專利名稱：超低碳不銹鋼的rh真空精煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 超低碳鋼的精煉技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法。
背景技術(shù)：
目前，在傳統(tǒng)的超低碳不銹鋼冶煉過(guò)程中，主要是采用VOD精煉爐(vacuumoxygen decarburization)在真空狀態(tài)下進(jìn)行吹氧脫碳的精煉方式。RH真空裝置(Ruhrstahl Heraeus vacuum unit)作為一種常見(jiàn)的精煉裝置被常用于冶煉以汽車板、管線鋼等為代表的碳鋼鋼種，其具有反應(yīng)速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但一直未能用于超低碳不銹鋼的精煉。申請(qǐng)?zhí)枮镃N98125048. 3的中國(guó)專利公開了一種鋼液精煉工藝，包括真空循環(huán)脫氣(即RH處理)，屬于熔融鐵類合金的處理方法，從而既可縮短生產(chǎn)周期，降低處理過(guò)程增氮量，減少溫降，又可提高鈣的收得率。但該專利僅從合金添加角度及處理過(guò)程的增氮量進(jìn)行闡述，并沒(méi)有關(guān)于RH真空冶煉超低碳不銹鋼方面的描述與報(bào)道。申請(qǐng)?zhí)枮镃N200410017115. 8的中國(guó)專利公開了含N雙相不銹鋼的冶煉生產(chǎn)方法， 該方法具有冶煉工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，生產(chǎn)出的SAF2205雙相不銹鋼(N含量上下限< 0. 05% )，成分、夾雜物均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，冶煉合格率100%。但該專利僅對(duì)于雙相不銹鋼生產(chǎn)工藝進(jìn)行了闡述，并沒(méi)有關(guān)于RH真空冶煉超低碳不銹鋼方面的描述與報(bào)道。申請(qǐng)?zhí)枮镃N03808054. 0的中國(guó)專利公開了一種生產(chǎn)不銹鋼的方法和裝置，尤其是直接從富含磷的液態(tài)生鐵中生產(chǎn)含有鉻或鉻鎳的優(yōu)質(zhì)鋼的方法和設(shè)備，本方法和裝置使連鑄裝置為供應(yīng)熔液有必要的間隔和基于多容器系統(tǒng)節(jié)省了步驟，在一個(gè)單個(gè)的容器中利用氧氣頂吹的步驟進(jìn)行脫磷預(yù)處理，與此同時(shí)添加造渣劑和/或固態(tài)冷卻劑進(jìn)行造渣、脫碳和脫硅，排出富含磷的爐渣，然后加入鉻和/或廢鐵以及其它合金元素。該專利也沒(méi)有關(guān)于RH真空冶煉超低碳不銹鋼方面的描述與報(bào)道。綜上所述，到目前為止，還沒(méi)有關(guān)于RH真空裝置進(jìn)行超低碳不銹鋼精煉的相關(guān)報(bào)道及應(yīng)用，使得RH真空裝置的脫碳優(yōu)勢(shì)無(wú)法得到有效擴(kuò)展。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種超低碳不銹鋼的RH 真空精煉方法，以利用RH真空脫碳的優(yōu)勢(shì)來(lái)冶煉超低碳不銹鋼。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法是利用RH真空裝置實(shí)現(xiàn)的，具體步驟如下A.對(duì)鋼包中的鋼液進(jìn)行測(cè)溫、并取樣測(cè)氮、碳含量，作為RH處理的啟動(dòng)條件；B.根據(jù)氮含量對(duì)鋼液進(jìn)行RH真空的前期脫氮作業(yè)；C.對(duì)鋼液進(jìn)行RH真空的強(qiáng)制脫碳作業(yè)；D.對(duì)鋼液進(jìn)行測(cè)溫定氧作業(yè)，用以自由脫碳；E.對(duì)鋼液進(jìn)行加硅脫氧作業(yè)，并進(jìn)行合金配置；
