專利名稱：：一種改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法。
背景技術：
：盡管鋼中的非金屬夾雜物含量很少，但對鋼材質量和性能的影響很大。許多冶金缺陷都與非金屬夾雜物的含量、組成、形態(tài)及分布有關。鋼中非金屬夾雜物的存在破壞了鋼材基體組織的連續(xù)性，影響鋼材的機械、物理性能。鋼材表面的夾雜物還是腐蝕的誘發(fā)因素。同時，不銹鋼冷軋產品通常都對表面質量有較高要求，需要盡可能降低鋼中非金屬夾雜物的數量和粒度。在鉻鎳奧氏體不銹鋼生產過程中，通常用硅鐵作為還原劑進行脫氧。由于不銹鋼中的合金元素含量很高，而且含有較多的易氧化元素鉻，因此脫氧更為困難，鑄坯中的全氧量一般在40ppm以上，少量非金屬夾雜物的粒度在30,以上，個別夾雜物的粒度甚至達到50pm以上，會對不銹鋼冷軋產品表面質量產生嚴重影響。不銹鋼中的非金屬夾雜物主要是氧化物夾雜和硫化物，因此要降低鋼中夾雜物數量必須首先降低鋼中的全氧量和硫氬氧爐(AOD)精煉生產鉻鎳奧氏體不銹鋼時，出鋼后鋼液中的溶解氧一般在10ppm以下，但全氧量則在70ppm以上。而且，不銹鋼連鑄坯中的非金屬夾雜物數量和類型與氬氧爐還原渣有密切關系。這是因為，氬氧爐精煉結束后，采用鋼渣混出的方式。在出鋼過程中，熔渣會巻入到鋼液中，造成大量渣滴懸浮在鋼液中。其中較小的渣滴如果在鋼水進入連鑄結晶器或模鑄錠模前不能從鋼液中上浮排除，就會殘留在連鑄坯或鋼錠中，成為非金屬夾雜物。因此要降低鋼中氧化物夾雜數量不僅要加強氬氧爐的還原，還要合理控制夾雜物形態(tài)，使夾雜物在吹氬站或LF等后部處理工序中能夠較容易地上浮進入渣中。另外，不銹鋼采用硅脫氧時，氬氧爐精-煉3結束后鋼中的硫含量一般在40100ppm，連鑄坯中的硫含量在3080ppm，且連鑄坯中的硫化物夾雜主要以MnS的形式存在。因此，為降低鋼材中的硫化物夾雜數量也需要改善氬氧爐的還原效果，促進脫硫，同時改善硫化物夾雜的形態(tài)，促進硫化物夾雜的上浮去除，降低殘存硫化物對鋼材的有害影響。國內在提高碳鋼和特殊鋼鋼質潔凈度方面己有大量研究，但針對提高不銹鋼潔凈度的研究還很少。國外對不銹鋼潔凈度方面的文獻報導主要集中在夾雜物的類型研究、機理研究和數學模型預報的應用等方面，涉及到改善夾雜物形態(tài)和減少夾雜物數量具體措施的文獻很少。隨著近十年來國內不銹鋼生產量的迅速增加，不銹鋼高端市場不斷擴大，國內不銹鋼潔凈度方面的研究已成為各不銹鋼生產廠已面臨的主要研究課題之一。但目前國內在改善不銹鋼鋼質潔凈度方面，大多數采用的是提高原材料質量降低外來夾雜、增加連鑄前的鋼水靜置時間、防止鋼水二次氧化和連鑄保護澆注等，基本沒有涉及到夾雜物類型的改善。
發(fā)明內容為了克服現有改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法的上述不足，本發(fā)明提供一種減少鋼中氧化物和硫化物非金屬夾雜改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法。本發(fā)明針對用氬氧爐精煉、之后跟鋼包底吹氬站工藝路線生產鉻鎳奧氏體不銹鋼不銹鋼的方法。本改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法，為減少非金屬夾雜物數量，并降低殘留夾雜物的有害影響，本發(fā)明包括下述依次的步驟I氬氧爐出鋼前，扒去大部分還原渣，然后補加適量石灰、螢石調渣。II氬氧爐出鋼過程中向鋼包內加入硅鈣塊。III鋼包在底吹氬站進行底吹氬氣弱攪拌。上述的本改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法，其特征是I氬氧爐出鋼前，在氬氧爐還原精煉結束后，先將氬氧爐終渣扒去60%90%，再加入石灰與螢石，每噸鋼水加石灰4kg16kg，每噸鋼水加螢石2kg8kg，并吹氬攪拌25min使補加的造渣劑充分熔化，調渣后的熔渣堿度((％CaO+%MgO)/%Si02)控制在2.03.0，然后以鋼渣混出的形式出鋼。