專利名稱：超低碳不銹鋼的rh真空精煉方法
技術領域：
本發明涉及 超低碳鋼的精煉技術，更具體地說，涉及一種超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法。
背景技術：
目前，在傳統的超低碳不銹鋼冶煉過程中，主要是采用VOD精煉爐(vacuumoxygen decarburization)在真空狀態下進行吹氧脫碳的精煉方式。RH真空裝置(Ruhrstahl Heraeus vacuum unit)作為一種常見的精煉裝置被常用于冶煉以汽車板、管線鋼等為代表的碳鋼鋼種，其具有反應速度快、效率高等優點，但一直未能用于超低碳不銹鋼的精煉。申請號為CN98125048. 3的中國專利公開了一種鋼液精煉工藝，包括真空循環脫氣(即RH處理)，屬于熔融鐵類合金的處理方法，從而既可縮短生產周期，降低處理過程增氮量，減少溫降，又可提高鈣的收得率。但該專利僅從合金添加角度及處理過程的增氮量進行闡述，并沒有關于RH真空冶煉超低碳不銹鋼方面的描述與報道。申請號為CN200410017115. 8的中國專利公開了含N雙相不銹鋼的冶煉生產方法， 該方法具有冶煉工藝穩定、生產成本低的特點，生產出的SAF2205雙相不銹鋼(N含量上下限< 0. 05% )，成分、夾雜物均滿足標準要求，冶煉合格率100%。但該專利僅對于雙相不銹鋼生產工藝進行了闡述，并沒有關于RH真空冶煉超低碳不銹鋼方面的描述與報道。申請號為CN03808054. 0的中國專利公開了一種生產不銹鋼的方法和裝置，尤其是直接從富含磷的液態生鐵中生產含有鉻或鉻鎳的優質鋼的方法和設備，本方法和裝置使連鑄裝置為供應熔液有必要的間隔和基于多容器系統節省了步驟，在一個單個的容器中利用氧氣頂吹的步驟進行脫磷預處理，與此同時添加造渣劑和/或固態冷卻劑進行造渣、脫碳和脫硅，排出富含磷的爐渣，然后加入鉻和/或廢鐵以及其它合金元素。該專利也沒有關于RH真空冶煉超低碳不銹鋼方面的描述與報道。綜上所述，到目前為止，還沒有關于RH真空裝置進行超低碳不銹鋼精煉的相關報道及應用，使得RH真空裝置的脫碳優勢無法得到有效擴展。

發明內容
針對現有技術中存在的上述缺點，本發明的目的是提供一種超低碳不銹鋼的RH 真空精煉方法，以利用RH真空脫碳的優勢來冶煉超低碳不銹鋼。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案該超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法是利用RH真空裝置實現的，具體步驟如下A.對鋼包中的鋼液進行測溫、并取樣測氮、碳含量，作為RH處理的啟動條件；B.根據氮含量對鋼液進行RH真空的前期脫氮作業；C.對鋼液進行RH真空的強制脫碳作業；D.對鋼液進行測溫定氧作業，用以自由脫碳；E.對鋼液進行加硅脫氧作業，并進行合金配置；
F.破真空，并對鋼包進行底吹氬軟攪拌。在步驟A中所述的RH處理起始溫度為1570 1605°C。所述的步驟B具體為根據RH處理起始的氮含量，控制RH的真空度保持在5 6kpa，真空時間維持在 5 15分鐘，對鋼液進行RH真空的前期脫氮作業。所述的步驟C具體為將RH真空度保持在5 6kpa，進入強制脫碳工藝，通過頂槍吹氧，流量控制在 1200 1500Nm7h，并將提升氣體流量由120(Ml/min調整至180(Ml/min，并使頂槍吹氧總量控制在400 800Nm3。所述的步驟D中自由脫碳的具體步驟為Cl.進行鋼液測溫、測氧；C2.將鋼液中自由氧含量保持在100 300ppm之間；C3.迅速將RH真空度提高至72 120pa，并將提升氣體流量由150(Ml/min調整至1800Nl/min進行環流1 2分鐘；整個自由脫碳的時間控制在5 12分鐘。在所述的步驟E中所述的加硅脫氧將鋼水中的硅含量控制在0. 10 0. 70%，在充分脫氧后，將提升氣體流量由1800Nl/min調整到1200Nl/min，并根據鋼種其它成分的具體要求，進行合金配置，達到鋼種最終成分目標要求。在所述的步驟F中所述的底吹氬軟攪拌的吹氬流量控制在2 4Nm3/h，攪拌時間控制在3 5分鐘， 并要求在軟攪拌期間，鋼包渣面保持基本不波動。在上述技術方案中，本發明的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法是利用RH真空循環裝置獨特的真空冶煉原理，在RH真空精煉初期，利用其真空條件先將來料鋼水的氮含量降低至目標要求后，在RH精煉工位通過強制脫碳與自由脫碳相結合的脫碳方式，并且在脫氮與脫碳期間，利用不同的真空度及提升氣體流量來改變鋼水循環流量，以達到快速脫氮及脫碳的目的，最后進行溫度及成分的調整，達到超低碳不銹鋼爐成分要求。從而能夠在現有的生產條件下，實現鋼鐵企業品種的擴展及滿足不銹鋼不同市場的需求。


