一种基于夹杂物熔点控制降低不锈钢点腐蚀的方法

本发明属于钢铁冶金炼钢领域，尤其涉及一种基于夹杂物熔点控制降低不锈钢点腐蚀的方法。

背景技术：

不锈钢具有良好的耐腐蚀、耐高温、耐磨损、外观精美等特性，被广泛应用于航天、原子能、海洋开发、汽车制造、医疗器械、建筑装修、家用电器、厨房器皿等领域。对于不锈钢来说，首先要关注其耐腐蚀性能。不锈钢中的铬元素可以在不锈钢表面形成一层氧化膜，防止不锈钢基体生锈。然而，不锈钢中的非金属夹杂物会引起不锈钢的点腐蚀，影响不锈钢的耐腐蚀性能。因此，研究通过不锈钢中非金属夹杂物进行有效控制，防止夹杂物引起点状腐蚀非常重要。氧化物夹杂是引起不锈钢的点状腐蚀的重要原因之一，并引发点腐蚀的初始位置为在al2o3夹杂物与周围不锈钢的缝隙，钢基体溶解。同时，随着腐蚀的进行，开始出现浅埋不锈钢表层内部的al2o3夹杂物，说明沉积在钢基体表面下方的al2o3夹杂物也会促进不锈钢的点腐蚀。不锈钢中的mg-al-ca-o夹杂物也会引起点状腐蚀，引起点腐蚀的夹杂物溶解的初始位置位于不锈钢基体和夹杂物之间的界面中，夹杂物或不锈钢基体溶解后与新不锈钢基体的排斥作用继续引起不锈钢的点状腐蚀。因此，非金属夹杂物与钢基体之间的间隙是不锈钢表明夹杂物引起点腐蚀的重要原因之一。

技术实现要素：

本发明公开一种基于夹杂物熔点控制降低不锈钢点腐蚀的方法，以解决现有技术的上述技术问题以及其他潜在问题中的任意问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于夹杂物熔点控制降低不锈钢点腐蚀的方法，该方法通过使用低铝低钙合金辅料，避免夹杂物中的氧化铝和氧化钙含量过高引起熔点升高；同时使用低碱度精炼渣精炼改性夹杂物成分，降低夹杂物熔点；结合向精炼渣中加入锰矿石，增加夹杂物中的氧化锰含量且降低熔点；最后提升热处理温度、延长热处理时间、提升开轧温度，增加轧制过程中夹杂物的液相率，避免轧制过程中夹杂物和钢基体之间间隙的产生，从而防止夹杂物引起不锈钢点腐蚀行为。

进一步，所述方法具体包括以下步骤：

s1)在aod精炼末期过程中，通过硅锰脱氧，避免氧化铝夹杂物的生成；通过使用低铝低钙合金辅料合金化，避免夹杂物中的氧化铝和氧化钙含量过高引起熔点升高；aod出钢严格控制下渣量，降低后续过程精炼渣厚度。

s2)在lf精炼过程中，精炼初期进行渣改质，通过加入石英砂，降低精炼渣碱度改性降低夹杂物熔点，通过向精炼渣中加入锰矿石，增加夹杂物中氧化锰含量，降低夹杂物的熔点；通过软吹搅拌，促进夹杂物的上浮；保证钢包静置时间，促进大尺寸夹杂物充分上浮去除。

s3)在连铸过程中，通过中间包吹氩和保护浇铸，防止钢液发生二次氧化，避免大量新夹杂物的生成导致夹杂物成分和数量变化。

s4)在热轧过程中，通过提升加热温度，延长均热时间，提升轧制温度，保证夹杂物在轧制过程中为液态，提升夹杂物在钢基体内的流动性，避免夹杂物与钢基体之间间隙的产生。

进一步地，s1)中aod精炼末期进行硅锰脱氧，加入高纯硅铁和电解锰，避免氧化铝夹杂物的生成；

进一步地，s1)中aod精炼末期进行低铝低钙合金辅料合金化，所有合金辅料中铝和钙含量都应该控制在0.1％以下，避免夹杂物中的氧化铝和氧化钙含量过高引起熔点升高；

进一步地，s1)中aod出钢严格控制下渣量，将后续过程精炼渣厚度稳定降低为3至4厘米，保证后续渣改制后精炼渣成分稳定；

进一步地，s2)中在lf精炼过程中，精炼初期进行渣改质，通过加入高纯石英砂，将精炼渣碱度降低为1.5至1.7，改性降低夹杂物中氧化铝含量，降低夹杂物熔点；

进一步地，s2)中在lf精炼过程中，精炼初期进行渣改质，通过向精炼渣中锰矿石，增加夹杂物中的氧化锰含量，降低夹杂物的熔点；

进一步地，s2)中lf精炼过程钢液进行软吹搅拌，软吹时间12至15分钟，吹氩流量为100-200nl/min，促进大尺寸夹杂物的上浮去除，减小夹杂物的数量；

进一步地，s2)中lf精炼过程进行钢包静置，静置时间为15至20分钟，促进夹杂物上浮去除，减小夹杂物的数量；

进一步地，s3)中连铸过程进行保护浇铸，中间包开浇前10分钟开始至稳定浇铸过程中进行吹氩气，防止钢液发生二次氧化，避免大量新夹杂物的生成导致夹杂物成分和数量变化；

