本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种超低碳高铬钢rh脱碳过程控温保铬方法。
背景技术
钢铁企业在组织生产高铬合金钢时，一般选择采用不锈钢冶炼工艺路线，即eaf+aod或vod法，主要是eaf+aod，该工艺路线短，投资成本低，专业化生产不锈钢的钢铁企业多采用该工艺路线。另一种冶炼方法为eaf+转炉(mrp,k-obm或ld-ob)+vod法，该工艺由于有vod，可以更容易冶炼超低碳、氮不锈钢。
据此，在冶炼cr含量≥5％的高铬钢时，可以参考不锈钢的冶炼工艺组织生产。但对于大多数非生产不锈钢企业，主要以bof→lf/rh→cc工艺路线生产为主，rh真空炉实现高合金、超低碳冶炼较为困难，一方面因为若在深脱碳前将cr控制到位，由于cr含量高，rh深脱碳阶段易出现cr的严重氧化，cr合金损耗大；另一方面若在深脱碳后加入铬铁，则由于铬铁加入量大，钢水温降大，对钢水温度控制较为困难，通过提高rh进站钢水温度难以满足冶炼需求，rh处理过程需大量加铝吹氧升温，rh进站温度过高或冶炼过程温度补偿过大均对会造成耐材损坏加重；此外，由于铬合金加入量大，带来严重回碳问题，均难以实现超低碳、高铬钢的冶炼。
鉴于上述问题，一般以bof→lf/rh→cc工艺路线为主的钢铁企业基本不生产超低碳、高铬合金钢或其它高合金钢，因此，对于c含量低于0.015％、cr含量大于5％的超低碳高合金钢少有报道。为了解决上述问题，开发适用于bof→lf/rh→cc工艺路线生产超低碳、高合金钢的rh真空冶炼工艺方法具有广阔的市场前景和经济价值。为实现超低碳高铬钢的冶炼提供一种稳定的rh脱碳方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种工艺稳定、操作便捷，同时实现控温、脱碳、保铬等目标的超低碳高铬合金钢的rh冶炼工艺方法。rh进站控制钢水中含有一定量的si、mn元素，cr元素含量达到产品目标成分，钢包放置到rh处理位后开始处理，rh吹氧脱碳过程不加铝吹氧升温，但保持钢水温度满足处理需求，rh吹氧脱碳结束c含量达到目标成分，与rh进站相比钢水中si、mn氧化损耗量低于15％，cr元素含量降低小于0.5％。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开了一种超低碳高铬钢rh脱碳过程控温保铬方法，包括如下步骤：
s1rh进站钢水温度为1605-1625℃，钢水中含有如下质量百分比化学成分：si0.05％-0.5％、mn0.5％-2.0％、cr5％-％15％、c0.1％-0.35％，钢包到位后抽真空至压力降至100mbar以下；
s2一次吹氧150-200nm3，吹氧结束，循环2-5min，再定氧、测温、取样测c，根据c含量确定吹氧量，重复步骤s2，直至c含量降至0.1％以下；
s3抽真空至压力为5～20mbar；
s4一次吹氧100-150nm3，吹氧结束，循环2-5min，再定氧、测温、取样测c，根据c含量确定吹氧量，重复步骤s4，直至c含量降至0.05％以下；
s5抽真空至压力小于2mbar；
s6一次吹氧小于100nm3，吹氧结束，循环1-3min，再定氧、测温、取样测c，根据c含量确定吹氧量，重复步骤s6，直至c含量降至0.005％以下；
s7rh脱碳结束。
优选的，在上述超低碳高铬钢rh脱碳过程控温保铬方法中，步骤s7rh脱碳结束后，加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁脱氧合金化，同时向渣面加入适量改质剂，调整炉渣成分，然后净循环处理8min，破空、出钢。
优选的，在上述超低碳高铬钢rh脱碳过程控温保铬方法中，步骤s2-s6，rh吹氧脱碳过程间隔3-5min采用定氧探头定氧、测温，确保钢水氧含量在0.035％以下，吹氧脱碳过程钢水温度稳定在1610-1635℃。
优选的，在上述超低碳高铬钢rh脱碳过程控温保铬方法中，所获得钢的化学成分质量百分比计包括：0＜c≤0.012％、5％≤cr≤15％、0.05％≤si≤0.5％、0.5％≤mn≤2％。
本发明的优点在于：
(1)开发了rh脱碳过程降温与适量合金元素氧化升温相平衡的脱碳、控温工艺模式。
(2)rh进站温度低，减轻了转炉终点控温压力或lf升温电力消耗及处理时间，降低生产成本，提高生产效率。
(3)rh处理过程不需加铝吹氧升温，有效控制al2o3夹杂，改善了钢水浇铸性。
(4)开发出rh进站即存在大量合金元素，且c含量高的钢水，冶炼超低碳高合金钢的rh处理工艺模式。
(5)实现了rh深脱碳过程脱碳、保铬、控温同时进行，大幅提高了rh处理效率。
具体实施方式
本实施例提供一种超低碳高铬钢rh脱碳过程控温保铬方法，其通过转炉终点高温出钢，控制转炉终点的c、cr含量，出钢时添加适量的si、mn、cr合金，同时添加石灰和造渣剂调渣并控制氧势，转炉出钢结束将钢水运至lf处理，将钢水温度、cr含量、炉渣成分调整到位后，再运至rh进行处理，rh真空脱碳过程通过控制吹氧制度、真空度实现脱碳保铬，后加入超低碳钢专用合金进行脱氧及合金化，同时向钢包顶渣中加入调渣剂，对渣中氧化铬进行还原，然后进行净循环处理，rh破空、出钢。
冶炼工艺的原理如下：
rh真空炉冶炼超低碳高铬钢时，由于进站钢水碳含量较高，一般在0.1％-0.35％，明显高于低合金含量的超低碳高，如硅钢、if钢等，该类钢种rh进站碳含量在0.03％-0.05％。超低碳高铬钢rh脱碳时间较长，钢水循环处理过程中温降大，且后期补加合金量相对较大，均会带来较大的温降。若通过提高rh进站钢水温度来弥补处理过程温降，考虑rh真空槽耐材工作安全问题，rh进站钢水温度一般需低于1650℃，难以弥补rh处理过程温降损失。一般可通过吹氧加铝升温，来保持冶炼过程温度，从而有利于脱碳保铬，同时满足rh处理后期合金调整、净循环处理及连铸浇注需求。但该方法需大量吹氧加铝升温，消耗过大，同时产生大量al2o3，影响钢水洁净度及连铸浇注性能。此外，由于钢水cr含量较高，rh处理后期，c含量较低，吹入的氧易将cr氧化，不利于cr元素收得率的提高。为了提高rh处理过程脱碳、控温、保铬效果，与常规方法相比，本发明在rh脱碳期根据c、o、si、mn、cr在不同真空度条件下的反应规律，制定了与真空度变化相匹配的rh吹氧模式，通过控制枪位、吹氧流量、吹氧时间及吹氧间隔等控制钢水氧含量，在确保rh脱碳效果的条件下减少cr的氧化，并进一步利用si、mn元素的氧化反应放热，补充rh脱碳温度损失，保持钢水温度，同时降低cr元素的氧化。实现了超低碳高铬钢rh脱碳过程控温保铬的冶炼工艺。
