一种冶炼超纯高硅不锈钢的方法与流程

1.本发明属于不锈钢冶炼技术领域，具体地说，涉及一种冶炼超纯高硅不锈钢的方法。


背景技术：

2.超纯高硅不锈钢主要用于航天军工领域和化工领域，具有优良的耐硝酸、抗高温的性能。
3.钛能与不锈钢中的c，n生成tic，tin，从而抑制生成cr
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c6，具有优良的耐晶间腐蚀性能。钛是易氧化元素，熔点高、密度小(熔点：1660℃左右，熔点时的密度：4.11g/cm3)，易导致生产过程中钛合金化时合金不易进入钢中和钢中钛易氧化进入炉渣，钛合金加入不当易裹渣至不能进入钢液合金化，渣量控制不稳定。上述因素使得钛收得率低，成品钛的成分不稳定。
4.由徐曾启主编的《炉外精炼》提及一种高硅不锈钢的冶炼工艺，包括：初炼炉出钢
→
取样
→
真空碳脱氧
→
取样测温
→
钛合金化-浇注。在该工艺中，精炼渣系采用：cao+al2o3+sio2+caf2渣系，含有危险氟元素；钛合金化时渣量大，达2.5-3.5％；且为了保证钢渣流动性，使用5％左右萤石调渣，进一步增加体系杂质；钛合金化温度较高：1600℃-1610℃。


技术实现要素：

5.针对现有技术中上述的不足，本发明的目的在于提供了一种冶炼超纯高硅不锈钢的方法；采用该冶炼超纯高硅不锈钢的方法制备得到的高硅不锈钢，其钢质纯净、化学成分稳定；采用该方法能够实现无氟冶炼，钛收得率提高，成本下降，对人员、环境友好。
6.为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：
7.一种冶炼超纯高硅不锈钢的方法，包括：初炼炉出钢
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取样
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真空碳脱氧
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取样测温
→
钛合金化-浇注，在取样步骤和真空碳脱氧步骤之间依次包括：第一次lf精炼和扒渣；在真空碳脱氧步骤后：钢液温度大于1620℃时加入渣料，渣料的成分包括：质量比：cao：al2o3：sio2：cr2o3：feo＝33.19：28.97：20.47：1.39：1.05；真空碳脱氧的时间大于20min，真空碳脱氧的压力为30-133pa，极限真空度：67pa大于10min；在取样测温步骤与钛合金化步骤之间依次包括：第二次lf精炼和吊包扒渣。
8.进一步地，在本发明较佳的实施例中，第一次lf精炼步骤中：lf炉内的c+si＜0.7％。
9.进一步地，在本发明较佳的实施例中，第二次lf精炼步骤中：先调整cr、ni，最后调整si，加完si合金后继续搅拌。
10.进一步地，在本发明较佳的实施例中，吊包扒渣步骤中：温度为1600-1620℃，当包中剩余渣厚30-50mm，测温，调喂al线和ca-si线。
11.进一步地，在本发明较佳的实施例中，钛合金化步骤中：当钢液温度为1585-1595℃，氩气流量为100nl/min，加入钛合金，加钛完毕关盖搅拌进行钛合金化。
12.进一步地，在本发明较佳的实施例中，钛合金的要求包括：其厚度大于3mm，0.5-5kg/块，ti≥98％，其它单一残余元素含量小于0.5％，干燥、干净且无杂质。
13.本发明提供的一种冶炼超纯高硅不锈钢的方法的有益效果是：
14.(1)本发明提供的该种冶炼超纯高硅不锈钢的方法，在钢水初炼炉出钢后增加了lf精炼，并调整进入vod炉的钢液化学成分、温度、钢水量、真空条件的设置等使得真空吹氧脱碳、真空碳脱氧工序操作更稳定，同时使得钢质内在更纯净；
15.(2)本发明提供的该种冶炼超纯高硅不锈钢的方法，提供的渣料不含氟，实现无氟冶炼，对环境有好；
16.(3)本发明提供的该种冶炼超纯高硅不锈钢的方法，钛合金化前增加了第二次lf精炼和吊包扒渣，使得钛合金化更稳定，收得率提高。
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
18.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
19.实施例1
20.本实施例提供了一种冶炼超纯高硅不锈钢的方法，包括以下步骤：
21.初炼炉出钢
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取样
→
第一次lf精炼(lf炉内的c+si＜0.7％)
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扒渣
→
真空碳脱氧
→
取样测温
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第二次lf精炼
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吊包扒渣
→
钛合金化-浇注；
22.在真空碳脱氧步骤中：钢液温度大于1620℃时加入渣料，渣料的成分包括：质量比：cao：al2o3：sio2：cr2o3：feo＝33.19：28.97：20.47：1.39：1.05；真空碳脱氧的时间大于20min，真空碳脱氧的压力为30-133pa，极限真空度：67pa大于10min；
23.在第二次lf精炼步骤中：先调整cr、ni，最后调整si，加完si合金后继续搅拌；
24.在钛合金化步骤中：当钢液温度为1585-1595℃，氩气流量为100nl/min，加入钛合金，加钛完毕关盖搅拌进行钛合金化。
25.实验例1
26.采用背景技术中的提供的高硅不锈钢的冶炼工艺的钛收得率见表1：
27.表1
[0028][0029]
采用本技术实施例1的提供的冶炼超纯高硅不锈钢的方法的钛收得率见表2：
[0030]
表2
[0031][0032]
由表1和表2数据对比可知，采用本技术提供的冶炼超纯高硅不锈钢的方法，相较于采用背景技术中的冶炼工艺，钛收得率提高14％，钛收得率明显提高。
[0033]
实验例2
[0034]
采用背景技术中的提供的高硅不锈钢的冶炼工艺的经济技术指标见表3：
[0035]
表3
[0036][0037]
采用本技术实施例1的提供的冶炼超纯高硅不锈钢的方法的经济技术指标见表4：
[0038]
表4
[0039][0040]
由表3和表4数据对比可知，采用本技术提供的冶炼超纯高硅不锈钢的方法，相较于采用背景技术中的冶炼工艺，每吨钢水能够节约成本124.12元，生产成本得到明显下降。
[0041]
实验例3
[0042]
按照gb/t223钢铁及合金化学分析方法对6炉中0cr20ni24si4ti的有害元素及气
体进行检测，结果见表5：
[0043]
表5
[0044]
元素pbsnassbbi五害元素合计成品成分(％)0.00190.00430.02550.009600.0413元素nhops 成品成分(％)0.00880.000550.00110.0300.003 [0045]
按照gb/t10561钢种非金属夹杂物显微评定方法对6炉中0cr20ni24si4ti的钢质纯净度进行检测，结果见表6和7：
[0046]
表6
[0047]
项目脆性夹杂物塑性夹杂物脆性夹杂物和塑性夹杂物之和客户要求≤2.0≤2.0≤3.0
[0048]
表7
[0049]
项目a细类b细类c细类d细类评定产品检测(客户检测)0.01.00.01.5合格
[0050]
表5-7结果表明，采用本技术提供的冶炼超纯高硅不锈钢的方法制备得到的0cr20ni24si4ti，其有害元素含量极低，钢质纯净度优异。
[0051]
综上所述，采用本发明提供的冶炼超纯高硅不锈钢的方法；采用该冶炼超纯高硅不锈钢的方法制备得到的高硅不锈钢，其钢质纯净、化学成分稳定；采用该方法能够实现无氟冶炼，钛收得率提高，成本下降，对人员、环境友好。
[0052]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。