專利名稱：用于減少碳的精煉高鉻鐵素體不銹鋼的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于減少碳(C)的精煉高鉻(Cr)鐵素體不銹鋼的方 法，具體地講，本發(fā)明涉及一種精煉高Cr鐵素體不銹鋼的方法，所述方法通 過在VOD工藝過程中調(diào)節(jié)鋼包底部風口的攪拌強度使鋼水中的C減到最少。
背景技術：
通常，鐵素體不銹鋼是通過以下步驟制造的，即，通過氬-氧脫碳(AOD) 方法精煉在電爐中熔化的原料，然后通過真空-氧脫碳(VOD)方法進行二次 精煉。然后，在位于VOD罐內(nèi)的鋼包中調(diào)節(jié)精煉原料的組分和溫度之后，通 過中間罐對精煉過的原料進行連鑄。在這些工藝中，特別是在VOD工藝中， 當操作吹氧脫碳設備和真空脫碳設備時，通過向鋼包的底部(稱之為鋼包底 部風口 )注入諸如氬(Ar)的惰性氣體來攪拌鋼水。本發(fā)明涉及通過調(diào)節(jié)鋼 包底部風口的攪拌強度而使鋼水中的C減到最少的精煉方法，旨在提高高Cr 鐵素體不銹鋼產(chǎn)品的延伸率，并改善晶間耐蝕性。與奧氏體不銹鋼相比，典
型的鐵素體不銹鋼具有更低的延伸率和更低的耐蝕性，因此，鐵素體不銹鋼 的應用受到限制。然而，因為鐵素體不銹鋼的鎳含量非常低，所以與奧氏體 不銹鋼相比價格便宜。因此，需要提高鐵素體不銹鋼的延伸率并改善鐵素體 不銹鋼的晶間耐蝕性，從而用鐵素體不銹鋼替代奧氏體不銹鋼。
同時，已知的是，隨著鋼水中的C組分減少，延伸率提高，且晶間耐蝕 性改善。在通過VOD工藝制造的高Cr鐵素體不銹鋼的情況下，首先通過氬 (Ar )-氧脫碳(AOD )方法執(zhí)行脫碳。然后，當通過真空-氧脫碳(AOD ) 方法執(zhí)行二次精煉時，在向鋼水中注入氧氣的同時，向多孔塞(porous plug ) 中注入氬(Ar)氣，,人而通過反應式(1 )去除石友。[C] + 1/2 {0} = {CO}…(1 )
此時，在去除C的同時，形成Cr氧化物。此外，當碳濃度達到氧氣能 夠去除碳的限度時，真空度降低至5毫巴(mbar)或更低，通過向下部的多 孔塞注入Ar氣并使用注入的Ar氣來強烈地攪拌鋼水。在上述的攪拌工藝中， 鋼水中的C和Cr氧化物相互反應，從而去除C,這是通過以下反應式(2) 來實現(xiàn)的。
3 [C] + (Cr203) = 2 [Cr] + 3 {CO} —- ( 2 )
用式(1 )表示的吹氧脫碳設備和用式(2)表示的真空脫碳設備中的底 部風口使用在鋼包底板處設置的多孔塞。此時，因為所使用的多孔塞由耐火 材料形成，所以當多次使用多孔塞時，由于鋼水而導致多孔塞發(fā)生腐蝕和磨 損。因此，供給的惰性氣體的注入量沒有都用來攪拌鋼水，而是一部分惰性 氣體通過多孔塞的腐蝕部分排放到外部。因此，供給到實際鋼水中的底部風 口的量與用流量計表示的氣體量不同。
攪拌強度的差異導致操作方法的變化，因此帶來鋼水中的碳濃度的變化。 通常，如圖1所示，在執(zhí)行真空脫碳中的脫碳速度與底部風口攪拌流量成比 例，當多孔塞正常時，底部風口攪拌流量與攪拌強度成比例。
另一方面，當攪拌強度太高時，鋼水溢出，使得鋼水附著到VOD罐的 上蓋板，從而形成爐渣。當在脫碳操作過程中形成的爐渣的量增多時，爐渣 難以承受它自身的重量，從而離開上蓋板而混入到鋼水中，從而再次增多鋼 水中的C。
因此，為了盡可能地去除鋼水中的C，底部風口的攪拌強度應當保持在 適當?shù)乃?。為此，需要準確地測量注入到多孔塞中的流量。已經(jīng)提出了用 于準確地測量注入到多孔塞中的流量的各種方法。
具體而言，第2002-0032710號韓國專利公開和美國專利6,264,716公開 了一種振動傳感器，該振動傳感器附于鋼包的外表面或附于裝載鋼包的鋼包 車的側面，并利用從傳感器輸出的振動指數(shù)來測量鋼包內(nèi)的振動強度。然而， 上述技術還未應用于不銹鋼的生產(chǎn)。具體地說，沒有通過將振動傳感器附于 精煉容器(例如VOD罐)的外壁來測量振動指數(shù)的實際示例。這是因為，與 振動傳感器附于鋼包或鋼包車時相比，當振動傳感器附于VOD罐的外壁時， 振動強度較弱，因此，需要更準確地選擇附著位置。此外，沒有將如上所述 測得的振動強度應用于脫碳工藝的實際示例。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在精煉高Cr鐵素體不銹鋼的方法中能 夠降低不銹鋼的碳濃度的技術，所述技術在VOD的脫碳工藝中，通過在從電 爐出鋼的AOD脫碳并通過多孔塞的底部風口攪拌控制來降低不銹鋼的碳濃 度，所述多孔塞位于吹氧脫碳設備和真空脫碳設備的鋼包的下部。具體而言， 本發(fā)明的目的在于提供一種測量準確的攪拌強度并通過使用所測量的攪拌強 度來提高不銹鋼的延伸率及改善晶間耐蝕性的精煉方法。