F.破真空，并對(duì)鋼包進(jìn)行底吹氬軟攪拌。在步驟A中所述的RH處理起始溫度為1570 1605°C。所述的步驟B具體為根據(jù)RH處理起始的氮含量，控制RH的真空度保持在5 6kpa，真空時(shí)間維持在 5 15分鐘，對(duì)鋼液進(jìn)行RH真空的前期脫氮作業(yè)。所述的步驟C具體為將RH真空度保持在5 6kpa，進(jìn)入強(qiáng)制脫碳工藝，通過(guò)頂槍吹氧，流量控制在 1200 1500Nm7h，并將提升氣體流量由120(Ml/min調(diào)整至180(Ml/min，并使頂槍吹氧總量控制在400 800Nm3。所述的步驟D中自由脫碳的具體步驟為Cl.進(jìn)行鋼液測(cè)溫、測(cè)氧；C2.將鋼液中自由氧含量保持在100 300ppm之間；C3.迅速將RH真空度提高至72 120pa，并將提升氣體流量由150(Ml/min調(diào)整至1800Nl/min進(jìn)行環(huán)流1 2分鐘；整個(gè)自由脫碳的時(shí)間控制在5 12分鐘。在所述的步驟E中所述的加硅脫氧將鋼水中的硅含量控制在0. 10 0. 70%，在充分脫氧后，將提升氣體流量由1800Nl/min調(diào)整到1200Nl/min，并根據(jù)鋼種其它成分的具體要求，進(jìn)行合金配置，達(dá)到鋼種最終成分目標(biāo)要求。在所述的步驟F中所述的底吹氬軟攪拌的吹氬流量控制在2 4Nm3/h，攪拌時(shí)間控制在3 5分鐘， 并要求在軟攪拌期間，鋼包渣面保持基本不波動(dòng)。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法是利用RH真空循環(huán)裝置獨(dú)特的真空冶煉原理，在RH真空精煉初期，利用其真空條件先將來(lái)料鋼水的氮含量降低至目標(biāo)要求后，在RH精煉工位通過(guò)強(qiáng)制脫碳與自由脫碳相結(jié)合的脫碳方式，并且在脫氮與脫碳期間，利用不同的真空度及提升氣體流量來(lái)改變鋼水循環(huán)流量，以達(dá)到快速脫氮及脫碳的目的，最后進(jìn)行溫度及成分的調(diào)整，達(dá)到超低碳不銹鋼爐成分要求。從而能夠在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)品種的擴(kuò)展及滿足不銹鋼不同市場(chǎng)的需求。


圖1是本發(fā)明的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法是在轉(zhuǎn)爐采用常規(guī)的冶煉方法并出爐 至鋼包，通過(guò)承載鋼水鋼包臺(tái)車開到處理位置后進(jìn)行的。下面進(jìn)行具體舉例說(shuō)明實(shí)施例1，精煉碳含量為0. 03% (300ppm)，氮含量小于150ppm的鐵素體不銹鋼。A.檢測(cè)鋼包內(nèi)的鋼液溫度為1570°C ；而鋼液中的起始碳含量為0. 10%，處理起始氮含量為800ppm ； B.將RH真空度保持在6. Okpa，并進(jìn)行RH真空的前期脫氮作業(yè)，其真空時(shí)間維持在5分鐘，此時(shí)提升氣體流量控制在1200Nl/min ；C.在脫氮工藝階段結(jié)束后，將RH真空度繼續(xù)保持在6. Okpa,進(jìn)入強(qiáng)制脫碳工藝過(guò)程將頂槍吹氧流量控制在1200Nm3/h，適當(dāng)調(diào)整提升氣體流量，控制提升氣體流量由 1200Nl/min調(diào)整為1800Nl/min，以提高鋼液環(huán)流量，從而提高脫碳速度，頂槍吹氧總量控制在400Nm3，強(qiáng)制脫碳時(shí)間維持在8分鐘左右；D.在強(qiáng)制脫碳結(jié)束后，進(jìn)入自由脫碳階段，首先進(jìn)行測(cè)溫、定氧作業(yè)將鋼水中自由氧含量保持為IOOppm之間，如果鋼水中自由氧含量不夠，可進(jìn)行利用頂槍吹氧進(jìn)行補(bǔ)充自由氧作業(yè)，直到達(dá)到鋼水中自由有氧含量要求，此時(shí)迅速將真空度提高至120pa，并將提升氣體流量由1500Nl/min調(diào)整到1800Nl/min (—直保持至自由脫碳結(jié)束)環(huán)流2分鐘，整個(gè)自由脫碳時(shí)間控制在5分鐘。E.在脫碳結(jié)束后進(jìn)行加硅脫氧，硅含量控制在0. 7%，在充分脫氧后，將提升氣體流量由1800Nl/min調(diào)整到1200Nl/min，根據(jù)鋼種其它成分具體要求，進(jìn)行合金配置，達(dá)到鋼種最終成分目標(biāo)要求，在成分配置過(guò)程中，應(yīng)使用低碳合金，避免后期增碳；F.在RH處理結(jié)束破真空后，為使夾雜物充分上浮，采用鋼包低吹氬軟攪拌作業(yè)， 吹氬流量控制4Nm3/h，攪拌時(shí)間為2分鐘，在軟攪拌期間，要求鋼包渣面保持基本不波動(dòng)。采用上述精煉方法冶煉出的鐵素體不銹鋼，經(jīng)檢測(cè)得到其碳含量為0.03% (300ppm)，氮含量為80ppm，達(dá)到精煉要求。