原
将钢包吊到VOD，继续抽真空，真空度≤100mbar时，加入低碳石灰、萤石进行造渣，石灰的加入量为吨钢22-26kg，萤石的加入量为吨钢3-5kg，还原时间为10-15min，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量吨钢不小于11L/min；
Ⅴ VOD铝合金化
破真空，用天车将铝丸加入钢水中，铝丸加入量为吨钢63-73kg，加完后将钢包开到处理位，继续抽真空处理，真空度≤2mbar，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量为吨钢不小于12L/min，强搅10-15min，破真空，取样；
Ⅵ LF精炼
LF进站喂入纯钙线，纯钙线喂入量为吨钢4-7m，调整合金成分至成品内控，送电升温处理至1590-1610℃开始弱搅，弱搅时底吹氩气流量为吨钢1-3L/min，弱搅拌时间≥15min，出站温度为1580-1600℃。
上述的冶炼方法，其特征是：在步骤Ⅳ中，低碳石灰中C含量≤0.20%，CaO含量≥90%，在步骤Ⅴ中，铝丸中铝含量≥99%。
本发明的关键是VOD沸腾完将氧化性顶渣扒掉一部分，再进行还原，还原后破空进行铝合金化。其作用是：沸腾完将顶渣扒掉一部分，既可以减少顶渣中氧化物对铝回收率的影响，又可以降低顶渣中SiO2含量，进而减少还原过程中Si的还原量，降低钢中Si含量。
本发明中，VOD指真空吹氧脱碳炉；LF指钢包精炼炉。
本发明的有益效果：
不仅有效地降低了钢水中的Si含量，使钢中Si≤0.10%，而且提高了铝回收率，铝回收率≥80%，降低了生产成本。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例一
钢种0Cr21Al6
本实施例的操作步骤为：
Ⅰ 转炉出钢
转炉冶炼的钢水，质量百分比达下述要求时出钢：
C 0.42 Si 0.10 Mn 0.08 P 0.015 S 0.012 Cr 20.85 N 0.012 其余为铁和不可避免的杂质。
钢水量为75t，出钢后钢水温度1630℃，出钢渣厚30mm。
Ⅱ VOD吹炼
VOD吹氧脱碳，当钢液中碳含量达0.03%时停止吹氧，进行沸腾脱碳，沸腾时真空度0.8mbar，沸腾时间22min，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量为1100L/min。
Ⅲ 扒渣
破真空，将钢包吊至扒渣机上进行扒渣，渣厚20mm。
Ⅳ VOD还原
将钢包吊到VOD，继续抽真空，真空度为70mbar时，加入低碳石灰、萤石进行造渣，低碳石灰的加入量为1800kg，萤石的加入量为300kg，还原时间为13min，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量为1120L/min。
Ⅴ VOD铝合金化
破真空，用天车将铝丸加入钢水中，铝丸加入量为5100kg，加完后将钢包开到处理位，继续抽真空处理，真空度0.8mbar，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量为1050L/min，强搅15min，破空，取样，铝合金化后钢水量为81.1t，
钢水质量百分比如下：
C 0.005 Si 0.06 Mn 0.05 P 0.013 S 0.001 Cr 19.33 Al 5.3 N 0.0103 其余为铁和不可避免的杂质。
Ⅵ LF精炼
LF进站喂入纯钙线，纯钙线喂入量为480m。送电升温处理至1600℃开始弱搅，弱搅时底吹氩气流量为120L/min，弱搅拌时间18min，出站温度为1593℃。出站钢水的质量百分比为：
C 0.006 Si 0.07 Mn 0.05 P 0.013 S 0.0007 Cr 19.28 Al 5.21 N 0.0110。
本实施例的铝回收率为84.3%。
实施例二
钢种0Cr21Al6
本实施例的操作步骤为：
Ⅰ 转炉出钢
转炉冶炼的钢水，质量百分比达下述要求时出钢：
