本發(fā)明屬于不銹鋼冶煉技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種超純鐵素體不銹鋼的雙工位真空吹氧脫碳(VOD)冶煉方法。
背景技術(shù):
超純鐵素體不銹鋼通常是指間隙元素C、N的總含量小于150ppm的鐵素體不銹鋼,其工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程包括鐵水預(yù)處理、AOD(氬氧復(fù)吹爐)階段、VOD(真空吹氧脫碳爐)階段+LF(鋼包精煉爐)階段、和CCM(連鑄)階段,其中VOD階段是控制終點(diǎn)C、N含量最為關(guān)鍵的工序。VOD階段的工藝過(guò)程包括以下4個(gè)步驟:(1)脫硅;(2)吹氧脫碳:①主吹階段;②動(dòng)態(tài)吹氧階段;(3)真空碳脫氧(VCD)階段;(4)渣還原。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利為了縮短該VOD階段的處理時(shí)間、降低超純鐵素體不銹鋼冶煉成本,對(duì)其工藝過(guò)程作了進(jìn)一步改進(jìn),其中日本專(zhuān)利(公開(kāi)號(hào)JP11106823)使用增大底吹氣體流量對(duì)鋼液進(jìn)行大攪拌的方法來(lái)提高VOD階段的脫碳和脫氮效率,在全球得到了廣泛的應(yīng)用;韓國(guó)專(zhuān)利(公開(kāi)號(hào)KR20030003846)提出了在停氧后的高真空自由脫碳過(guò)程中噴吹石灰的方法來(lái)提高脫碳速率并防止石灰向鋼液增碳;中國(guó)專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)?01410025984.9)提出了一種少渣冶煉超純鐵素體不銹鋼的方法,通過(guò)縮短真空處理時(shí)間,并穩(wěn)定控制鋼液碳含量小于60ppm,實(shí)現(xiàn)了超純鐵素體不銹鋼的低成本高效率VOD冶煉;中國(guó)專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)?01110124649.0)涉及一種鎂鈣質(zhì)不銹鋼鋼包真空精煉爐的精煉方法,可將不銹鋼鋼包的使用壽命提高到12次至14次,從而降低不銹鋼冶煉成本,但上述工藝均使用單一VOD爐處理,不銹鋼冶煉周期仍然較長(zhǎng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種超純鐵素體不銹鋼的雙工位VOD冶煉方法,以解決超體鐵素體不銹鋼生產(chǎn)周期長(zhǎng)的問(wèn)題。本發(fā)明利用雙工位VOD冶煉超純鐵素體不銹鋼的方法,當(dāng)裝滿(mǎn)不銹鋼鋼液的1號(hào)鋼包進(jìn)入VOD階段后放入1號(hào)真空罐,利用由3臺(tái)水環(huán)泵和一個(gè)蒸汽噴射器組成的低真空度部分進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吹氧脫碳,然后停止真空泵,轉(zhuǎn)換液壓開(kāi)關(guān)的連接位置,將1號(hào)真空罐連接到由常規(guī)5級(jí)蒸汽噴射泵和水環(huán)泵(水環(huán)泵做為后備)組成的高真空度部分抽真空進(jìn)行VCD和還原階段,與此同時(shí),當(dāng)2號(hào)鋼包進(jìn)入VOD階段后放入2號(hào)真空罐,進(jìn)行前述的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吹氧脫碳后轉(zhuǎn)入后高真空度部分進(jìn)行VCD和還原階段;如此便可實(shí)現(xiàn)雙工位同時(shí)操作,通過(guò)如上技術(shù)改進(jìn),在保證終點(diǎn)C+N≤150ppm的前提下,可以縮短VOD平均冶煉周期。其具體步驟如下:(1)1號(hào)鋼包進(jìn)入真空吹氧脫碳階段后放入1號(hào)真空罐,設(shè)置罐壓<100Pa,以質(zhì)量百分比計(jì)算,鋼液初始鉻含量為11.5-21.0%,碳含量為0.25-0.40%,氮含量≤0.01%,鋼液初始溫度≥1620℃,渣厚≤40mm,根據(jù)渣厚,加入0-500kg石灰,鋼包凈空>1250mm;(2)抽真空并頂吹氧脫碳:①初吹3-4min,真空度120-130torr,氧槍流量1000-1200m3/h,槍位1500mm,底吹氬氣流量200-300L/min;②主吹氧10-15min,真空度100-120torr,氧槍流量1400-1450m3/