一种可提高抛光性能的中铬铁素体不锈钢的冶炼方法与流程

文档序号:11272135阅读:242来源:国知局

本发明属于不锈钢冶炼技术领域,具体是一种可提高抛光性能的中铬铁素体不锈钢的冶炼方法。



背景技术:

随着镍价波动,300系列奥氏体不锈钢的生产销售受到一定限制,铁素体不锈钢的研究开发与生产日益得到重视。由于铁素体不锈钢不含镍,成本和价格相对较低,其产量在世界不锈钢总产量中占到30%。430系列不锈钢作为中铬铁素体不锈钢,具有优良的耐全面腐蚀、耐氯化物应力腐蚀性能和冷成型性,因此广泛应用于建筑装饰、卫生器具、家庭用器具等领域。然而,产品在后续抛光过程中容易产生砂眼和麻点的缺陷难以满足高抛光要求,限制了中铬铁素体不锈钢在餐具、家电面板和制品等领域的使用。对砂眼和麻点进行检测分析发现,该类缺陷的形成主要和炼钢的工艺过程有关,即主要和钢水纯净度的控制有关。通过对钢水的进一步分析可以得出,上述缺陷是由钢水中存在cao-sio2-al2o3-mgo夹杂物造成的,此类夹杂物中铝的质量分数超过10%,为典型的脆性夹杂物,在后续轧制过程中不易变形。因此,要降低它的危害,一是降低cao-sio2-al2o3-mgo夹杂物中铝的质量分数,使其易于变形,便于轧制;二是在lf精炼和浇铸过程中,促进此类夹杂物的上浮。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种可提高抛光性能的中铬铁素体不锈钢的冶炼方法,以提高中铬铁素体不锈钢成品的质量,扩大中铬铁素体不锈钢的应用领域。

本发明的目的是通过以下方案实现的:通过在aod出钢过程加硅钙合金球、lf弱吹氩前喂入硅钙线使lf钢水中的一些高熔点cao-sio2-al2o3-mgo夹杂物与溶解钙不断发生置换反应,降低夹杂物中al2o3含量,从而降低其熔点,在弱吹氩时这些低熔点夹杂物被炉渣吸附;另外,通过对连铸中包使用气幕挡墙,促进大于20μm的夹杂物充分上浮,确保中铬铁素体不锈钢铸坯中夹杂物尺寸小于20μm,从而提高中铬铁素体不锈钢的抛光性能。具体包括以下步骤:

(1)将普通钢水脱磷、脱碳、还原和脱硫处理,待钢水成分的重量百分比达到以下要求后出钢:c0.03-0.045%、si0.25-0.40%、mn0.20-0.40%、p≤0.03%、cr16.0-16.3%、s≤0.002%、n≤0.035%,其余为fe与不可避免的杂质;出钢过程随钢流加入1.0-1.5kg/t钢水的硅钙合金球;

(2)将lf进站,并以300-500nl/min的流量吹氩3-5min,然后将氩气流量调至500-800nl/min后对lf通电,在钢水温度升至1580℃-1595℃时加入石灰和萤石造渣;造渣完成后将氩气流量调回300-500nl/min吹氩3-5min,然后将氩气流量调至200-300nl/min吹氩20-30min;当钢水温度为1555℃-1560℃,钢水重量百分比为c0.035-0.050%、si0.30-0.45%、mn0.20-0.40%、p≤0.03%、s≤0.002%、cr16.05-16.40%、n≤0.042%,其余为fe与不可避免的杂质时在lf中喂入2.0-2.5m/t钢水的硅钙线,并调节氩气流量为100-200nl/min吹氩12-15min,然后将lf吊至连铸平台;

(3)对连铸中包使用气幕挡墙,调整氩气压力为0.08-0.10mpa;

(4)将步骤(3)所得钢水铸成钢坯,得到抛光性能良好的中铬铁素体不锈钢产品。

上述中铬铁素体不锈钢为430系列钢种。

步骤(1)中脱磷过程在脱磷转炉中采用喷吹法完成,喷吹条件为:以70-150nm3/min的流量顶吹氧,枪位为1.6±0.1m,喷吹开始2min后加入25.0-30.0kg/t钢水的造渣料、20.0-25.0kg/t钢水的脱磷剂,炉渣碱度控制在2.0-2.5;处理后的钢水重量百分比为:c2.8-3.3%、mn0.20-0.25%、p≤0.025%、s≤0.05%,其余为fe与不可避免的杂质,钢水温度为1380-1480℃;其中,造渣料和脱磷剂分别为石灰和氧化铁皮球。