II氬氧爐出鋼過程中，硅鈣塊是隨鋼水流加入鋼包內，每噸鋼水加硅轉塊lkg4kg，硅鈣塊中硅與鈣的質量百分配比分別為Ca:30%40%;Sh15%30%。in鋼包在底吹氬站先底吹氬氣強攪拌，溫度與成份攪拌均勻后，進行弱攪拌，弱攪拌底吹氬氣流量為1080M/min，底吹弱攪拌時間為5min15min。攪拌的目的是促進非金屬夾雜物的上浮。本改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法中，氬氧爐出鋼前先扒渣再調渣的目的為提高氬氧爐精煉渣堿度，促進脫硫；形成流動性好的高堿度渣，使熔渣在之后的鋼渣混出過程中能夠繼續(xù)起到脫硫的作用，并改善熔渣對鋼中非金屬夾雜物和小渣滴的吸附能力。本改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法中，在氬氧爐出鋼過程中向鋼包內加入硅鈣塊的目的有兩個一是強化還原，并改善氧化物夾雜的形態(tài)，使鋼液中的MnO、Cr203、A1203等簡單氧化物夾雜以及尖晶石夾雜轉變?yōu)榍驙?、低熔點的硅酸鹽夾雜，使夾雜物更加易于聚合上?。欢菑娀摿颍nS夾雜轉變?yōu)镃aS夾雜。具體方法為，在氬氧爐出鋼過程中，隨鋼流加入硅鈣塊，每噸鋼水加硅鈣塊1kg4kg。本發(fā)明使用硅鈣塊中硅與鈣占的質量百分配比為..Ca:3040%;Si:1530%。本改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法與現有改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法相比一是，增加了氬氧爐出鋼前調渣，提高了氬氧爐終點渣堿度，從而促進了氬氧爐精煉終點和鋼渣混出過程中的脫硫。二是，在氬氧爐出鋼過程中隨鋼流加入硅鈣合金，進一步脫氧、脫硫，并改善了氧化物、硫化物夾雜的類型和形態(tài)。本發(fā)明的有益效果是使采用氬氧爐精煉加鋼包底吹氬站工藝路線生產的鉻鎳奧氏體不銹鋼連鑄坯中的平均硫含量從原來的30-80ppm降低到30ppm以下，全氧量從原來的40ppm以上降低到30ppm左右。原來的MnO、Cr203、八1203等點狀和不規(guī)則氧化物夾雜轉變?yōu)榍驙罟杷猁}夾雜，MnS夾雜轉變?yōu)镃aS夾雜，從而使夾雜物更加容易上浮排除，并降低了殘留非金屬夾雜物對鋼材性能的有害影響。具體實施例方式下面結合實施例詳細說明本改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法的具體實施方式，但本改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法的具體實施方式不局限于下述的實施例。實施例一本實施例是用45噸氬氧爐精煉生產AISI304不銹鋼，鋼水量46噸。I氬氧爐出鋼前，在氬氧爐還原精煉結束后，分別取鋼樣、渣樣。計算這時的總渣量約7.2噸。搖爐扒出約70%的還原渣。然后將氬氧爐搖回吹煉位置，從高位料倉補加石灰300kg、螢石100kg。同時從側吹風口吹氬氣攪拌2min，使加入的造渣劑充分熔化。然后出鋼。實測扒渣量為5.4噸，調渣前還原渣堿度((％CaO+%MgO)/%Si02)為2.08，調渣后熔渣堿度為2.64。II氬氧爐出鋼過程中，隨鋼水流向鋼包內加硅鈣塊100kg。硅與鈣占的質量百分配比為Ca:35%;Si:18%。III鋼包在底吹氬站先底吹氬氣強攪拌，溫度與成份攪拌均勻后，進行弱攪拌，弱攪拌底吹氬氣流量為30Nl/min，底吹弱攪拌時間為8min。