[发明专利]一种高纯净不锈钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯净不锈钢的制备方法，属于不锈钢冶炼领域。

背景技术

通过现有技术文献得知，如CN1524968A的图1a及图1b所示，不锈钢中存在硬性夹杂物的时候，所制备得到的冷轧钢卷的表面会出现图示的缺陷。这是由于这些夹杂物在低温下不具有变形能力，在冷轧压延的时候会导致表面缺陷或裂纹。CN1524968A的图2为冷轧钢卷中尖晶石形成率与表面缺陷指数之间的关系的曲线图。其中，尖晶石形成率(％)＝尖晶石类夹杂物数/所有观察到的夹杂物数×100，表面缺陷指数＝夹杂物引起的线性裂纹数/1km冷轧钢卷。如图2所示，冷轧钢卷的表面缺陷和连铸坯中的尖晶石形成率有密切的关系，当连铸坯中尖晶石形成率低于40％的时候，就能生产出表面缺陷指数1以下的品质良好的冷轧钢卷。因此，想要获得表面品质良好的高纯净不锈钢冷轧钢卷或钢板，控制连铸坯中的硬性尖晶石(MgO·Al₂O₃)夹杂物的含量至关重要。

在不锈钢精炼过程中，去除上述硬性夹杂物或夹杂物改质处理使夹杂物低熔点化的工艺一般在氩氧脱碳(AOD)精炼炉中实施。AOD精炼时首先吹氧把碳脱到目标含量，再投入还原剂硅铁以及石灰，萤石等造渣材料，并吹入氩气等惰性气体搅拌。通过上述工艺，可以实现脱碳，还原，脱硫，去夹杂等功能。

一般地，AOD精炼的时候为了避免出现MgO·Al₂O₃或Al₂O₃等硬性夹杂物，通常采用硅锰复合脱氧。但是精炼过程中还是会出现一部分MgO·Al₂O₃或Al₂O₃等硬性夹杂物，其原因如下：由于AOD精炼结束后，采用渣钢混出的方式，在出钢过程中，熔渣会卷入到熔钢中，造成大量渣滴悬浮在熔钢中，其中较小的渣滴如果在熔钢进入连铸结晶器前不能从熔钢中上浮排除，就会残留在连铸坯中，成为夹杂物。如图3(Formation Mechanism of Spinel-Type Inclusions in High-Alloyed  Stainless Steel Melts，J.H.Park：Metall.Trans.B，38B(2007)，657.)所示，这些悬浮在熔钢中的夹杂物会随着温度的降低从AOD精炼炉出钢到连铸过程中与熔钢中的Al反应，因而成分发生变化，最终变成尖晶石(MgO·Al₂O₃)夹杂物。据此，夹杂物成分变化的程度，跟熔钢中的Al含量有关，熔钢中的Al含量高的时候就会变成尖晶石(MgO·Al₂O₃)夹杂物。即使采用硅锰复合脱氧，还是会有一部分Al从原料或其它方式带入到熔钢中，当熔钢中Al浓度超过某一值之后就会出现MgO·Al₂O₃或Al₂O₃等硬性夹杂物。Todoroki等(FormationMechanism of Spinel Type Inclusion in 304stainless steel Deoxidized with FerrosiliconAlloys，H.Todoroki，K.Mizuno，M.Noda and T.Tohge：84th Steelmaking.Conf.Proc.，Baltimore，MD，ISS，(2001)，331.)通过实验室研究证明了Al含量跟尖晶石夹杂物出现之间的关系，并给出了如图4所示的相稳定图。从图4中可以看出，即使熔钢中存在少量Al(＜0.01％)，夹杂物也会从硅酸盐变成尖晶石(MgO·Al₂O₃)。