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
1)rh进站钢水温度1615℃，si含量0.5％、mn含量1.5％、cr含量15％、c含量0.35％，钢包到位后开通三级泵抽真空，真空室压力降至在100mbar以下时，开始吹氧，一次吹氧150-200nm3，吹氧结束，然后循环2-5min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，直至c含量降至0.1％以下。
2)当c含量达到0.1％以下时，即开四级真空泵，将真空室压力降至5～20mbar时，一次吹氧100-150nm3，吹氧结束，然后循环2-5min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，直至c含量降至0.05％以下。
3)当c含量达到0.05％以下时，即开五级真空泵，将真空室压力降至2mbar以下，一次吹氧小于100nm3，吹氧结束循环1-3min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，rh脱碳结束时，c含量0.0025％，si含量0.43％、mn含量1.32％、cr含量14.69％，温度1635℃。rh脱碳结束与rh进站相比，si损耗14％，mn损耗量12％，cr含量降低0.31％。
4)rh脱碳结束后加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁等脱氧合金化，同时向渣面加入适量改质剂，调整炉渣成分，然后净循环处理8min，破空、出钢。
该炉次rh出钢成分：c含量0.0086％、cr含量14.95％、si含量0.52％，mn含量1.48％。
实施例2
1)rh进站钢水温度1625℃，si含量0.05％、mn含量1.98％、cr含量5％、c含量0.25％，钢包到位后开通三级泵抽真空，真空室压力降至在100mbar以下时，开始吹氧，一次吹氧150-200nm3，吹氧结束，然后循环2-5min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，直至c含量降至0.1％以下。
2)当c含量达到0.1％以下时，即开四级真空泵，将真空室压力降至5～20mbar时，一次吹氧100-150nm3，吹氧结束，然后循环2-5min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，直至c含量降至0.05％以下。
3)当c含量达到0.05％以下时，即开五级真空泵，将真空室压力降至2mbar以下，一次吹氧小于100nm3，吹氧结束循环1-3min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，rh脱碳结束时，c含量0.0022％，si含量0.043％、mn含量1.83％、cr含量4.78％，温度1626℃。rh脱碳结束与rh进站相比，si损耗14％，mn损耗量7.5％，cr含量降低0.22％。
4)rh脱碳结束后加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁等脱氧合金化，同时向渣面加入适量改质剂，调整炉渣成分，然后净循环处理8min，破空、出钢。
该炉次rh出钢成分：c含量0.0118％、cr含量5.10％、si含量0.052％，mn含量1.95％。
实施例3
1)rh进站钢水温度1605℃，si含量0.45％、mn含量0.51％、cr含量10％、c含量0.11％，钢包到位后开通三级泵抽真空，真空室压力降至在100mbar以下时，开始吹氧，一次吹氧150-200nm3，吹氧结束，然后循环2-5min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，直至c含量降至0.1％以下。
2)当c含量达到0.1％以下时，即开四级真空泵，将真空室压力降至5～20mbar时，一次吹氧100-150nm3，吹氧结束，然后循环2-5min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，直至c含量降至0.05％以下。
3)当c含量达到0.05％以下时，即开五级真空泵，将真空室压力降至2mbar以下，一次吹氧小于100nm3，吹氧结束循环1-3min，再定氧、测温、取样测碳，根据碳含量确定吹氧量，重复此操作，rh脱碳结束时，c含量0.0021％，si含量0.39％、mn含量0.44％、cr含量9.51％，温度1610℃。rh脱碳结束与rh进站相比，si损耗13％，mn损耗量14％，cr含量降低0.49％。
4)rh脱碳结束后加金属锰、低碳硅铁、微碳铬铁等脱氧合金化，同时向渣面加入适量改质剂，调整炉渣成分，然后净循环处理8min，破空、出钢。
该炉次rh出钢成分：c含量0.0078％、cr含量10.1％、si含量0.43％，mn含量0.55％。
实施例1-3中，rh吹氧脱碳过程间隔3-5min采用定氧探头定氧、测温，确保钢水氧含量在0.035％以下，吹氧脱碳过程钢水温度稳定在1610-1635℃。
本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本专利的精神实质，都视为对本专利的等同替换，都在本专利的保护范围之内。