脱碳、还原、脱硫过程在aod转炉中完成,采用侧顶复吹氧气脱碳,在吹炼过程中分批加入310-320kg/t钢水的高碳铬铁和120-130kg/t钢水的石灰;当钢水碳含量小于0.025%时结束脱碳,然后加入15-18kg/t钢水的硅铁和18-20kg/t钢水的萤石还原5min-8min,最后加入20-22kg/t钢水的石灰脱硫,待钢水成分的重量百分比达到要求后出钢;

硅钙合金球的成分为:ca22-25%,si23-26%,其余为fe。

步骤(2)中石灰和萤石的加入量分别为2.0-3.0kg/t钢水和1.0-2.0kg/t钢水;

硅钙线的成分为:ca27-30%,si30-35%,其余为fe。

步骤(4)中所述钢坯为连铸铸坯,连铸过热度25-35℃,拉速1.00-1.10m/min。

本发明从造成中铬铁素体不锈钢后续抛光过程中容易产生砂眼和麻点缺陷的源头出发,通过改进冶炼过程从而提高中铬铁素体不锈钢的抛光性能,提升了中铬铁素体不锈钢成品的质量,扩大中铬铁素体不锈钢的应用领域,具有广泛的推广应用价值。

具体实施方式

为了更好地理解本发明,下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明提高430系列中铬铁素体不锈钢抛光性能的冶炼方法,包括以下步骤:

a、钢水在脱磷转炉中脱磷处理

将钢水从普通钢水罐兑入到脱磷转炉中,采用喷吹法进行脱磷处理,处理过程中顶吹氧枪流量70nm3/min,枪位1.7m,喷吹开始2min后加入25.0kg/t钢水的石灰、20.0kg/t钢水的氧化铁皮球脱磷,炉渣碱度控制在2.0;处理后钢水成分的重量百分比为:c2.8%,mn0.20%,p0.025%,s0.05%,其余为fe与不可避免的杂质,钢水温度为1380℃。

b、钢水在aod转炉中进行脱碳、还原、脱硫处理

将81t脱磷后钢水注入到aod转炉中,侧顶复吹氧气进行脱碳。根据兑入钢水的碳含量及炼钢行业通用的计算机模拟计算,确定各阶段吹氧量,各脱碳期在吹氧量达到设定值后,进入下一个脱碳期,在吹炼过程中分批加入310kg/t钢水的高碳铬铁和120kg/t钢水的石灰;当钢水碳含量小于0.025%时脱碳期结束,然后加入15kg/t钢水的硅铁和18kg/t钢水的萤石还原5min,最后加入20kg/t钢水的石灰脱硫,待钢水成分的重量百分比达到以下要求后出钢:c0.03%、si0.25%、mn0.20%、p0.03%、cr16.0%、s0.002%、n0.035%,其余为fe与不可避免的杂质。

c、aod出钢过程随钢流加入1.0kg/t钢水的钢硅钙合金球,硅钙合金球的成分为:ca22%,si23%,其余为fe,出钢量为110t;

d、将lf进站,并以300nl/min的流量吹氩5min,然后将氩气流量调至500nl/min后对lf通电,在钢水温度升至1580℃时分别加入2.0kg/t钢水和1.0kg/t钢水的石灰和萤石造渣;造渣完成后将氩气流量调回300nl/min吹氩3min,然后将氩气流量调至200nl/min吹氩20min;当钢水温度为1555℃,钢水重量百分比为c0.035%、si0.30%、mn0.20%、p0.03%、s0.002%、cr16.05%、n0.042%,其余为fe与不可避免的杂质时在lf中喂入2.0m/t钢水,成分为:ca27%,si30%,其余为fe的硅钙线,并调节氩气流量为100nl/min吹氩12min,然后将lf吊至连铸平台。

e、对连铸中包使用气幕挡墙,调整氩气压力为0.08mpa。

f、将步骤e所得钢水采用连铸法铸成钢坯,连铸过热度25℃,拉速1.00m/min,从而得到抛光性能良好的中铬铁素体不锈钢产品。

实施例2

本发明提高430系列中铬铁素体不锈钢抛光性能的冶炼方法,包括以下步骤:

a、钢水在脱磷转炉中脱磷处理

将钢水从普通钢水罐兑入到脱磷转炉中,采用喷吹法进行脱磷处理,处理过程中顶吹氧枪流量150nm3/min,枪位1.5m,喷吹开始2min后加入30.0kg/t钢水的石灰、25.0kg/t钢水的氧化铁皮球脱磷,炉渣碱度控制在2.5;处理后钢水成分的重量百分比为:c3.3%,mn0.22%,p0.022%,s0.041%,其余为fe与不可避免的杂质,钢水温度为1480℃。

