一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：AOD炉炉容量小于等于10吨，兑入AOD炉中的初钢水符合规定要求。吹氧脱碳期结束，进入富铬渣预还原期，吹Ar(N

【技术实现步骤摘要】
一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺
本专利技术涉及一种小容量AOD炉的冶炼工艺，特别涉及一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，属于冶金领域。
技术介绍
不锈钢中，对氧、硫的含量要求较低，特别是对高合金含量的超低碳奥氏体不锈钢、超级奥氏体不锈钢、超级双相不锈钢等高端金属材料的氧、硫含量要求更低，要将钢中的氧、硫含量降下来，对工艺的要求是：一方面要造好双渣法中的二次还原渣；另一方面要求在钢中加入脱氧、硫剂，并要求该脱氧、硫剂与钢中的氧和硫有较大的亲和力，能起较大的脱氧作用，生成的硫化物、复杂氧化物和化合物还能上浮到渣中。众所周知要进行脱氧、硫，首先要造好二次新渣，然而二次造渣工艺过程要消耗大量的热量，对于容量较大的AOD炉，因钢水装入量大，热量充足，故能充分提供造渣所需的热量，而不影响最终出钢和浇注时的钢水温度。所以通常小容量的AOD炉只适用于单渣法冶炼铸造的不锈钢，而不适用于采用二次造渣的双渣法，冶炼对脱氧、硫要求较高的用于冷或热加工的变形不锈钢。为了克服小容量的AOD炉仅适用于单渣法冶炼铸造不锈钢的不足，本单位曾采用一种富铬渣预还原期结束后，部分拉渣，拉渣量60-70％，然后采用块度为20-30mm的高质量的石灰和萤石造二次新渣的技术工艺；由于采用部分拉渣，同时造渣料粒度合适且质量好，故迅速形成二次新渣，炉内热量损失小，采用这样的部分拉渣，造二次新渣的脱氧、硫工艺，冶炼对氧、硫含量要求低的变形不锈钢取得了成功。目前，国内外对AOD炉冶炼不锈钢脱硫的研究除杜晓健的AOD炉冶炼不锈钢时脱硫的动力学分析,其他未有相关研究，该研究仅对脱硫动力学方面进行分析，未提出脱氧脱硫的有效改进方案。为了在上述部分拉渣造二次渣的双渣法的基础上进一步降低钢中的氧和非金属夹杂物的含量，更有效地提高变形不锈钢的质量。本专利技术提供一种脱氧、硫的新工艺，即：一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，该综合脱氧脱硫工艺的主要特点是：要求炉子在热状态下冶炼；提高兑入AOD炉的初钢水的温度；要求符合一定块度，成分的高质量的石灰和萤石造渣；石灰必须烘烤到850℃，并在红热状态下加入炉内，富铬渣还原期结束后，拉渣量由上述原先的60-70％，提高至80-90％，二次新渣形成后，加入由一种脱氧剂和二种复合脱氧、硫剂所组成的综合脱氧、硫剂，其中，各脱氧、硫剂的加入量和配比符合一定的要求，该综合脱氧、硫剂能进行强有力的脱氧、硫作用。钢中的氧含量在上述原先的部分拉渣，造二次新渣的双渣法的脱氧、硫工艺(现有技术)的基础上进一步明显下降，同时非金属夹杂物中B类夹杂物(脆性夹杂物和D类夹杂物)也有一定程度的下降，所谓综合脱氧、硫剂是由脱氧剂金属Al块及复合脱氧、硫剂Si-Ca块和Si-Ca-Ba-Al所组成。复合脱氧、硫剂Si-Ca-Ba-Al主要在非真空中频感应炉、真空感应炉和电弧炉中，用于铸造不锈钢。目前国内外在AOD炉冶炼变形不锈钢，常见的脱氧、硫的工艺是：在富铬渣还原期采用Al和Si-Fe块脱氧，在二次造渣期采用Si-Ca块和Si-Ca粉脱氧、硫，偶尔也可能会用上少量Al块。本专利技术工艺为：在二次造渣期采用由脱氧剂Al块，复合脱氧、硫剂Si-Ca和Si-Ca-Ba-Al所组成的综合脱氧、硫剂，其中Si-Ca-Ba-Al具有Al块和Si-Ca块所不具备的独特作用(详见后述本专利技术所涉及的技术特征解释)，同时各脱氧、硫剂的加入量和配比符合一定要求，具有钢水的深度脱氧、硫的优点，并且脱氧、硫完成后，还要控制成品钢中Al含量≤0.017％，Si含量≤标准上限的70％，以减少钢中B类脆性夹杂物Al2O3和硅酸盐夹杂物含量，这样的综合脱氧、硫工艺至今未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为进一步降低现有技术采用的一种小容量AOD炉双渣法冶炼不锈钢的脱硫、氧工艺所冶炼的不锈钢中的氧和非金属夹杂物含量，而提供了一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，利用本专利技术工艺可显著地降低钢中氧含量和一定程度的降低非金属夹杂物的含量，脱硫能力基本保持原有的水平，从而能进一步成功地提高了用于变形的高合金化的高端不锈钢的冶炼质量。