h,槍位1450mm,底吹氬氣流量250-300L/min;③動(dòng)態(tài)脫碳期1:吹氧12-15min,真空度70-80torr,氧槍流量1400-1500m3/h,槍位1400mm,底吹氬氣流量300-350L/min;④動(dòng)態(tài)脫碳期2:吹氧3-5min,真空度50-55torr,氧槍流量1300-1500m3/h,槍位1350mm,底吹氬氣流量400-450L/min;⑤動(dòng)態(tài)脫碳期3:吹氧3-5min,真空度40-45torr,氧槍流量1300-1400m3/h,槍位1300mm,底吹氬氣流量450-550L/min;⑥動(dòng)態(tài)脫碳期4:吹氧10-12min,真空度20-30torr,氧槍流量1250-1350m3/h,槍位1280mm,底吹氬氣流量550-650L/min;(3)VCD階段:繼續(xù)抽真空,真空度<1torr,底吹氬氣流量600-700L/min,處理時(shí)間20-25min;(4)還原:真空度<1torr,底吹氬氣流量100-300L/min,處理過(guò)程中首先加入300-500kg鋁粒,1000-1500kg石灰,300-400kg螢石和300-500kg硅鐵,然后加入500-800kg石灰和100-200kg螢石以達(dá)到良好的化渣效果,處理時(shí)間20-25min;(5)破空:1號(hào)鋼包頂吹氧脫碳結(jié)束轉(zhuǎn)入VCD階段后,2號(hào)鋼包進(jìn)入真空吹氧脫碳爐2號(hào)真空罐進(jìn)行上述(1)-(5)的操作。本發(fā)明的一種超純鐵素體不銹鋼的雙工位VOD冶煉方法,通過(guò)低、高兩套真空系統(tǒng),成功實(shí)現(xiàn)了超純鐵素體不銹鋼的雙工位VOD同時(shí)處理,在保證終點(diǎn)C+N≤150ppm的前提下縮短了VOD平均冶煉周期,解決了超體鐵素體不銹鋼生產(chǎn)周期長(zhǎng)的問(wèn)題。具體實(shí)施方式為了更好地理解本發(fā)明,以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1:本發(fā)明的一種超純鐵素體不銹鋼439的雙工位VOD冶煉方法,設(shè)備要求:100tVOD處理爐,極限真空度<1torr,底部?jī)蓚€(gè)吹氬風(fēng)口,總吹氣能力為800L/min。具體實(shí)施步驟如下:1號(hào)鋼包:初始鋼液溫度1620℃,鋼液重量96t,鋼包凈空1200mm,以質(zhì)量百分比計(jì)算,處理前其成分為C:0.40%,Si:0.036%,Cr:18.85%,S:0.0035%,Ni:0.11%,Mn:0.24%,P:0.018%,N:0.0080%,其余為Fe和其他不可避免的雜質(zhì);1)16:49進(jìn)1號(hào)真空罐抽真空;2)16:59加入400kg石灰;3)17:04頂吹氧脫碳開(kāi)始:①17:05初吹3min,真空度123torr,氧槍流量1100m3/h,槍位1500mm,底吹氬氣流量240L/min;②17:08主吹氧14min,真空120torr,氧槍流量1450m3/h,槍位1450mm,底吹氬氣流量300L/min;③17:22動(dòng)態(tài)脫碳期1吹氧12min,真空度75torr,氧槍流量1450m3/h,槍位1400mm,底吹氬氣流量340L/min;④17:34動(dòng)態(tài)脫碳期2吹氧4min,真空度53torr,氧槍流量1400m3/h,槍位1350mm,底吹氬氣流量420L/min;⑤17:38動(dòng)態(tài)脫碳期3吹氧3min,真空度42torr,氧槍流量1350m3/h,槍位1300mm,底吹氬氣流量480L/min;⑥17:41動(dòng)態(tài)脫碳期4吹氧12min,真空度20torr,氧槍流量1300m3/h,槍位1280mm,底吹氬氣流量560L/min;4)17:55VCD開(kāi)始:17:55-17:59真空度5torr,底吹氬氣流量600L/min;17:59-18:00真空度3torr,底吹氬氣流量700L/min;18:00-18:01真空度2torr,底吹氬氣流量700L/min;18:01-18:20真空度0.8torr,底吹氬氣流量650L/min;5)18:22還原開(kāi)始:18:22加入300kg鋁粒,1200kg石灰,350kg螢石和350kg硅鐵,底吹氬氣流量200L/min;18:25-18:30真空度0.7torr,底吹氬氣流量300L/min;18:35加600kg石灰和100kg螢石,底吹氬氣流量100L/min;18:37真空度0.7t...