b、钢水在aod转炉中进行脱碳、还原、脱硫处理

将86t脱磷后钢水注入到aod转炉中,侧顶复吹氧气进行脱碳。根据兑入钢水的碳含量及炼钢行业通用的计算机模拟计算,确定各阶段吹氧量,各脱碳期在吹氧量达到设定值后,进入下一个脱碳期,在吹炼过程中分批加入320kg/t钢水的高碳铬铁和130kg/t钢水的石灰;当钢水碳含量小于0.025%时脱碳期结束,然后加入18kg/t钢水的硅铁和20kg/t钢水的萤石还原8min,最后加入22kg/t钢水的石灰脱硫,待钢水成分的重量百分比达到以下要求后出钢:c0.045%、si0.40%、mn0.40%、p0.026%、cr16.3%、s0.0018%、n0.033%,其余为fe与不可避免的杂质。

c、aod出钢过程随钢流加入1.5kg/t钢水的钢硅钙合金球,硅钙合金球的成分为:ca25%,si26%,其余为fe,出钢量为115t;

d、将lf进站,并以300nl/min的流量吹氩3min,然后将氩气流量调至800nl/min后对lf通电,在钢水温度升至1595℃时分别加入3.0kg/t钢水和2.0kg/t钢水的石灰和萤石造渣;造渣完成后将氩气流量调回500nl/min吹氩5min,然后将氩气流量调至300nl/min吹氩30min;当钢水温度为1560℃,钢水重量百分比为c0.050%、si0.45%、mn0.40%、p0.026%、s0.0018%、cr16.40%、n0.036%,其余为fe与不可避免的杂质时在lf中喂入2.5m/t钢水,成分为:ca30%,si35%,其余为fe的硅钙线,并调节氩气流量为200nl/min吹氩15min,然后将lf吊至连铸平台。

e、对连铸中包使用气幕挡墙,调整氩气压力为0.10mpa。

f、将步骤e所得钢水采用连铸法铸成钢坯,连铸过热度35℃,拉速1.10m/min,从而得到抛光性能良好的中铬铁素体不锈钢产品。

实施例3

本发明提高430系列中铬铁素体不锈钢抛光性能的冶炼方法,包括以下步骤:

a、钢水在脱磷转炉中脱磷处理

将钢水从普通钢水罐兑入到脱磷转炉中,采用喷吹法进行脱磷处理,处理过程中顶吹氧枪流量100nm3/min,枪位1.6m,喷吹开始2min后加入30.0kg/t钢水的石灰、25.0kg/t钢水的氧化铁皮球脱磷,炉渣碱度控制在2.2;处理后钢水成分的重量百分比为:c3.0%,mn0.25%,p0.017%,s0.040%,其余为fe与不可避免的杂质,钢水温度为1470℃。

b、钢水在aod转炉中进行脱碳、还原、脱硫处理

将83t脱磷后钢水注入到aod转炉中,侧顶复吹氧气进行脱碳。根据兑入钢水的碳含量及炼钢行业通用的计算机模拟计算,确定各阶段吹氧量,各脱碳期在吹氧量达到设定值后,进入下一个脱碳期,在吹炼过程中分批加入317kg/t钢水的高碳铬铁和120.4kg/t钢水的石灰;当钢水碳含量小于0.025%时脱碳期结束,然后加入17.3kg/t钢水的硅铁和19.5kg/t钢水的萤石还原6min,最后加入20.1kg/t钢水的石灰脱硫,待钢水成分的重量百分比达到以下要求后出钢:c0.032%、si0.36%、mn0.27%、p0.018%、cr16.23%、s0.0017%、n0.030%,其余为fe与不可避免的杂质。

c、aod出钢过程随钢流加入1.3kg/t钢水的钢硅钙合金球,硅钙合金球的成分为:ca23%,si24.5%,其余为fe,出钢量为113t;

d、将lf进站,并以400nl/min的流量吹氩4min,然后将氩气流量调至600nl/min后对lf通电,在钢水温度升至1590℃时分别加入2.4kg/t钢水和1.6kg/t钢水的石灰和萤石造渣;造渣完成后将氩气流量调回400nl/min吹氩4min,然后将氩气流量调至250nl/min吹氩25min;当钢水温度为1556℃,钢水重量百分比为c0.038%、si0.41%、mn0.28%、p0.018%、s0.0016%、cr16.25%、n0.032%,其余为fe与不可避免的杂质时在lf中喂入2.5m/t钢水,成分为:ca28.5%,si32%,其余为fe的硅钙线,并调节氩气流量为150nl/min吹氩13min,然后将lf吊至连铸平台。

e、对连铸中包使用气幕挡墙,调整氩气压力为0.09mpa。

f、将步骤e所得钢水采用连铸法铸成钢坯,连铸过热度30℃,拉速1.06m/min,从而得到抛光性能良好的中铬铁素体不锈钢产品。

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