[發(fā)明專利]一種不銹鋼的高純凈冶煉方法

有效

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• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108330245B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設計）人: 陳光;馮亞亞;卜春成;徐馳;潘曦;蘇翔;韓娣娟
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52;C21C7/10;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/40
• 代理公司: 32203 南京理工大學專利中心
• 代理人: 鄒偉紅

本發(fā)明公開了一種不銹鋼的高純凈冶煉方法，該不銹鋼的冶煉方法包括以下步驟：在高純氬氣保護下采用電弧進行母合金熔煉、AOD+LF爐外精煉、VD真空精煉、模鑄鋼錠過程，即可獲得低雜質含量的不銹鋼鋼錠。本發(fā)明通過電弧進行冶煉，在冶煉的過程中通入高純氬氣，可以有效防止合金被氧化，阻止雜質元素的進入，降低易揮發(fā)元素的燒損；同時，在冶煉過程中通過大渣量，多次流渣等方法，降低鋼中P的含量；LF精煉加鋁粒預脫氧。該不銹鋼的冶煉制備方法應用于工業(yè)化生產過程中不銹鋼的生產。

技術領域

本發(fā)明公開了一種不銹鋼的高純凈冶煉方法，屬于不銹鋼制備領域。

背景技術

在不銹鋼的冶煉過程中，內生夾雜主要是進行脫氧合金化操作時，加入到鋼液中的脫氧劑(Al、FeSi、SiMn等)被氧化生成Al₂O₃、SiO₂以及MgO·Al₂O₃、SiO₂-MnO、Al₂O₃-SiO₂-MnO等復合脫氧產物；合金元素(Cr、Ti、Si、Mn)部分被氧化形成FeO·Cr₂O₃、SiO₂-Cr₂O₃、A1₂O₃-Cr₂O₃、Cr₂O₃-MnS、TiO₂等夾雜；鋼液在冷卻凝固結晶過程中，由于溫度下降及局部成分偏析還會形成二次脫氧產物等。當這些產物來不及從鋼液內排出，便殘留在鋼中形成內生夾雜。

Al具有較強的脫氧能力，但其脫氧產物從Al₂O₃對多數(shù)牌號的不銹鋼性能有不良影響，因此在不銹鋼冶煉過程中的使用受到很大限制。從國內外相關研究中發(fā)現(xiàn)，在綜合考慮不銹鋼液的脫氧、脫硫和脫磷效果時，可以選擇含有堿土金屬元素(鋇、鈣和鎂)和稀土等的復合精煉劑，它們不僅有很強的脫氧、脫硫和還原脫磷能力，而且其脫氧產物的上浮速度快，在鋼中幾乎沒有殘留。遺憾的是，這方面的研究目前還多處在實驗室研究階段，很少在不銹鋼的實際生產中得到應用和推廣。

不銹鋼成品中的外來夾雜是在冶煉和澆注過程中，耐火材料的沖刷和侵蝕帶入鋼液的大型夾雜物、混入鋼液的爐渣(如AOD出鋼過程的鋼渣混出)以及在鋼液的運輸和澆注過程中的二次氧化等。

不銹鋼液中的氮化物主要是以TiN的形式出現(xiàn)的，它是溶解于鋼中的[N]以及冶煉、澆注過程中，鋼液吸入空氣中的N₂，與鋼中[Ti]作用的產物。另外，在鋼液的凝固過程中，還會有CrN、Cr₂N等其它類型的氮化物產生。

總之，在冶煉的過程中，鋼中O、N、S、N等含量較高時，會導致鋼錠宏觀組織縮孔縮松，甚至形成氣泡，還可能形成氧化物和氮化物等夾雜，成為裂紋產生和擴展的有利位置，嚴重降低不銹鋼的力學性能。因此，需對鋼液進行純凈化處理，將O、N、S含量控制在較低的范圍內。然而，對于選定的原材料，熔煉坩堝的穩(wěn)定性和合金熔煉工藝是控制雜質含量的關鍵所在。

專利[CN200410017115.8]公布了一種含N雙相不銹鋼的冶煉生產方法，采用“電弧爐初煉+AOD爐精煉”的方式，在AOD爐冶煉時，通過吹入鋼液中的氮氣的時間、流量控制，控制鋼液中氮的含量，所需精煉溫度高、精煉時間長，容易造成某些真空下易揮發(fā)元素(如Al等)的燒損，而且脫氣效果并不理想，氣體含量無法降到期望的水平。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的針對不銹鋼工業(yè)冶煉生產過程中易出現(xiàn)的各種缺陷、夾雜、以及成分偏析等問題，提供一種不銹鋼的高純凈冶煉方法，在高純氬氣保護下采用電弧進行母合金熔煉、AOD+LF爐外精煉、VD真空精煉、模鑄鋼錠等過程，即可獲得低雜質含量的不銹鋼鋼錠。