[发明专利]一种含Ti低氮不锈钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明关于一种含Ti低氮不锈钢的制备方法，属于冶金领域中的不锈钢冶炼技术领域。

背景技术

不锈钢钢种添加Ti可以有效防止晶间腐蚀，其中典型的不锈钢钢种有321及409L不锈钢，这类钢种含Ti量大于0.1%。在当前生产条件下，Ti含量控制可以通过投入Ti合金调整。

321及409L含Ti低氮不锈钢的制备，目前主要采用电炉+氩氧炉（EAF+AOD）双联工艺，钢水脱氮后，熔钢中氮含量远低于氮的溶解度，出钢时熔钢与空气直接接触，吸氮后导致氮含量提高。而321不锈钢的成分要求是Ti/(C+N)>5，因此当钢水中含N高，含Ti量比例要相应提高，从而导致TiN析出温度高，浇铸时有TiN等夹杂物析出，影响不锈钢的品质。采用现有AOD冶炼方式，AOD出钢氮含量约为70ppm，按照AOD钢渣混出方式出钢后，钢包处理时钢渣全部扒掉，钢水有一段时间直接裸露于空气中，造成钢水吸氮量大以及二次氧化，使钢水中氮含量达到130-140ppm。而根据后工程品质判断，若钢水中含氮量>125ppm，浇铸过程则极可能有TiN、TiO₂等夹杂物富集在铸坯表面，轧钢时易造成板材表面缺陷，如制钢性疤痕、裂纹。

而解决上述问题的关键在于：降低素钢氮含量，从而降低TiN析出温度，确保在连铸过程中尽量少的产生TiN夹杂。目前AOD冶炼工艺主要是通过采用全氩吹炼，提高AOD装入熔钢的C含量，在碳氧反应过程中，可以有效脱N，使得AOD出钢钢水氮含量可以控制在70ppm左右。为了减少连铸浇铸过程中TiN的析出，确保铸造板坯的不锈钢含氮量小于120ppm，控制出钢后钢水增氮量是急需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含Ti低氮不锈钢的制备方法。本发明的制备方法可以有效降低AOD炉出钢后钢水的吸氮量，从而降低TiN等夹杂物的析出等问题，进而提高连铸水平，改善不锈钢表面品质。

为达上述目的，本发明提供一种含Ti低氮不锈钢的制备方法，其包括以下步骤：使各原料依次经过配料、电炉（EAF炉）粗炼、氩氧炉（AOD炉）精炼、出钢处理、钢包处理以及连铸后，得到所述的含Ti低氮不锈钢；其中，所述出钢处理的步骤至少包括：在氩氧炉精炼完毕后，向钢包中吹入氩气，5-10min后，使钢水和钢渣从氩氧炉出钢至钢包，持续向钢包中吹入氩气直到出钢完毕（吹氩气的时间一共为约8-13min）。向钢包中吹入氮气，因氩气密度高而下沉，可以有效赶走钢包中的空气，保证出钢时钢水处于氩气氛围中。而且，出钢采用钢渣混出，钢水表面的钢渣可以有效覆盖在钢水表面，防止钢水裸露于空气中快速吸氮导致含氮量增加的问题。

在上述的制备方法中，优选地，吹入氩气的流量为5-15Nm³/min；更优选为10Nm³/min。

在上述的制备方法中，优选地，所述出钢处理的步骤还包括：出钢至钢包后，扒除一部分的钢渣，使钢包中保留有10-15mm厚度的渣层（约1.0-1.5Ton渣量）。在钢包中保留一部分钢渣能够进一步防止钢水接触空气吸氮。

根据本发明的具体实施方式，优选地，上述的制备方法还包括以下步骤：在进行所述出钢处理后，向钢包中加入吨钢0.3-0.5kg的萤石进行化渣，而后进行所述钢包处理。

在上述的制备方法中，所述配料、电炉粗炼、氩氧炉精炼、钢包处理以及连铸均可以为本领域制备含Ti不锈钢所常规采用的工艺。

优选地，氩氧炉精炼可以为将电炉融化的钢水在全氩气氛条件下采用顶底复吹工艺进行脱碳脱氮还原脱硫，其具体包括：在1700℃下，采用顶吹氧气，侧吹氧氩混合气对进入氩氧炉的钢水（以钢水的总重量计，含碳量约2.0wt%）进行脱碳，投入造渣用石灰25-30kg吨钢，同时根据成分需要投入适量镍铁、铬铁，吹氧至钢水含碳量为0.5wt%以内，停止顶枪吹氧，只用底侧风枪吹氧脱碳至钢水含碳量为0.015wt%-0.02wt%后，加入还原剂硅铁合金25-35kg吨钢、脱硫用石灰25-35kg吨钢、化渣用萤石12-15kg吨钢等进行还原脱氧脱硫，整个冶炼过程有脱氮反应进行。其中，整炉作业时间约75min，冶炼钢水量约150吨。