一种含Ti低氮不锈钢的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种含Ti低氮不锈钢的制备方法。该制备方法包括以下步骤：使各原料依次经过配料、电炉粗炼、氩氧炉精炼、出钢处理、钢包处理以及连铸后，得到所述的含Ti低氮不锈钢；其中，所述出钢处理的步骤至少包括：在氩氧炉精炼完毕后，向钢包中吹入氩气，5-10min后，使钢水和钢渣从氩氧炉出钢至钢包，持续向钢包中吹入氩气直到出钢完毕。本发明的制备方法可以有效降低AOD炉出钢后钢水的吸氮量，从而降低TiN等夹杂物析出等问题，进而提高连铸水平，改善不锈钢表面品质。
【专利说明】一种含Ti低氮不锈钢的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种含Ti低氮不锈钢的制备方法，属于冶金领域中的不锈钢冶炼【技术领域】。
【背景技术】
[0002]不锈钢钢种添加Ti可以有效防止晶间腐蚀，其中典型的不锈钢钢种有321及409L不锈钢，这类钢种含Ti量大于0.1%。在当前生产条件下，Ti含量控制可以通过投入Ti合
金调整。
[0003]321及409L含Ti低氮不锈钢的制备，目前主要采用电炉+氩氧炉(EAF+A0D)双联工艺，钢水脱氮后，熔钢中氮含量远低于氮的溶解度，出钢时熔钢与空气直接接触，吸氮后导致氮含量提高。而321不锈钢的成分要求是Ti/(C+N) >5，因此当钢水中含N高，含Ti量比例要相应提高，从而导致TiN析出温度高，浇铸时有TiN等夹杂物析出，影响不锈钢的品质。采用现有AOD冶炼方式，AOD出钢氮含量约为70ppm，按照AOD钢渣混出方式出钢后，钢包处理时钢渣全部扒掉，钢水有一段时间直接裸露于空气中，造成钢水吸氮量大以及二次氧化，使钢水中氮含量达到130-140ppm。而根据后工程品质判断，若钢水中含氮量>125ppm，浇铸过程则极可能有TiN、TiO2 等夹杂物富集在铸坯表面，轧钢时易造成板材表面缺陷，如制钢性疤痕、裂纹。
[0004]而解决上述问题的关键在于:降低素钢氮含量，从而降低TiN析出温度，确保在连铸过程中尽量少的产生TiN夹杂。目前AOD冶炼工艺主要是通过采用全氩吹炼，提高AOD装入熔钢的C含量，在碳氧反应过程中，可以有效脱N，使得AOD出钢钢水氮含量可以控制在70ppm左右。为了减少连铸浇铸过程中TiN的析出，确保铸造板坯的不锈钢含氮量小于120ppm,控制出钢后钢水增氮量是急需解决的问题。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含Ti低氮不锈钢的制备方法。本发明的制备方法可以有效降低AOD炉出钢后钢水的吸氮量，从而降低TiN等夹杂物的析出等问题，进而提高连铸水平，改善不锈钢表面品质。
[0006]为达上述目的，本发明提供一种含Ti低氮不锈钢的制备方法，其包括以下步骤:使各原料依次经过配料、电炉(EAF炉)粗炼、氩氧炉(A0D炉)精炼、出钢处理、钢包处理以及连铸后，得到所述的含Ti低氮不锈钢；其中，所述出钢处理的步骤至少包括:在氩氧炉精炼完毕后，向钢包中吹入氩气，5-10min后，使钢水和钢渣从氩氧炉出钢至钢包，持续向钢包中吹入氩气直到出钢完毕(吹氩气的时间一共为约8-13min)。向钢包中吹入氮气，因氩气密度高而下沉，可以有效赶走钢包中的空气，保证出钢时钢水处于氩气氛围中。而且，出钢采用钢渣混出，钢水表面的钢渣可以有效覆盖在钢水表面，防止钢水裸露于空气中快速吸氮导致含氮量增加的问题。
[0007]在上述的制备方法中，优选地，吹入氩气的流量为5-15Nm3/min ;更优选为IONm3/min。