进一步地，s4)中热轧过程中，通过加热温度控制位1200-1280℃，热处理时间为40-60分钟，提升热轧制过程温度为1150-1250℃，将夹杂物熔点降低为低于热轧温度，保证夹杂物在轧制过程中为液态，提升夹杂物在钢基体内的流动性，避免夹杂物与钢基体之间间隙的产生。

本方法的有益效果是，由于采用上述技术方案，本发明的方法通过不锈钢中夹杂物低熔点的控制目标，优化典型不锈钢热处理和轧制工艺参数，将夹杂物熔点降低为低于热轧温度，保证在轧制过程中为液态，提升夹杂物在钢基体内的流动性，避免夹杂物与钢基体之间间隙的产生，降低不锈钢点腐蚀。本发明应用可以显著改善夹杂物诱发不锈钢点腐蚀行为，降低夹杂物引起的点腐蚀缺陷率，提升不锈钢使用寿命，提升不锈钢的耐点腐蚀性能，为高级别的耐腐蚀不锈钢开发提供保证。

附图说明

图1为本发明一种基于夹杂物熔点控制降低不锈钢点腐蚀的方法的流程框图。

图2为采用本发明方法的实施例1的不锈钢产品腐蚀后典型夹杂物和周围基体形貌示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明一种基于夹杂物熔点控制降低不锈钢点腐蚀的方法，该方法采用硅锰脱氧剂进行脱氧，采用低铝低钙的合金辅料，同时加入低碱度精炼渣精，并对精炼渣进行改性以增加夹杂物中的氧化锰含量且降低熔点，最后进行热处理温度，并进行热轧，在热轧过程中提高夹杂物的液相率，避免轧制过程中夹杂物和钢基体之间间隙的产生，从而防止夹杂物引起不锈钢点腐蚀行为。