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：该小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：AOD炉容量小于等于10吨，初钢水兑入AOD炉后，进入吹氧脱硫期，加渣料进行一次造渣，并吹氧脱碳；吹氧脱碳结束，钢水温度控制为1760℃-1800℃，进入富铬渣预还原期，加脱氧剂还原吹氧脱碳时产生的氧化铬，富铬渣预还原结束时，钢水温度控制为1770℃-1820℃；进入二次造渣期，部分扒渣和流渣，留下一层能覆盖钢液面的稀薄渣层，再用石灰和萤石造新渣，二次造渣的炉渣碱度控制为2.8-3.6，并采用综合的脱氧、硫剂进行脱氧、硫工艺，二次造渣期吹Ar气或N2气的时间大于等于3分钟；然后进入钢水成分调整期，调整钢成分后出钢，出钢温度为1600℃-1640℃，钢水兑入盛钢桶，然后浇注成钢锭。作为优选，所述AOD炉容量小于6吨。作为优选，所述初钢水由中频冶炼，初钢水的碳含量控制为C：1.3-2％，金属元素成分按工艺规定的标准成分的下限控制，初钢水的出钢温度为1600-1630℃，钢渣齐出，倒入盛钢桶中，再兑入AOD炉内。作为优选，所述吹氧脱碳结束钢水温度控制为1760℃-1800℃，进入富铬渣还原，加入脱氧剂Al块及Si-Fe块还原吹氧脱碳时产生的氧化铬，吹Ar(N2)预还原时间≥6分钟，富铬渣预还原结束后，钢水温度控制为1770-1820摄氏度，作为优选，所述富铬渣预还原期结束，进入二次造渣期，经部分扒渣和流渣，去除炉内渣量为80-90％后，留下一层能覆盖钢液面的稀薄渣，再造二次新渣。作为优选，所述二次造渣的渣料为石灰和萤石，石灰加入量为20-30公斤/吨钢水，萤石加入量为12-18公斤/吨钢水，所述石灰的成分和特征为：C≤0.2％，S≤0.025％，CaO≥92％，烧损率≤0.75％，活性度≥350，所述萤石的成分为：CaF2＞95％，SiO＜1.5％，S＜0.05％，FeO＜0.25％，所述石灰和萤石的颗粒度为20-40mm，所述石灰的烘烤制度为：在850℃下，保温4-5小时，红热状态下使用，所述萤石烘烤制度为：在150-250℃下，保温3-4小时，并在保温或干燥状态下使用。作为优选，所述的二次造渣的炉渣碱度为：2.8-3.6，渣量控制为50-65公斤/吨钢水。作为优选，所述二次造渣所使用的脱氧、硫剂是：脱氧剂金属Al块，复合脱氧、硫剂Si-Ca块及Si-Ca-Ba-Al块所组成的综合脱氧、硫剂进行钢水的综合脱氧、硫。作为优选，所述复合脱氧、硫剂Si-Ca块的化学成分为：C＜0.65％，Si：35-60％，Ca：30-35％，Al≤1.5％，S≤0.04％，P≤0.04％。作为优选，所述复合脱氧、硫剂Si-Ca-Ba-Al块的化学成分为：C＜0.40％，Si：35-55％，Ca：10-17％，Ba：9-12％，Al≤8％，S≤0.02％，P≤0.03本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：AOD炉容量小于等于10吨，初钢水兑入AOD炉后，进入吹氧脱碳期，加渣料进行一次造渣，并吹氧脱碳；吹氧脱碳结束后钢水温度控制为1760℃-1800℃，进入高铬渣预还原期后，加脱氧剂还原吹氧脱碳时产生的氧化铬，富铬渣预还原结束时，钢水温度控制为1770℃-1820℃；进入二次造渣期，部分扒渣和流渣，留下一层能覆盖钢液面的薄渣层再用碳和萤石造新渣，二次造渣的炉渣碱度控制为2.8-3.6，并采用综合的脱氧、脱硫剂进行脱氧、脱硫，二次造渣期吹Ar气或N