[0008]在上述的制备方法中，优选地，所述出钢处理的步骤还包括:出钢至钢包后，扒除一部分的钢渣，使钢包中保留有10-15mm厚度的渣层(约1.0-1.5Ton渣量)。在钢包中保留一部分钢渣能够进一步防止钢水接触空气吸氮。
[0009]根据本发明的【具体实施方式】，优选地，上述的制备方法还包括以下步骤:在进行所述出钢处理后，向钢包中加入吨钢0.3-0.5kg的萤石进行化渣，而后进行所述钢包处理。
[0010]在上述的制备方法中，所述配料、电炉粗炼、氩氧炉精炼、钢包处理以及连铸均可以为本领域制备含Ti不锈钢所常规采用的工艺。
[0011]优选地，氩氧炉精炼可以为将电炉融化的钢水在全氩气氛条件下采用顶底复吹工艺进行脱碳脱氮还原脱硫，其具体包括:在170(TC下，采用顶吹氧气，侧吹氧氩混合气对进入氩氧炉的钢水(以钢水的总重量计，含碳量约2.0wt%)进行脱碳，投入造渣用石灰25-30kg吨钢，同时根据成分需要投入适量镍铁、铬铁，吹氧至钢水含碳量为0.5wt%以内，停止顶枪吹氧，只用底侧风枪吹氧脱碳至钢水含碳量为0.015wt%-0.02wt%后，加入还原剂硅铁合金25-35kg吨钢、脱硫用石灰25-35kg吨钢、化渣用萤石12_15kg吨钢等进行还原脱氧脱硫，整个冶炼过程有脱氮反应进行。其中，整炉作业时间约75min，冶炼钢水量约150吨。
[0012]钢包处理的目的是调整钢水的成分以及温度，优选地，其可以包括:向钢包中投入低熔点覆盖剂、Al (以脱氧)以及Ti合金等物质，以进行成分调整，并调整钢水的温度(将钢水温度调至合适的温度，以使后续的连铸可以顺利进行)。该低熔点覆盖剂可以为本领域常规采用的覆盖剂，优选地，以该覆盖剂的总重量计，其原料组成可以包括Ca052%，Si022%,Al20344%，MgO0.8%，C〈0.1%。本领域技术人员能够根据所得的含Ti低氮不锈钢的成分，对投入的低熔点覆盖剂、Al以及`Ti合金等物质的量进行常规的调整。
[0013]在上述的制备方法中，制备得到的含Ti低氮不锈钢为321不锈钢或409L不锈钢，其化学成分均为本领域技术人员公知的。
[0014]本发明的制备方法能够有效对钢水中的氮含量进行控制，使氮含量低，以减少钛的投入量，实现不锈钢中Ti成分最小化的控制，从而有效降低TiN等夹杂物的析出温度，降低连铸过程中水口结瘤几率，使钢坯修磨量减少，提高金属实收率，改善轧制过程中的不锈钢表面品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为实施例1的含Ti低氮不锈钢的制备方法的工艺流程图。
[0016]图2为实施例1的含Ti低氮不锈钢的制备方法中的出钢处理步骤的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0017]为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0018]实施例1
[0019]本实施例提供一种含Ti低氮不锈钢的制备方法，如图1以及图2所示，其包括以下步骤:[0020]按照所要制备的含Ti低氮321不锈钢的化学成分进行配料；
[0021]然后将选定的原料置于电炉中进行粗炼，将在电炉中粗炼后的钢水进行扒渣，而后送入IS氧炉进行精炼；
[0022]氩氧炉精炼为将电炉融化的钢水在全氩气氛条件下采用顶底复吹工艺进行脱碳脱氮还原脱硫，其具体包括:进入氩氧炉的电炉融化的钢水含碳量约2.0wt%(以钢水的总重量计)，采用顶吹氧气，侧吹氧氩混合气进行脱碳，投入造渣用石灰25-30kg吨钢，根据成分需要投入适量镍铁、铬铁，吹氧至钢水含碳量为0.5wt%以内，停止顶枪吹氧，只用底侧风枪吹氧脱碳至钢水含碳量为0.015wt%-0.02wt%后，加入还原剂硅铁合金25-35kg吨钢、脱硫用石灰25-35kg吨钢、化渣用萤石12-15kg吨钢等进行还原脱氧脱硫，整个冶炼过程有脱氮反应进行，氩氧炉冶炼温度为1700°C，整炉作业时间约75min，冶炼钢水量约150吨；