在連鑄坯厚度和寬度1/4處取樣，本改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法與現有改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法的夾雜情況，見表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例二本實施例是用45噸氬氧爐精煉生產AISI316L不銹鋼，鋼水量45噸。I氬氧爐出鋼前，在氬氧爐還原精煉結束后，分別取鋼樣、渣樣。計算這時的總渣量約7.8噸。搖爐扒出約70%的還原渣。然后將氬氧爐搖回吹煉位置，從高位料倉補加石灰400kg、螢石200kg。同時從側吹風口吹氬氣攪拌2min，使加入的造渣劑充分熔化。然后出鋼。實測扒渣量為5.9噸，調渣前還原渣堿度((％CaO+°/。MgO)/°/。Si02)為1.96，調渣后熔渣堿度為2.44。II氬氧爐出鋼過程中，隨鋼水流向鋼包內加硅鈣塊120kg。硅與鈣占的質量百分配比為Ca:35%;Si:18%。m鋼包到底吹氬站后，先強攪拌使鋼水溫度、成份攪拌均勻，然后弱攪拌促進夾雜物上浮。弱攪拌時的底吹氬氣流量為40Nl/min，弱攪拌時間8min。在連鑄坯厚度和寬度1/4處取樣，本改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法與現有改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法的夾雜情況，見表2.表2AISI316L不銹鋼連鑄坯中全氧量、硫含量及最大夾雜物對比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求1、一種改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法，它包括下述依次的步驟I氬氧爐出鋼前，扒去大部分還原渣，然后補加適量石灰、螢石調渣。II氬氧爐出鋼過程中向鋼包內加入硅鈣塊。III鋼包在底吹氬站進行底吹氬氣弱攪拌。2、根據權利要求1所述改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法，其特征是I氬氧爐出鋼前，在氬氧爐還原精煉結束后，先將氬氧爐終渣扒去60%90%，再加入石灰與螢石，每噸鋼水加石灰4kg16kg，每噸鋼水加螢石2kg8kg，并吹氬攪拌25min使補加的造渣劑充分熔化，調渣后的熔渣堿度控制在2.03.0，然后以鋼渣混出的形式出鋼；II氬氧爐出鋼過程中，硅鈣塊是隨鋼水流加入鋼包內，每噸鋼水加硅轉塊l4kg，硅鈣塊中硅與鈣的質量百分配比分別為Ca:3040%;Si:1530%;III鋼包在底吹氬站先底吹氬氣強攪拌，溫度與成份攪拌均勻后，進行弱攪拌，弱攪拌底吹氬氣流量為1080Nl/min，底吹弱攪拌時間為5min15min。全文摘要一種改善不銹鋼鋼質潔凈度的方法，它包括下述依次的步驟I.氬氧爐出鋼前，在氬氧爐還原精煉結束后，將氬氧爐終渣扒去60％～90％，再加入石灰與螢石，每噸鋼水加石灰4kg～16kg，每噸鋼水加螢石2kg～8kg，并吹氬攪拌2～5min，調渣后的熔渣堿度控制在2.0～3.0，以鋼渣混出的形式出鋼；II.氬氧爐出鋼過程中，硅鈣塊是隨鋼水流加入鋼包內，每噸鋼水加硅鈣塊1～4kg；III.鋼包在底吹氬站先底吹氬氣強攪拌，溫度與成份攪拌均勻后，進行弱攪拌，弱攪拌底吹氬氣流量為10～80Nl/min，底吹弱攪拌時間為5～15min。文檔編號C21C7/068GK101660022SQ200910075410公開日2010年3月3日申請日期2009年9月12日優(yōu)先權日2009年9月12日發(fā)明者焱夏,張繼猛,李志斌,王貴平,范光偉申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司