圖1是本發明的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例進一步說明本發明的技術方案。本發明的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法是在轉爐采用常規的冶煉方法并出爐 至鋼包，通過承載鋼水鋼包臺車開到處理位置后進行的。下面進行具體舉例說明實施例1，精煉碳含量為0. 03% (300ppm)，氮含量小于150ppm的鐵素體不銹鋼。A.檢測鋼包內的鋼液溫度為1570°C ；而鋼液中的起始碳含量為0. 10%，處理起始氮含量為800ppm ； B.將RH真空度保持在6. Okpa，并進行RH真空的前期脫氮作業，其真空時間維持在5分鐘，此時提升氣體流量控制在1200Nl/min ；C.在脫氮工藝階段結束后，將RH真空度繼續保持在6. Okpa,進入強制脫碳工藝過程將頂槍吹氧流量控制在1200Nm3/h，適當調整提升氣體流量，控制提升氣體流量由 1200Nl/min調整為1800Nl/min，以提高鋼液環流量，從而提高脫碳速度，頂槍吹氧總量控制在400Nm3，強制脫碳時間維持在8分鐘左右；D.在強制脫碳結束后，進入自由脫碳階段，首先進行測溫、定氧作業將鋼水中自由氧含量保持為IOOppm之間，如果鋼水中自由氧含量不夠，可進行利用頂槍吹氧進行補充自由氧作業，直到達到鋼水中自由有氧含量要求，此時迅速將真空度提高至120pa，并將提升氣體流量由1500Nl/min調整到1800Nl/min (—直保持至自由脫碳結束)環流2分鐘，整個自由脫碳時間控制在5分鐘。E.在脫碳結束后進行加硅脫氧，硅含量控制在0. 7%，在充分脫氧后，將提升氣體流量由1800Nl/min調整到1200Nl/min，根據鋼種其它成分具體要求，進行合金配置，達到鋼種最終成分目標要求，在成分配置過程中，應使用低碳合金，避免后期增碳；F.在RH處理結束破真空后，為使夾雜物充分上浮，采用鋼包低吹氬軟攪拌作業， 吹氬流量控制4Nm3/h，攪拌時間為2分鐘，在軟攪拌期間，要求鋼包渣面保持基本不波動。采用上述精煉方法冶煉出的鐵素體不銹鋼，經檢測得到其碳含量為0.03% (300ppm)，氮含量為80ppm，達到精煉要求。實施例2，精煉碳含量為0. 01 % (IOOppm)，氮含量小于IOOppm的鐵素體不銹鋼。A.檢測鋼包內的鋼液溫度為1595°C ；而鋼液中的起始碳含量為0. 10%，處理起始氮含量為800ppm ；B.將RH真空度保持在5. 5kpa，并進行RH真空的前期脫氮作業，其真空時間維持在10分鐘，此時提升氣體流量控制在1400Nl/min ；C.在脫氮工藝階段結束后，將RH真空度繼續保持在5. 5kpa,進入強制脫碳工藝過程將頂槍吹氧流量控制在1350Nm3/h，適當調整提升氣體流量，控制提升氣體流量由 1200Nl/min調整為1800Nl/min，以提高鋼液環流量，從而提高脫碳速度，頂槍吹氧總量控制在600Nm3，強制脫碳時間維持在10分鐘左右；D.在強制脫碳結束后，進入自由脫碳階段，首先進行測溫、定氧作業將鋼水中自由氧含量保持為200ppm，如果鋼水中自由氧含量不夠，可進行利用頂槍吹氧補充自由氧作業，直到達到鋼水中自由有氧含量要求，此時迅速將真空度提高至120pa，并將提升氣體流量由1500Nl/min調整到1800Nl/min ( 一直保持至自由脫碳結束)環流2分鐘，整個自由脫碳時間控制在8分鐘。E.在脫碳結束后進行加硅脫氧，硅含量控制在0. 5%，在充分脫氧后，將提升氣體流量由1800Nl/min調整到1200Nl/min，根據鋼種其它成分具體要求，進行合金配置，達到鋼種最終成分目標要求，在成分配置過程中，應使用低碳合金，避免后期增碳；F.在RH處理結束破真空后，為使夾雜物充分上浮，采用鋼包低吹氬軟攪拌作業， 吹氬流量控制3Nm3/h，攪拌時間為3分鐘，在軟攪拌期間，要求鋼包渣面保持基本不波動。采用上述精煉方法冶煉出的鐵素體不銹鋼，經檢測得到其碳含量為0.03%(IOOppm)，氮含量為90ppm，達到精煉要求。實施例3，精煉碳含量為0. 05% (500ppm)，氮含量小于70ppm的鐵素體不銹鋼。A.檢測鋼包內的鋼液溫度為1605°C ；而鋼液中的起始碳含量為0. 10%，處理起始氮含量為800ppm ；B.將RH真空度保持在5. Okpa，并進行RH真空的前期脫氮作業，其真空時間維持在15分鐘，此時提升氣體流量控制在1500Nl/min ；C.在脫氮工藝階段結束后，將RH真空度繼續保持在5. Okpa,進入強制脫碳工藝過程將頂槍吹氧流量控制在1500Nm3/h，適當調整提升氣體流量，控制提升氣體流量由 1200Nl/min調整為1800Nl/ min，以提高鋼液環流量，從而提高脫碳速度，頂槍吹氧總量控制在800Nm3，強制脫碳時間維持在10分鐘左右；D.