[0023]在氩氧炉精炼完毕后出钢前，将浇注钢包通过钢包车移送到接钢水位置，打开钢包口的管道阀门，向钢包中吹入氩气，5min后，使钢水和钢渣从氩氧炉出钢至钢包(钢渣混出)，持续向钢包中吹入IS气直到出钢完毕(吹IS气的时间一共为约8min ),吹入気气的流量为10Nm3/min，出钢至钢包后，扒除一部分的钢洛，使钢包中保留有10_15mm厚度的渣层(约
1.0-1.5Ton 的渣量)； [0024]在进行出钢处理后，向钢包中加入吨钢0.3-0.5kg的萤石进行化渣，而后通过钢包车吊送到钢包处理站进行钢包处理；
[0025]钢包处理的步骤包括:向钢包中投入低熔点覆盖剂、Al (以脱氧)以及Ti合金等物质，以进行成分调整，并调整钢水的温度；
[0026]钢包处理完毕后用钢包车吊送到连铸平台进行连铸，连铸按照本领域制备含Ti不锈钢所常规采用的工艺进行，得到所述的含Ti低氮不锈钢，以重量百分含量计，所述的含Ti低氮不锈钢包括的化学成分及含量(以所述含Ti低氮不锈钢的总重量计)如表1所
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[0027]表1
[0028]
【权利要求】
1.一种含Ti低氮不锈钢的制备方法，其包括以下步骤:使各原料依次经过配料、电炉粗炼、氩氧炉精炼、出钢处理、钢包处理以及连铸后，得到所述的含Ti低氮不锈钢；其中，所述出钢处理的步骤至少包括:在氩氧炉精炼完毕后，向钢包中吹入氩气，5-10min后，使钢水和钢渣从氩氧炉出钢至钢包，持续向钢包中吹入氩气直到出钢完毕。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，吹入氩气的流量为5-15Nm3/min。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述出钢处理的步骤还包括:出钢至钢包后，扒除一部分的钢渣，使钢包中保留有10-15mm厚度的渣层。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其还包括以下步骤:在进行所述出钢处理后，向钢包中加入吨钢0.3-0.5kg的萤石进行化洛,而后进行所述钢包处理。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述氩氧炉精炼的步骤包括:在1700°C下，采用顶吹氧气，侧吹氧氩混合气对进入氩氧炉的钢水进行脱碳，投入石灰25-30kg吨钢，同时投入镍铁、铬铁，吹氧至钢水含碳量为0.5wt%以内时，停止顶枪吹氧，只用底侧风枪吹氧脱碳至钢水含碳量为0.015wt%-0.02wt%后，加入硅铁合金25-35kg吨钢、石灰25_35kg吨钢、萤石12-15kg吨钢进行还原脱氧脱硫。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述钢包处理的步骤包括:向钢包中投入低熔点覆盖剂、Al以及Ti合金物质，以进行成分调整，并调整钢水的温度。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述低熔点覆盖剂的原料组成包括Ca052%，Si022%, Al20344%, MgO0.8%, C〈0.1%。
【文档编号】C21C7/068GK103741006SQ201410010512
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】高磊, 刘中, 黄华平, 金雄杰 申请人:张家港浦项不锈钢有限公司