當精煉本發(fā)明的高Cr鐵素體不銹鋼時，為了減少碳，提供了一種用于減 少C的精煉高Cr鐵素體不銹鋼的方法，所述方法包括選擇振動傳感器附于 VOD罐的外壁的位置；僅測量從振動傳感器輸出的頻率中的特定頻率；在二 次精煉工藝中，在VOD中使用所測量的特定頻率調(diào)節(jié)底部風口攪拌強度。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，在選擇振動傳感器附于VOD罐的外壁 的位置時，振動傳感器設置在罐的外壁相對于與VOD內(nèi)的鋼包的把手接觸的 支架沿直線設置的位置的上下左右的30 cm內(nèi)，從振動傳感器輸出的特定頻 率測量在10Hz至45 Hz的頻帶中產(chǎn)生的振動指數(shù)。此外，提供了一種用于 將鋼水中的碳濃度減少最少的精煉高Cr鐵素體不銹鋼的方法，所述方法包 括當執(zhí)行VOD時，在吹氧脫碳設備中通過調(diào)節(jié)底部風口攪拌強度，將由振 動傳感器測量的底部風口攪拌強度控制到400至600，并在真空脫碳設備中 將由振動傳感器校正的底部風口攪拌強度控制到550至750。
對于本發(fā)明，當在VOD設備中制造包含15%-30%的Cr、 0.1。/。或更少的 Ti和0.02%或更少的C的高Cr鐵素體不銹鋼時，為了降低鋼水的碳濃度，使 用附于VOD設備的外壁的振動傳感器執(zhí)行鋼包底部風口攪拌控制，從而去除 鋼水中的碳，并抑制由于VOD設備的上部上的熔渣而導致的碳濃度的增大， 以最終獲得60ppm的碳濃度，從而能夠提高產(chǎn)品的延伸率，并能夠改善晶間 耐蝕性。


附圖與說明書一起示出了本發(fā)明的示例性實施例，并與說明書一起用來 解釋本發(fā)明的原理。
圖1示出了在執(zhí)行真空脫碳中的脫碳速度和底部風口攪拌流量之間的關
5系；
圖2是示出實際附著振動傳感器的位置的圖片； 圖3示意性地示出了實際附著振動傳感器的位置； 圖4示出了攪拌強度和底部風口流量之間的關系； 圖5示出了在使用攪拌強度校正振動指數(shù)之后攪拌強度和底部風口流量 之間的關系；
圖6示出了在本發(fā)明中提出的吹氧脫碳設備的攪拌強度和吹氧脫碳設備 的終點碳濃度之間的關系；
圖7示出了在本發(fā)明中提出的真空脫碳設備的攪拌強度和吹氧脫碳設備 的終點碳濃度之間的關系；
圖8示出了攪拌強度和爐渣附著量之間的關系。
下面，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的使用鋼包底部風口控 制來精煉高Cr碳素體不4秀鋼的方法。
圖2是示出實際附著振動傳感器的位置的畫面，圖3示意性地示出了實 際附著振動傳感器的位置。根據(jù)本發(fā)明，在測量由底部風口操作(為了在VOD 設備中去除碳而執(zhí)行所述底部風口操作)形成的鋼水的攪拌強度的方法中， 傳感器附于VOD的外壁的特定位置，所述傳感器測量鋼包由于底部風口攪拌 產(chǎn)生振動而導致的VOD的外壁的振動。在從傳感器輸出的頻率中，使用特定 頻率的振動指數(shù)測量底部風口攪拌的強度。
在此，所述特定位置是指處于罐的外壁相對于與VOD罐內(nèi)的鋼包的把 手接觸的支架沿直線設置的位置上下左右在30 cm內(nèi)的位置。此外，所述特 定頻率的振動指數(shù)是指僅在10Hz至45Hz的頻帶中產(chǎn)生的振動指數(shù)用于測 量。
當振動傳感器附于特定位置之外的地方時，振動指數(shù)弱，從而不能實施 準確測量。此外，除特定頻帶之外的振動指數(shù)是與鋼水的攪拌強度無關的噪 聲，從而妨礙準確測量。因此，應當去除所述除特定頻率之外的振動指數(shù)。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在執(zhí)行底部風口操作(為了在VOD設備中去除碳 而執(zhí)行所述底部風口操作)時通過調(diào)節(jié)底部風口攪拌強度去除碳的方法中， 由振動傳感器測量的振動指數(shù)的值為正整數(shù)，通過與多孔塞為正常狀態(tài)時的
