CN105603154B - 提高tds2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法。该方法采用以下操作:AOD出钢后扒渣,渣层厚度70-200mm;钢包进入LF工位后加入CaO,保证LF炉渣二元碱度≥4;同时加入钢水重量0.2%~0.5%的CaF2;LF通电化渣后,渣面加0.1%‑0.2%的铝粉和0.010%‑0.025%的铝块;视生产节奏将钢水温度调整至适宜值后钢中喂入0.5‑0.7kg/t钢的Ca线;之后以50-150 NL/min流量弱搅拌20min;弱搅拌完毕后静置20min后浇铸,全程保护浇铸。使用本发明方法,可使钢液中氧含量控制在10ppm~15ppm,钢中B类夹杂物≤0.5级,显著提高钢质纯净度。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法,属于不锈钢的制造领域。
背景技术
TDS2205由于具有较高的Cr、Mo及N含量,同时室温组织中奥氏体与铁素体比例按照约1:1共存,因此具有高强度(其屈服强度一般为奥氏体不锈钢的两倍)、良好的耐Cl-点蚀、耐应力腐蚀及焊接性能等突出优点,在石油化工、制盐、水工、造船、民用等领域得到广泛使用。与普通奥氏体不锈钢及超级奥氏体不锈钢相比,钢中Ni的含量明显降低,制造成本降低,属高性能、资源节约型钢种。与普通2205双相不锈钢相比,由于TDS2205使用环境具有高温、高压、强腐蚀等苛刻特征,因此对钢质纯净度提出更高要求,特别是钢中的全氧量和非金属夹杂物的分布特征。
TDS2205双相不锈钢要求钢中C含量≤0.03%,采用AOD生产该品种时,常规方法采用FeSi还原Cr、Ni、Mo等金属及脱除钢中氧,然而由于Si脱氧能力有限,因此成品氧含量高达30ppm~50ppm,这样既不利于后期坯料的热加工,又不利于成品保证较好的耐蚀性。即使采用含铝较低的低铝FeSi作为脱氧剂,由于含有0.5%~1.5%的Al,在氧含量较高时,会在钢中生成Al2O3夹杂,同样影响TDS2205双相不锈钢的热加工与使用性能。。
发明内容
本发明旨在提供一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法,采取这种新的Al脱氧工艺,既提高了钢质纯净度,降低钢中的全氧量、夹杂物数量和级别,又改善了铸坯的热加工和板材的使用性能。
本发明提供了一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法,工艺流程为:“电炉-AOD-LF-连铸”,在LF冶炼初期以Al为脱氧剂,采用沉淀脱氧与扩散脱氧结合的方式,将钢中氧脱至10ppm至15ppm,然后通过LF操作,将脱氧产物Al2O3及其他夹杂捕获至渣中。
本发明中的AOD炉指氩氧精炼炉,LF炉指钢包精炼炉。
TDS2205双相不锈钢成分如下:
C≤0.030%,Si≤1.00%,Mn≤2.00%,P≤0.030%,S≤0.005%,Cr:21.00%~23.00%,Ni:5.50%~6.50%,Mo:3.00%~3.50%,N:0.15%~0.20%,其余为铁。
本发明提供的一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法,包括以下内容:
(1)电炉以转炉脱磷铁水加废钢、铬铁为原料的半热装工艺或者废钢加铬铁为原料的全冷装工艺;
采用半热装工艺时,重量配比为:铁水40%-60%,铬铁20%-40%,废钢10%-30%;采用冷装工艺时,重量配比为:废钢60-85%,铬铁:15-40%。
无论哪种装料方式,要求电炉出钢钢水P含量≤0.03%。
(2)AOD以常规方法冶炼,要求出钢时将Cr、Ni、Mo含量控制在以下范围内:
Cr:21.00%~23.00%,Ni:5.50%~6.50%,Mo:3.00%~3.50%;
(3)AOD出钢后扒渣,保证渣层厚度为70~200mm;
