[发明专利]无缝钢管用含钛奥氏体不锈钢圆管坯连铸生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金行业的钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种无缝钢管用含钛奥氏体不锈钢圆管坯连铸生产方法。

背景技术

目前，大断面(Φ150以上）含钛不锈钢无缝钢管用圆管坯采用模铸钢锭锻造的方法来生产。用模铸钢锭锻造的方法生产无缝钢管用圆管坯成材率低，加工成本高。如果直接用连铸工艺生产出无缝钢管用连铸圆管坯，不但提高成材率，而且节省锻造成本，使含钛不锈钢无缝钢管生产成本极大的降低。

不锈钢中通常加入Ti作为稳定化元素，以防止晶间腐蚀的发生。Ti在奥氏体不锈钢中主要是作为稳定化元素以形成TiC，防止敏化态，一般产品标准都要求Ti/C>5。但是Ti与氮和氧有较强的亲和力，在冶炼和连铸过程中钢液中极易形成TiN和TiO2夹杂，导致连铸水口结瘤，如图1所示。连铸水口结瘤，钢水无法顺利流入结晶器内，导致连铸过程降低拉速，严重时水口完全堵死，只能中断浇铸回炉。目前，无缝钢管用含钛不锈钢圆管坯没有连铸直接生产圆坯的报道，都是模铸生产出钢锭再锻造成圆管坯。究其原因，因为圆坯断面小，过钢量少，含钛不锈钢产生的TiN和TiO2夹杂在连铸生产过程中更容易导致水口完全堵死造成连铸中断，,连浇炉数无法提高，连铸成本居高不下。

CN101121987A公开了一种含钛奥氏体不锈钢冶炼方法，该方法中，为了防止TiN和TiO2夹杂，降低钢水中的钛含量，加入部分Nb，使得(0.5Nb+Ti)>6C，实现Ti-Nb双稳定化。用该方法Ti-Nb双稳定化虽然能够避免晶间腐蚀，但是产品中的Ti含量达不到产品标准，属于新钢种，生产标准钢种的时候并不适用。

CN 102465229 A公开了一种含钛不锈钢钛铁合金化方法，该方法中在AOD钢渣混出到钢包后，先把氧化性炉渣拔出后再从新造渣并进行铝强脱氧。脱氧结束后钙处理并用钛铁进行钛合金化。用该方法得有专门钢包扒渣设备，对于没有专门的扒渣工位的工厂并不适用。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种工艺难度较小，容易掌握，产品质量稳定的无缝钢管用含钛奥氏体不锈钢圆管坯生产方法。

含钛奥氏体不锈钢圆管坯连铸生产的主要的困难是TiN和TiO2夹杂在连铸侵入式水口内壁结瘤导致连铸中断。本发明的思路是：

(1)控制AOD兑入钢水中C含量来确保脱碳过程中产生足够的CO气体带走钢水中的N来降低N含量，降低TiN；

(2)控制AOD终点碳含量较低水平，满足Ti/C>5的前提下尽量把Ti控制在较低水平；

(3)加钛前用比钛更强的脱氧元素铝来强脱氧，防止TiO2夹杂物生成，并用该处理来改性因铝脱氧带来的氧化铝夹杂。通过以上措施1、2，可以避免TiN夹杂堵水口，通过以上措施3，可以避免氧化物夹杂堵水口，使得含钛不锈钢连铸能够顺利完成。

本发明的具体技术方案如下：一种无缝钢管用含钛奥氏体不锈钢圆管坯连铸生产方法，其工艺路线为电炉化粗钢水→AOD 炉精炼→LF钢包精炼→圆坯连铸，具体步骤如下：

1）AOD兑钢前根据电炉出钢成分加入5-20kg/吨钢增碳剂，确保AOD初期碳含量不低于2.0%，同时保证兑入AOD 炉的粗钢水温度大于1470℃ ；

2）AOD吹氧脱碳；

3）还原脱硫：加入硅铁还原并加入石灰和萤石造渣脱硫，还原脱硫结束后在AOD炉内进行扒渣；

4）深脱氧；

5）出钢及钛合金化：深脱氧结束后出钢，出钢过程中随钢流加入钛铁；

6）LF升温；

7）钙处理：用喂丝机向钢液喂入硅钙线，纯钙喂入量为吨钢0.2kg-0.8kg；

8）软吹；

9）圆坯连铸：软吹结束后，钢包移动到连铸工位进行浇注，利用圆坯结晶器生产出连铸圆管坯。

优选地，所述步骤2）中，把终点碳控制在%C≤0.025%；所述步骤4）中，AOD内吨钢加入1-5kg铝锭进行深脱氧并吨钢加入20-30 kg预熔型精炼渣进行精炼。

优选地，所述步骤3）中，AOD炉内扒渣要彻底，残留渣量少于吨钢20kg。

优选地，所述步骤4）中，加入铝锭后钢水中铝含量控制在0.01%-0.03%之间。

优选地，所述步骤5）中，根据钢水中碳含量决定加入钛含量，钛加入量按照以下公式计算：

钛加入量=钢水量*5.5*(钢水中碳含量+后续增碳量)/钛收得率/钛品位；

其中:钛收得率根据钢水温度，钢中铝含量，残余渣量因素定为60%-80%；