實(shí)施例2，精煉碳含量為0. 01 % (IOOppm)，氮含量小于IOOppm的鐵素體不銹鋼。A.檢測(cè)鋼包內(nèi)的鋼液溫度為1595°C ；而鋼液中的起始碳含量為0. 10%，處理起始氮含量為800ppm ；B.將RH真空度保持在5. 5kpa，并進(jìn)行RH真空的前期脫氮作業(yè)，其真空時(shí)間維持在10分鐘，此時(shí)提升氣體流量控制在1400Nl/min ；C.在脫氮工藝階段結(jié)束后，將RH真空度繼續(xù)保持在5. 5kpa,進(jìn)入強(qiáng)制脫碳工藝過(guò)程將頂槍吹氧流量控制在1350Nm3/h，適當(dāng)調(diào)整提升氣體流量，控制提升氣體流量由 1200Nl/min調(diào)整為1800Nl/min，以提高鋼液環(huán)流量，從而提高脫碳速度，頂槍吹氧總量控制在600Nm3，強(qiáng)制脫碳時(shí)間維持在10分鐘左右；D.在強(qiáng)制脫碳結(jié)束后，進(jìn)入自由脫碳階段，首先進(jìn)行測(cè)溫、定氧作業(yè)將鋼水中自由氧含量保持為200ppm，如果鋼水中自由氧含量不夠，可進(jìn)行利用頂槍吹氧補(bǔ)充自由氧作業(yè)，直到達(dá)到鋼水中自由有氧含量要求，此時(shí)迅速將真空度提高至120pa，并將提升氣體流量由1500Nl/min調(diào)整到1800Nl/min ( 一直保持至自由脫碳結(jié)束)環(huán)流2分鐘，整個(gè)自由脫碳時(shí)間控制在8分鐘。E.在脫碳結(jié)束后進(jìn)行加硅脫氧，硅含量控制在0. 5%，在充分脫氧后，將提升氣體流量由1800Nl/min調(diào)整到1200Nl/min，根據(jù)鋼種其它成分具體要求，進(jìn)行合金配置，達(dá)到鋼種最終成分目標(biāo)要求，在成分配置過(guò)程中，應(yīng)使用低碳合金，避免后期增碳；F.在RH處理結(jié)束破真空后，為使夾雜物充分上浮，采用鋼包低吹氬軟攪拌作業(yè)， 吹氬流量控制3Nm3/h，攪拌時(shí)間為3分鐘，在軟攪拌期間，要求鋼包渣面保持基本不波動(dòng)。采用上述精煉方法冶煉出的鐵素體不銹鋼，經(jīng)檢測(cè)得到其碳含量為0.03%(IOOppm)，氮含量為90ppm，達(dá)到精煉要求。實(shí)施例3，精煉碳含量為0. 05% (500ppm)，氮含量小于70ppm的鐵素體不銹鋼。A.檢測(cè)鋼包內(nèi)的鋼液溫度為1605°C ；而鋼液中的起始碳含量為0. 10%，處理起始氮含量為800ppm ；B.將RH真空度保持在5. Okpa，并進(jìn)行RH真空的前期脫氮作業(yè)，其真空時(shí)間維持在15分鐘，此時(shí)提升氣體流量控制在1500Nl/min ；C.在脫氮工藝階段結(jié)束后，將RH真空度繼續(xù)保持在5. Okpa,進(jìn)入強(qiáng)制脫碳工藝過(guò)程將頂槍吹氧流量控制在1500Nm3/h，適當(dāng)調(diào)整提升氣體流量，控制提升氣體流量由 1200Nl/min調(diào)整為1800Nl/ min，以提高鋼液環(huán)流量，從而提高脫碳速度，頂槍吹氧總量控制在800Nm3，強(qiáng)制脫碳時(shí)間維持在10分鐘左右；D.在強(qiáng)制脫碳結(jié)束后，進(jìn)入自由脫碳階段，首先進(jìn)行測(cè)溫、定氧作業(yè)將鋼水中自由氧含量保持為300ppm，如果鋼水中自由氧含量不夠，可進(jìn)行利用頂槍吹氧補(bǔ)充自由氧作業(yè)，直到達(dá)到鋼水中自由有氧含量要求，此時(shí)迅速將真空度提高至72pa，并將提升氣體流量由1500Nl/min調(diào)整到1800Nl/min (—直保持至自由脫碳結(jié)束)環(huán)流2分鐘，整個(gè)自由脫碳時(shí)間控制在12分鐘。E.在脫碳結(jié)束后進(jìn)行加硅脫氧，硅含量控制在0. 7%，在充分脫氧后，將提升氣體流量由1800Nl/min調(diào)整到1200Nl/min，根據(jù)鋼種其它成分具體要求，進(jìn)行合金配置，達(dá)到鋼種最終成分目標(biāo)要求，在成分配置過(guò)程中，應(yīng)使用低碳合金，避免后期增碳；F.在RH處理結(jié)束破真空后，為使夾雜物充分上浮，采用鋼包低吹氬軟攪拌作業(yè)， 吹氬流量控制2Nm3/h，攪拌時(shí)間為4分鐘，在軟攪拌期間，要求鋼包渣面保持基本不波動(dòng)。采用上述精煉方法冶煉出的鐵素體不銹鋼，經(jīng)檢測(cè)得到其碳含量為0.05% (500ppm)，氮含量為60ppm，達(dá)到精煉要求。