[发明专利]真空处理感应精炼超低碳不锈钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别是对超低碳不锈钢废钢返回料(C≤0.10％)的精炼工艺技术领域。

背景技术

现行的以不锈钢返回料为金属炉料的不锈钢生产先电炉熔化后，再依次采用AOD、VOD的二步法或三步法，存在耗能大，成本高，生产效率低下的缺陷，已不适合现代节约型工业化生产需要。

发明内容

本发明目的在于研究一种低能耗、高效率的气体真空感应炉精炼超低碳不锈钢的生产方法。

本发明技术方案是：将不锈钢废钢熔清后，调整钢液总质量中含碳≤0.10％，含铬为17％～18％，将调整后的钢液置于感应精炼炉内，使钢液温度升至1680～1700℃时，从感应精炼炉的炉底吹入氧氩混合气体，所述氧氩混合气体中两种气体的体积比为O₂∶Ar₂＝2∶1，其中，每吨钢液吹入氧氩混合气体量为100～150L/min；当钢液中碳含量降至≤0.05％时，改吹纯氩气体，同时，于感应精炼炉的炉顶插入抽气真空罐，使钢液的液面上部形成67.5±20Mpa的真空度；当钢液中碳含量降至≤0.005％后，解除真空，再加入脱氧剂，再吹入纯氩气体，5min后，净化钢液，降温至≤1650℃时出钢。

本发明运用AOD工艺中“脱碳保铬”和VCR真空吹氩深脱碳的原理，以不锈钢返回料为原料，使用中频感应电炉二台，一台熔化，一台精炼，双联法专业化生产超超低碳不锈钢材料，其产品的内在质量是与VOD的产品是一致的。将其中工艺流程的最后部分即低碳区(C≤0.20％)脱碳工艺和VOD真空吹氩搅拌深脱碳工艺相结合。有机统一应用到感应电炉精炼领域，实现不锈钢返回料的熔化、除碳(特种氧化)、精炼(真空状态下进一步除碳与脱氧，并净化钢水)。

本发明比在同等原料的条件下的现有的电炉、AOD和VOD二步法或三步法技术工艺更合理、更科学，能实现节能30％以上，成本比现有技术降低20％以上，生产效率提高25％以上，固定资产投入节约70％～80％，适用于冶金、铸造和机械制造业的中小企业。

附图说明

图1为本发明采用的感应精炼炉的一种结构示意图。

具体实施方式

一、感应精炼炉的准备：

如图1所示，经过改造后的感应精炼炉内设有：1抽气管，2真空室，3感应炉，4炉衬，5钢渣，6护圈胶泥，7感应圈，8钢液，9透气砖，10石棉圈，11供气管道。其中：4炉衬、9透气砖、2真空室，都是特种耐火材料制品，具有独特的抗高温、抗高温氧化和抗热震性等优异的性能。

二、工艺操作说明：

感应熔化炉将18-8型不锈钢返回料熔化清后，把钢液成分调整至钢液总质量中含碳≤0.10％，含铬17％～18％。

将调整好的钢液升温至1630℃～1650℃时出钢，由专用钢包吊运至精炼工序，倒入感应精炼炉内，钢液质量由吊钩电子称计出。

感应精炼炉接入粗钢水后进行AOD-VCR精炼，程序如下：

1、准备工作

1)造碱性渣覆盖液面，盖上专用炉盖，堵塞出钢口，形成液面上方预制好的沸腾室，保持半封闭状态，实现其保温功能，为以后的还原创造有利条件。

2)输入最大的额定电流，将钢液快速升温至1680℃～1700℃范围时进入保温状态。

2、AOD法吹炼

启动气阀，自感应精炼炉的炉底吹入氧氩混合气体，氧氩混合气体中两种气体的体积比为O₂∶Ar₂＝2∶1，吹气强度为：每吨钢液吹入氧氩混合气体量为100～150L/min，吹炼时间约10min左右，钢液温度基本保持不变或略升≤20℃，钢液中的碳含量由≤0.10％降至≤0.05％。铬含量在16％～17％范围。

3、VCR法吹炼

1)吊开盖子，改吹纯氩气体，同时，于感应精炼炉的炉顶插入抽气真空罐形成真空熔池，同时启动真空源抽气，使钢液的液面上部形成67.5±20Mpa的真空度。(二级真空)

2)在感应精炼炉的炉底吹入压力为0.1～0.2Mpa的纯氩气体，每吨钢液吹气量为20～40L/min，吹炼时间10min左右后，钢液中碳含量降至≤0.005％。加入脱氧剂后，铬含量升至16.5％～17.5％范围。再吹入纯氩气体5min后出钢(钢水温度≤1650℃)。

本发明利用在真空度的条件下，利用钢液内的溶解氧和钢渣中的化合氧进一步深脱碳，10分钟之内，可将碳降到0.005％以下，实现既脱碳又脱氧，又净化了钢水，节省了约50％的脱氧还原剂和精炼能耗。此时，钢水温度自然降低50℃左右，极大地缓解了炉衬的耗损，综合成本降低了20％～30％。精炼总耗时≤20分钟。本发明用于普通感应炉冶炼超低碳高铬合金钢的成分为：C≤0.005％，Cr＝(16.5～17.5)％。