[发明专利]一种含氮超级不锈钢的铝脱氧方法

说明书

本发明属于钢铁冶金领域，尤其涉及一种含氮超级不锈钢铝脱氧方法。该铝脱氧方法包括：含氮超级不锈钢铬还原后扒渣，向钢水中加入石灰、萤石和铝块造新渣，进行脱硫，之后转入LF精炼工位；将铝豆和硅钙粉混合后分为两等份，加入第一份脱氧剂进行渣面扩散脱氧；之后依次向钢水中加入铝线和硅钙线进行沉淀脱氧和钙处理；加第二份脱氧剂继续渣面扩散脱氧；继续软吹，温度合格后出钢，进行模铸或者连铸。该铝脱氧方法能将含氮超级不锈钢中的铝含量控制在0.015～0.030％、全氧控制在20ppm以内，避免热加工以及热处理过程由于铝含量过高导致氮化铝的析出，从而提高含氮超级不锈钢的冷/热加工性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种含氮超级不锈钢的铝脱氧方法。

背景技术

含氮超级不锈钢主要包括超级双相不锈钢(如S32750和S32707)和超级奥氏体不锈钢(如254SMO)。超级双相不锈钢和超级奥氏体不锈钢通常含有很高的氮，且氮主要以间隙固溶的形式存在。氮的加入能大幅度地提高超级不锈钢的耐蚀性能和断裂强度，而不显著恶化其断裂韧性。另外，氮作为廉价、高效的奥氏体组织稳定元素，通过“以氮代镍”能大幅度地降低生产成本。相较于普通双相不锈钢和奥氏体不锈钢，除氮元素外，超级不锈钢还含有更高的Cr、Ni、Mo等合金元素，因此力学性能和耐蚀性能均大幅度提升，广泛应用在极端苛刻的服役环境，如石油化工、海水淡化、纸浆漂白系统和烟气脱硫塔等。

超级不锈钢由于合金含量非常高，导致冷/热加工难度大，加工过程极易出现裂纹，严重影响成材率。裂纹的产生除了与加工工艺有关外，还与钢中的氧、硫含量有关。氧和硫在钢中以非金属夹杂物的形式存在。钢受力过程中，非金属夹杂物会造成应力集中，导致裂纹的产生。因此，为提高超级不锈钢的冷/热加工性能和力学性能，需严格控制超级不锈钢的氧、硫含量。

相较于硅脱氧，铝脱氧的平衡溶解氧含量更低，因此铝脱氧能力更强。但是，对于含氮超级不锈钢，铝脱氧工艺存在两个难点：(1)铝含量精确、稳定控制。由于含氮超级不锈钢中的氮含量普遍很高，钢中铝含量过高时，铝与氮反应形成硬且带尖角的氮化铝析出相。大量析出的氮化铝会恶化钢的力学性能和耐蚀性能。另外，若铝含量偏低，脱氧效果不理想。因此，含氮超级不锈钢中的铝含量应控制在0.015～0.030％。该成分区间比较窄，控制难度大；(2)精炼渣成分控制。与碳钢相比，不锈钢吹炼终点钢水中氧含量大幅度降低，因此铝的加入量也相应减少，导致渣中氧化铝含量低，使渣的熔点升高，粘度变大。为此，需要加入大量的萤石(约石灰加入量的60％)来提高渣的流动性。大量使用萤石，不仅污染环境，还加速炉衬的侵蚀，缩短炉衬寿命，增加成本。

鉴于含氮超级不锈钢铝脱氧工艺难度大，当前含氮超级不锈钢的生产中仍普遍采用硅脱氧，导致全氧含量偏高。因此，亟需开发一种含氮超级不锈钢铝脱氧工艺，以提高含氮超级不锈钢的洁净度，改善其冷/热加工性能和力学性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含氮超级不锈钢的铝脱氧方法。此法操作难度低，能够精确控制铝含量到0.015～0.030％，并将含氮超级不锈钢中的全氧控制在20ppm以内。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种含氮超级不锈钢铝脱氧方法，包括以下步骤：(1)含氮超级不锈钢采用AOD或VOD炉进行脱碳，铬还原结束后扒渣，向钢水中加入石灰、萤石和铝块造新渣，进行脱硫，所述石灰的加入量为15～20kg/t，萤石的加入量为5～10kg/t，铝块的加入量为2～3kg/t；

(2)所述脱硫结束后，进行出钢或吊包操作，转入LF精炼工位，调整温度和氩气流量；

(3)将铝豆和硅钙粉混合均匀，作为脱氧剂；将总计1～2kg/t的脱氧剂分为2等份，将第一份脱氧剂均匀撒在渣面上，进行第一次渣面扩散脱氧；