(4)钢包进入LF工位后根据渣层厚度加入钢水重量0.3%~0.6%的CaO,保证LF炉渣二元碱度≥4;同时,为保证炉渣的流动性,加入钢水重量0.2%~0.5%的CaF2;
(5)LF通电化渣,进站加入的CaO与CaF2熔化后,渣面加钢水重量0.1%-0.2%的铝粉,同时钢中加入钢水重量0.010%-0.025%的铝块;
(6)视生产节奏将钢水温度调整至1520~1530℃后钢中喂入0.05~0.07kg/t钢水的Ca线;
(7)钢液喂入Ca线后,以50~150 NL/min流量搅拌20min,准确的流量设定以渣面微动且钢水不裸露在空气中为准;
(8)弱搅拌完毕后钢包进连铸工位,静置20min后浇铸;
(9)连铸过程全程保护(中间包加覆盖剂、结晶器加保护渣、大包长水口环缝吹氩气以防止空气接触钢液)浇铸。
使用本发明方法,可使钢液中氧含量控制在10ppm~15ppm,钢中B类夹杂物≤0.5级,显著提高了钢质纯净度。
本发明的有益效果:
(1)LF炉采用沉淀脱氧与扩散脱氧结合的方式脱氧,在有效降低钢液氧含量与渣中氧势的同时,也提高了渣中Al2O3含量,使得渣中Al2O3含量达到吸附夹杂的最优配比。
(2)通过留渣量、石灰加入量、加铝量与Ca线喂入量的配合,使得渣成分与重量都达到最优。
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1:
本实施例提供一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法,工艺流程为:“电炉-AOD-LF-连铸”,具体包括以下内容:
1、电炉以不锈钢废钢(77.4%)、铬铁(19.2%)、镍板(3.4%)为原料,电炉出钢成分为:C:1.95%,Si:0.11%,Mn:0.13%,P:0.019%,S:0.026%,Cr: 23.62%,Ni:3.82%,N:0.0132%。
2、AOD以常规方法冶炼,还原期以低铝FeSi还原渣中金属,AOD出钢成分为:C:0.0225%,Si:0.577%,Mn:1.12%,P:0.018%,S:0.0029%,Cr:22.60%,Ni:5.59%,Mo:3.18%,N:0.1670%。出钢温度1660℃,出钢量193吨。
3、AOD出钢后扒渣,渣层厚度140mm。
4、钢包进入LF工位后(钢水量193吨)加入560kg的CaO,406kg的CaF2并通电化渣。
5、渣熔化后渣面加240kg铝粉,并向钢中加入32kg铝丸。
6、根据生产节奏,通电调节钢液温度至1534℃后喂入119.8kg Ca线。
7、喂线完毕后以120NL/min流量弱搅拌钢液20min后出钢。LF出钢成分为:C:0.0252%,Si:0.61%,Mn:1.12%,P:0.019%,S:0.001%,Cr:22.53%,Ni:5.55%,Mo:3.17%,N:0.1680%。出钢温度1514℃,出钢量193吨。
8、钢包离开LF工位后20min开始浇铸,采用中间包加覆盖剂、结晶器加保护渣、大包长水口环缝吹氩气等措施全程保护浇铸。
采用此方法冶炼的TDS2205双相不锈钢,铸坯[O]=12ppm,铸坯最大非金属夹杂物尺寸11μm;6mm厚热卷金相下夹杂物评级,B类夹杂0级。
实施例2:
本实施例提供一种提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法,工艺流程为:“电炉-AOD-LF-连铸”,具体包括以下内容:半热装工艺中,重量配比为:铁水40%-60%,铬铁20%-40%,废钢10%-30%;
1、电炉以转炉脱磷铁水(54.7%)、铬铁(33.4%)、废钢(11.9%)为原料,电炉出钢成分为:C:2.57%,Si:0.17%,Mn:0.08%,P:0.017%,S:0.017%,Cr:21.11%,Ni:3.82%,N:0.31%。