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明， 而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于， 該方法是利用RH真空裝置實(shí)現(xiàn)的，具體步驟如下A.對(duì)鋼包中的鋼液進(jìn)行測(cè)溫、并取樣測(cè)氮、碳含量，作為RH處理的啟動(dòng)條件；B.根據(jù)氮含量對(duì)鋼液進(jìn)行RH真空的前期脫氮作業(yè)；C.對(duì)鋼液進(jìn)行RH真空的強(qiáng)制脫碳作業(yè)；D.對(duì)鋼液進(jìn)行測(cè)溫定氧作業(yè)，用以自由脫碳；E.對(duì)鋼液進(jìn)行加硅脫氧作業(yè)，并進(jìn)行合金配置；F.破真空，并對(duì)鋼包進(jìn)行底吹氬軟攪拌。
2.如權(quán)利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于， 在步驟A中所述的RH處理起始溫度為1570 1605°C。
3.如權(quán)利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于， 所述的步驟B具體為根據(jù)RH處理起始的氮含量，控制RH的真空度保持在5 6kpa，真空時(shí)間維持在5 15分鐘，對(duì)鋼液進(jìn)行RH真空的前期脫氮作業(yè)。
4.如權(quán)利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于， 所述的步驟C具體為將RH真空度保持在5 6kpa，進(jìn)入強(qiáng)制脫碳工藝，通過(guò)頂槍吹氧，流量控制在1200 1500Nm3/h,并將提升氣體流量由1200Nl/min調(diào)整至1800Nl/min，并使頂槍吹氧總量控制在 400 800Nm3。
5.如權(quán)利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于 所述的步驟D中自由脫碳的具體步驟為Cl.進(jìn)行鋼液測(cè)溫、測(cè)氧；C2.將鋼液中自由氧含量保持在100 300ppm之間；C3.迅速將RH真空度提高至72 120pa，并將提升氣體流量由1500Nl/min調(diào)整至 1800Nl/min進(jìn)行環(huán)流1 2分鐘；整個(gè)自由脫碳的時(shí)間控制在5 12分鐘。
6.如權(quán)利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于 在所述的步驟E中所述的加硅脫氧將鋼水中的硅含量控制在0. 10 0. 70%，在充分脫氧后，將提升氣體流量由1800Nl/min調(diào)整到1200Nl/min，并根據(jù)鋼種其它成分的具體要求，進(jìn)行合金配置， 達(dá)到鋼種最終成分目標(biāo)要求。
7.如權(quán)利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于 在所述的步驟F中所述的底吹氬軟攪拌的吹氬流量控制在2 4Nm3/h，攪拌時(shí)間控制在3 5分鐘，并要求在軟攪拌期間，鋼包渣面保持基本不波動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，該方法是利用RH真空循環(huán)裝置獨(dú)特的真空冶煉原理，在RH真空精煉初期，利用其真空條件先將來(lái)料鋼水的氮含量降低至目標(biāo)要求后，在RH精煉工位通過(guò)強(qiáng)制脫碳與自由脫碳相結(jié)合的脫碳方式，并且在脫氮與脫碳期間，利用不同的真空度及提升氣體流量來(lái)改變鋼水循環(huán)流量，以達(dá)到快速脫氮及脫碳的目的，最后進(jìn)行溫度及成分的調(diào)整，達(dá)到超低碳不銹鋼爐成分要求。從而能夠在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)品種的擴(kuò)展及滿足不銹鋼不同市場(chǎng)的需求。
文檔編號(hào)C21C7/10GK102251076SQ201010180650
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者李波, 池和冰, 茅衛(wèi)東, 顧學(xué)紅 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司