在強制脫碳結束后，進入自由脫碳階段，首先進行測溫、定氧作業將鋼水中自由氧含量保持為300ppm，如果鋼水中自由氧含量不夠，可進行利用頂槍吹氧補充自由氧作業，直到達到鋼水中自由有氧含量要求，此時迅速將真空度提高至72pa，并將提升氣體流量由1500Nl/min調整到1800Nl/min (—直保持至自由脫碳結束)環流2分鐘，整個自由脫碳時間控制在12分鐘。E.在脫碳結束后進行加硅脫氧，硅含量控制在0. 7%，在充分脫氧后，將提升氣體流量由1800Nl/min調整到1200Nl/min，根據鋼種其它成分具體要求，進行合金配置，達到鋼種最終成分目標要求，在成分配置過程中，應使用低碳合金，避免后期增碳；F.在RH處理結束破真空后，為使夾雜物充分上浮，采用鋼包低吹氬軟攪拌作業， 吹氬流量控制2Nm3/h，攪拌時間為4分鐘，在軟攪拌期間，要求鋼包渣面保持基本不波動。采用上述精煉方法冶煉出的鐵素體不銹鋼，經檢測得到其碳含量為0.05% (500ppm)，氮含量為60ppm，達到精煉要求。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明， 而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求書范圍內。
權利要求
1.一種超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于， 該方法是利用RH真空裝置實現的，具體步驟如下A.對鋼包中的鋼液進行測溫、并取樣測氮、碳含量，作為RH處理的啟動條件；B.根據氮含量對鋼液進行RH真空的前期脫氮作業；C.對鋼液進行RH真空的強制脫碳作業；D.對鋼液進行測溫定氧作業，用以自由脫碳；E.對鋼液進行加硅脫氧作業，并進行合金配置；F.破真空，并對鋼包進行底吹氬軟攪拌。
2.如權利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于， 在步驟A中所述的RH處理起始溫度為1570 1605°C。
3.如權利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于， 所述的步驟B具體為根據RH處理起始的氮含量，控制RH的真空度保持在5 6kpa，真空時間維持在5 15分鐘，對鋼液進行RH真空的前期脫氮作業。
4.如權利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于， 所述的步驟C具體為將RH真空度保持在5 6kpa，進入強制脫碳工藝，通過頂槍吹氧，流量控制在1200 1500Nm3/h,并將提升氣體流量由1200Nl/min調整至1800Nl/min，并使頂槍吹氧總量控制在 400 800Nm3。
5.如權利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于 所述的步驟D中自由脫碳的具體步驟為Cl.進行鋼液測溫、測氧；C2.將鋼液中自由氧含量保持在100 300ppm之間；C3.迅速將RH真空度提高至72 120pa，并將提升氣體流量由1500Nl/min調整至 1800Nl/min進行環流1 2分鐘；整個自由脫碳的時間控制在5 12分鐘。
6.如權利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于 在所述的步驟E中所述的加硅脫氧將鋼水中的硅含量控制在0. 10 0. 70%，在充分脫氧后，將提升氣體流量由1800Nl/min調整到1200Nl/min，并根據鋼種其它成分的具體要求，進行合金配置， 達到鋼種最終成分目標要求。
7.如權利要求1所述的超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，其特征在于 在所述的步驟F中所述的底吹氬軟攪拌的吹氬流量控制在2 4Nm3/h，攪拌時間控制在3 5分鐘，并要求在軟攪拌期間，鋼包渣面保持基本不波動。
全文摘要
本發明公開了一種超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，該方法是利用RH真空循環裝置獨特的真空冶煉原理，在RH真空精煉初期，利用其真空條件先將來料鋼水的氮含量降低至目標要求后，在RH精煉工位通過強制脫碳與自由脫碳相結合的脫碳方式，并且在脫氮與脫碳期間，利用不同的真空度及提升氣體流量來改變鋼水循環流量，以達到快速脫氮及脫碳的目的，最后進行溫度及成分的調整，達到超低碳不銹鋼爐成分要求。從而能夠在現有的生產條件下，實現鋼鐵企業品種的擴展及滿足不銹鋼不同市場的需求。
文檔編號C21C7/10GK102251076SQ201010180650
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月21日 優先權日2010年5月21日
發明者李波, 池和冰, 茅衛東, 顧學紅 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司