【技术特征摘要】
1.一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：AOD炉容量小于等于10吨，初钢水兑入AOD炉后，进入吹氧脱碳期，加渣料进行一次造渣，并吹氧脱碳；吹氧脱碳结束后钢水温度控制为1760℃-1800℃，进入高铬渣预还原期后，加脱氧剂还原吹氧脱碳时产生的氧化铬，富铬渣预还原结束时，钢水温度控制为1770℃-1820℃；进入二次造渣期，部分扒渣和流渣，留下一层能覆盖钢液面的薄渣层再用碳和萤石造新渣，二次造渣的炉渣碱度控制为2.8-3.6，并采用综合的脱氧、脱硫剂进行脱氧、脱硫，二次造渣期吹Ar气或N2气的时间大于等于3分钟；然后进入钢水成分调整期，调整钢水成分后出钢，出钢温度为1600℃-1640℃，钢水兑入盛钢桶，然后浇注成钢锭。


2.根据权利要求1所述的一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：所述AOD炉容量小于等于6吨。


3.根据权利要求2所述的一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：所述初钢水由中频炉冶炼，初钢水碳含量控制为C：1.3-2％，金属元素成分按工艺规定的标准成分的下限控制，初钢水的出钢温度控制为1600℃-1630℃，钢渣齐出倒入盛钢桶中，再兑入AOD炉内。


4.根据权利要求3所述的一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：吹氧脱碳结束，钢水温度控制为1760℃-1800℃，进入富铬渣预还原，加脱氧剂AL块及Si-Fe块还原吹氧脱碳时产生的氧化铬，吹Ar或N2预还原时间≥6分钟，富铬渣预还原结束后，钢水温度控制为1770℃-1820℃。


5.根据权利要求4所述的一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：富铬渣预还原期结束，进入二次造渣期。经部分扒渣和流渣，去除炉内渣量为80-90％后，留下一层能覆盖钢液面的稀薄渣层，再造二次新渣。


6.根据权利要求5所述的一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：所述二次造渣的渣料为碳和萤石，石灰加入量为20-30公斤/吨钢水，萤石加入量为12-18公斤/吨钢水，所述石灰的成分和特征为：C≤0.2％，S≤0.025％，CaO≥92％，烧损率≤0.75％，活性度≥350，所述萤石的成分为CaF2＞95％，SiO2＜1.5％，S＜0.05％，FeO＜0.25％，所述石灰和萤石的颗粒度为20-40mm，所述石灰的烘烤制度为：在850℃下，保温4-5小时，红热状态下使用，所述萤石烘烤制度为：在150-250℃下，保温3-4小时，并在保温或干燥状态下使用。


7.根据权利要求6所述的一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：所述二次造渣的炉渣碱度为2.8-3.6，渣量控制为50-60公斤/吨钢水。


8.根据权利要求7所述的一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：所述二次造渣所使用的脱氧、硫剂是：脱氧剂金属Al块，复合脱氧、硫剂Si-Ca块及Si-Ca-Ba-Al块所组成的综合脱氧、硫剂进行钢水的综合脱氧、脱硫。


9.根据权利要求8所述的一种小容量AOD炉冶炼不锈钢的综合脱氧脱硫工艺，其特征是：所述复合脱氧、硫剂Si-Ca块的化学成分为：C≤0.65％，Si：35-60％，Ca：30...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐见平，吴汉民，汤磊，夏亚金，沈国雄，梅振宇，
申请(专利权)人：海盐中达金属电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33