2、AOD以常规方法冶炼,还原期以低铝FeSi还原渣中金属,AOD出钢成分为: C:0.0215%,Si:0.501%,Mn:1.17%,P:0.016%,S:0.0059%,Cr:22.62%,Ni:5.54%,Mo:3.14%,N 0.1580%。出钢温度1648℃,出钢量192吨。
3、AOD出钢后扒渣,渣层厚度170mm。
4、钢包进入LF工位后(钢水重量192吨)加入635kg的CaO,440kg的CaF2并通电化渣。
5、渣熔化后渣面加360kg铝粉,并向钢中加入32kg铝丸。
6、根据生产节奏,通电调节钢液温度至1537℃后喂入116.5kg Ca线。
7、喂线完毕后以130NL/min流量弱搅拌钢液20min后出钢。LF出钢成分为:C:0.0257%,Si:0.56%,Mn:1.15%,P:0.017%,S:0.001%,Cr:22.51%,Ni:5.58%,Mo:3.14%,N:0.1595%。出钢温度1513℃,出钢量192吨。
8、钢包离开LF工位后20min开始浇铸,采用中间包加覆盖剂、结晶器加保护渣、大包长水口环缝吹氩气等措施全程保护浇铸。
采用此方法冶炼的TDS2205双相不锈钢,铸坯[O]=14ppm,铸坯最大非金属夹杂物尺寸13μm;6mm厚热卷金相下夹杂物评级,B类夹杂0级。
Claims (4)
1.提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法,其特征在于:采用“电炉-AOD-LF-连铸”工艺流程,在LF冶炼初期以Al为脱氧剂,采用沉淀脱氧与扩散脱氧结合的方式,将钢中氧脱至10ppm至15ppm,然后通过LF操作,将脱氧产物Al2O3及其他夹杂捕获至渣中;
具体包括以下内容:
(1)电炉以转炉脱磷铁水加废钢、铬铁为原料的半热装工艺或者废钢加铬铁为原料的全冷装工艺;
(2)AOD以常规方法冶炼,要求出钢时将Cr、Ni、Mo含量控制在以下范围内:
Cr:21.00%~23.00%,Ni:5.50%~6.50%,Mo:3.00%~3.50%;
(3)AOD出钢后扒渣,保证渣层厚度为70~200mm;
(4)钢包进入LF工位后根据渣层厚度加入钢水重量0.3%~0.6%的CaO,保证LF炉渣二元碱度≥4;同时,为保证炉渣的流动性,加入钢水重量0.2%~0.5%的CaF2;
(5)LF通电化渣,进站加入的CaO与CaF2熔化后,渣面加钢水重量0.1%-0.2%的铝粉,同时钢中加入钢水重量0.010%-0.025%的铝块;
(6)视生产节奏将钢水温度调整至1520~1530℃后钢中喂入0.05~0.07kg/t钢水的Ca线;
(7)钢液喂入Ca线后,以50~150 NL/min流量搅拌20min,准确的流量设定以渣面微动且钢水不裸露在空气中为准;
(8)弱搅拌完毕后钢包进连铸工位,静置20min后浇铸;
(9)连铸过程全程保护浇铸。
2.根据权利要求1所述的提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法,其特征在于:所述步骤(1)中,采用半热装工艺时,重量配比为:铁水40%-60%,铬铁20%-40%,废钢10%-30%;采用冷装工艺时,重量配比为:废钢60-85%,铬铁:15-40%;无论哪种装料方式,要求电炉出钢钢水P含量≤0.03%。
3.根据权利要求1所述的提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法,其特征在于:所述步骤(9)连铸过程中:中间包加覆盖剂、结晶器加保护渣、大包长水口环缝吹氩气以防止空气接触钢液。
4.根据权利要求1所述的提高TDS2205双相不锈钢钢质纯净度的冶炼方法,其特征在于:所得TDS2205双相不锈钢钢液中氧含量控制在10ppm~15ppm,钢中B类夹杂物≤0.5级。
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