所述方法的具体步骤为：

s1)在aod精炼末期过程中，加入硅锰脱氧剂进行脱氧，同时加入低铝低钙的合金辅料合金化，控制出钢时的下渣量；

s2)在lf精炼过程中，精炼初期进行精炼渣改质，同时进行软吹搅拌，将钢包静置一段时间；

s3)在连铸过程中，先通入保护气体，再保护气氛下进行浇铸，得到铸锭；

s4)在热轧过程中，先对铸锭进行热处理，再加热至一定温度进行热轧，避免夹杂物与钢基体之间产生间隙。

所述s1)的具体步骤为：

s1.1)aod精炼末期进行硅锰脱氧剂，所述硅锰脱氧剂为高纯硅铁和电解锰，

s1.2)aod精炼末期进行低铝低钙合金辅料合金化，所有合金辅料中铝和钙含量在0.1％以下，将精炼渣厚度稳定降低至3-4厘米。

所述s2)的具体步骤为：

s2.1)在lf精炼初期，通过加入高纯石英砂，将精炼渣的碱度降低至1.5-1.7，

s2.2)在lf精炼过程中，再向精炼渣加入锰矿石，使精炼渣中mno含量提升至4％-8％，

s2.3)再向钢液中以一定流量吹入氩气，持续一定时间，进行软吹搅拌，搅拌后静置一定时间。

所述s2.2)中所述锰矿石为锰氧化物。

所述软吹时间12-15分钟，吹氩流量为100-200nl/min，静置时间为15-20分钟。

所述s3)的具体步骤为：连铸过程进行保护浇铸，中间包开浇前10分钟开始至稳定浇铸过程中进行吹氩气。

所述s4)的具体步骤为：

s4.1)热处理的温度为1200-1280℃，热处理时间为40-60分钟，

s4.2)将s4.1)均热处理后的铸锭进行热轧，热轧温度为1150-1250℃。

实施例1：

在aod精炼末期过程中，通过高纯硅铁和电解锰进行硅锰脱氧，避免氧化铝夹杂物的生成；通过使用低铝低钙合金辅料合金化中铝和钙含量最高为0.07％和0.05％，避免夹杂物中的氧化铝和氧化钙含量过高引起熔点升高；aod出钢严格控制下渣量，将精炼渣厚度降低为3.2厘米。在lf精炼过程中，精炼初期进行渣改质，通过加入高纯石英砂，将精炼渣碱度降低为1.6，改性降低夹杂物中氧化铝含量，通过向精炼渣中锰矿石，增加夹杂物中的氧化锰含量至5％，降低夹杂物的熔点；进行软吹搅拌，软吹时间15分钟，吹氩流量为150nl/min；钢包静置时间为18分钟，促进夹杂物上浮去除，减小夹杂物的数量。在连铸过程进行保护浇铸，中间包开浇前10分钟开始至稳定浇铸过程中进行吹氩气，防止钢液发生二次氧化，避免大量新夹杂物的生成导致夹杂物成分和数量变化；在热轧过程中，通过加热温度控制位1270℃，均热时间为45分钟，提升热轧制过程温度为1210℃，保证夹杂物在轧制过程中为液态，提升夹杂物在钢基体内的流动性，夹杂物与钢基体之间没有明显的缝隙。将样品在腐蚀剂是20mlhcl+350ml去离子水+69.9g五水氯化铁的水溶液中浸泡30分钟后，典型夹杂物成分为al2o3-sio2-mno，周围没有发生点腐蚀行为，如图2所示，110μm。

实施例2：

在aod精炼末期过程中，通过高纯硅铁和电解锰进行硅锰脱氧，避免氧化铝夹杂物的生成；通过使用低铝低钙合金辅料合金化中铝和钙含量最高为0.07％和0.05％，避免夹杂物中的氧化铝和氧化钙含量过高引起熔点升高；aod出钢严格控制下渣量，将精炼渣厚度降低至3.6厘米。在lf精炼过程中，精炼初期进行渣改质，通过加入高纯石英砂，将精炼渣碱度降低为1.5，改性降低夹杂物中氧化铝含量，通过向精炼渣中锰矿石，增加夹杂物中的氧化锰含量至4％，降低夹杂物的熔点；进行软吹搅拌，软吹时间12分钟，吹氩流量为100nl/min；钢包静置时间为15分钟，促进夹杂物上浮去除，减小夹杂物的数量。在连铸过程进行保护浇铸，中间包开浇前10分钟开始至稳定浇铸过程中进行吹氩气，防止钢液发生二次氧化，避免大量新夹杂物的生成导致夹杂物成分和数量变化；在热轧过程中，通过加热温度控制位1280℃，均热时间为40分钟，提升热轧制过程温度为1250℃，保证夹杂物在轧制过程中为液态，提升夹杂物在钢基体内的流动性，夹杂物与钢基体之间没有明显的缝隙。将样品在腐蚀剂是20mlhcl+350ml去离子水+69.9g五水氯化铁的水溶液中浸泡30分钟后，典型夹杂物成分为al2o3-sio2-mno，周围没有发生点腐蚀行为。

实施例3：

在aod精炼末期过程中，通过高纯硅铁和电解锰进行硅锰脱氧，避免氧化铝夹杂物的生成；通过使用低铝低钙合金辅料合金化中铝和钙含量最高为0.07％和0.05％，避免夹杂物中的氧化铝和氧化钙含量过高引起熔点升高；aod出钢严格控制下渣量，将精炼渣厚度降低至4厘米。在lf精炼过程中，精炼初期进行渣改质，通过加入高纯石英砂，将精炼渣碱度降低为1.7，改性降低夹杂物中氧化铝含量，通过向精炼渣中锰矿石，增加夹杂物中的氧化锰含量值8％，降低夹杂物的熔点；进行软吹搅拌，软吹时间13.5分钟，吹氩流量为200nl/min；钢包静置时间为20分钟，促进夹杂物上浮去除，减小夹杂物的数量。在连铸过程进行保护浇铸，中间包开浇前10分钟开始至稳定浇铸过程中进行吹氩气，防止钢液发生二次氧化，避免大量新夹杂物的生成导致夹杂物成分和数量变化；在热轧过程中，通过加热温度控制位1200℃，均热时间为60分钟，提升热轧制过程温度为1150℃，保证夹杂物在轧制过程中为液态，提升夹杂物在钢基体内的流动性，夹杂物与钢基体之间没有明显的缝隙。将样品在腐蚀剂是20mlhcl+350ml去离子水+69.9g五水氯化铁的水溶液中浸泡30分钟后，典型夹杂物成分为al2o3-sio2-mno，周围没有发生点腐蚀行为。

以上对本申请实施例所提供的一种基于夹杂物熔点控制降低不锈钢点腐蚀的方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。