C 0.43 Si 0.08 Mn 0.09 P 0.013 S 0.011 Cr 20.88 N 0.014 其余为铁和不可避免的杂质。
钢水量为76t，出钢后钢水温度1634℃，出钢渣厚30mm。
Ⅱ VOD吹炼
VOD吹氧脱碳，当钢液中碳含量达0.025%时停止吹氧，进行沸腾脱碳，沸腾时真空度0.5mbar，沸腾时间21min，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量为1120L/min。
Ⅲ 扒渣
破真空，将钢包吊至扒渣机上进行扒渣，渣厚20mm。
Ⅳ VOD还原
将钢包吊到VOD，真空度为80mbar时，加入低碳石灰、萤石进行造渣，低碳石灰的加入量为1850kg，萤石的加入量为310kg，还原时间为14min，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量为1120L/min。
Ⅴ VOD铝合金化
破真空，用天车将铝丸加入钢水中，铝丸加入量为5280kg，加完后将钢包开到处理位，继续抽真空处理，真空度1.0mbar，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量为1050L/min，强搅14min，破空，取样，铝合金化后钢水量为81.8t，
钢水质量百分比如下：
C 0.006 Si 0.07 Mn 0.06 P 0.012 S 0.0009 Cr 19.67 Al 5.57 N 0.0119 其余为铁和不可避免的杂质。
Ⅵ LF精炼
LF进站喂入纯钙线，纯钙线喂入量为500m。送电升温处理至1603℃开始弱搅，弱搅时底吹氩气流量为160L/min，弱搅拌时间17min，出站温度为1589℃。出站钢水的质量百分比为：
C 0.0067 Si 0.07 Mn 0.05 P 0.013 S 0.0007 Cr 19.68 Al 5.49 N 0.0124
本实施例的铝回收率为86.3%。
Claims (3)
1.一种高铝不锈钢的冶炼方法，该高铝不锈钢为0Cr21Al6钢种，其特征在于：它包括下述步骤：
Ⅰ 转炉出钢
转炉冶炼的钢水，质量百分比达下述要求时出钢：
C 0.35-0.45 Si≤0.15 Mn≤0.10 P≤0.020 S≤0.015 Cr 20.10-21.00 N≤0.015
其余为铁和不可避免的杂质，
出钢后钢水温度为1620-1650℃，出钢挡渣渣厚≤30mm；
Ⅱ VOD吹炼
VOD吹氧脱碳，当钢液中碳含量降至0.02-0.04%时停止吹氧，进行沸腾脱碳，沸腾时真空度不大于1mbar，沸腾时间≥20min，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量吨钢不小于12L/min；
Ⅲ 扒渣
破真空，将钢包吊至扒渣机上进行扒渣，使渣厚≤30mm；
Ⅳ VOD还原
将钢包吊到VOD，继续抽真空，真空度≤100mbar时，加入低碳石灰、萤石进行造渣，石灰的加入量为吨钢22-26kg，萤石的加入量为吨钢3-5kg，还原时间为10-15min，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量吨钢不小于11L/min；
Ⅴ VOD铝合金化
破真空，用天车将铝丸加入钢水中，铝丸加入量为吨钢63-73kg，加完后将钢包开到处理位，继续抽真空处理，真空度≤2mbar，钢包底吹氩气搅拌，氩气流量为吨钢不小于12L/min，强搅10-15min，破真空，取样；
Ⅵ LF精炼
LF进站喂入纯钙线，纯钙线喂入量为吨钢4-7m，调整合金成分至成品内控，送电升温处理至1590-1610℃开始弱搅，弱搅时底吹氩气流量为吨钢1-3L/min，弱搅拌时间≥15min，出站温度为1580-1600℃。
2.根据权利要求1所述的高铝不锈钢的冶炼方法，其特征在于：在步骤Ⅳ中，低碳石灰中C含量≤0.20%，CaO含量≥90%。
3.根据权利要求1所述的高铝不锈钢的冶炼方法，其特征在于：在步骤Ⅴ中，铝丸中铝含量≥99%。
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