具體實施例方式
6流量相比，應當將所述振動指數(shù)校正為具有與所述流量相同的值。
通過使攪拌強度的值保持與經(jīng)校正的流量的值相同的'值來控制底部風口
氣體的流量，其中，在吹氧脫碳設備校正到400至600;通過使攪拌強度的 值保持與經(jīng)校正的流量的值相同的值來控制底部風口氣體的流量，其中，在 真空脫碳設備校正到550至750，從而能夠使鋼水中的碳濃度減到最少。
在下文中，將參照示例性實施例描述校正攪拌強度的方法和能夠使碳濃 度減到最小的方法。
在本發(fā)明中，當在VOD設備中生產(chǎn)含有以重量計的15%-30%的Cr、0.1% 或更少的Ti和0.02%或更少的C的高Cr鐵素體不銹鋼時，振動傳感器附于 圖2和圖3中描述的位置，并測量在10Hz至45Hz的頻帶中產(chǎn)生的振動指數(shù)， 從而獲得如圖4所示的振動指數(shù)和底部氣體流量之間的相互關系。
在此， 一個點表示一次操作。在相同的流量下獲得具有不同值的振動指 數(shù)，對于相同的流量，根據(jù)每次操作，在不同次中使用不同類型的鋼包，因 此，鋼包的下部的多孔塞發(fā)生改變。此時，應當明白，底部風口流量的具有 最高值的振動指數(shù)的點是最正常的多孔塞狀態(tài)，連接這些點的直線用于校正。 如果這條直線中的振動指數(shù)值乘以合適的常數(shù)，則可以獲得具有與圖5中示 出的流量的值相同的值的攪拌強度。
圖6示出了在本發(fā)明中提出的在二次精煉(VOD)操作之后的吹氧脫碳 設備的攪拌強度和鋼水中的碳濃度之間的關系，圖7示出了在二次精煉 (VOD )操作之后的真空脫碳設備的攪拌強度和鋼水中的碳濃度之間的關系。
根據(jù)附圖可以明了的是，在現(xiàn)有技術的情況下，即，在利用底部風口氣 體的流量控制的情況下，可以獲得不能得到的攪拌強度與鋼水的碳濃度之間 的關系。此時，當將吹氧脫碳設備的攪拌強度值和真空脫碳設備的攪拌強度 值控制在400至600內(nèi)和550至750內(nèi)時，碳濃度為60 ppm或更少。當攪拌 值不在上述范圍內(nèi)時，觀測到碳濃度增大。
此外，通過圖8中示出的攪拌強度和附于VOD罐的上蓋的熔渣量之間 的關系，當圖7中的攪拌強度值為850或更大時，由于附于VOD罐的上蓋的 熔渣，發(fā)生碳濃度的再次增大。因此，要明白的是，控制過度的攪拌。
雖然已經(jīng)結合特定的示例性實施例描述了本發(fā)明，但應當理解，本發(fā)明 不限于所公開的實施例，而是相反，本發(fā)明意在覆蓋包括在權利要求及其等同物的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置。
權利要求
1、一種用于減少碳的精煉高Cr鐵素體不銹鋼的方法，所述鐵素體不銹鋼通過電爐、精煉爐、二次精煉、組分調(diào)節(jié)、中間罐和連鑄的工藝來制造，并包含15％-30％的Cr、0.1％或更少的Ti和0.02％或更少的C，所述方法包括以下步驟在二次精煉中將振動傳感器附于VOD設備中的VOD罐的外壁；測量從所述振動傳感器輸出的頻率中的特定頻率；在二次精煉過程中，調(diào)節(jié)吹氧脫碳設備和真空脫碳設備的底部攪拌強度。
2、 如權利要求l所述的方法，其中，所述振動傳感器附在VOD罐的外壁上的位置對應于支架與鋼包的把手接觸的位置。
3、 如權利要求l所述的方法，其中，所述特定頻率為10Hz至45Hz的頻帶。
4、 如權利要求1所述的方法，其中，所述吹氧脫碳設備的底部風口攪拌強度被控制到400至600,從而最終具有60 ppm或更低的碳濃度，所述吹氧脫碳設備的底部風口攪拌強度將由所述振動傳感器測量的振動指數(shù)校正至底部風口流量。
5、 如權利要求1所述的方法，其中，所述真空脫碳設備的底部風口攪拌強度被控制到550至750，從而最終具有60ppm或更低的^^濃度，所述真空脫碳設備的底部風口攪拌強度將由所述振動傳感器測量的振動指數(shù)校正至底部風口流量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于減少碳(C)的精煉高Cr鐵素體不銹鋼的方法。所述鐵素體不銹鋼通過電爐(EAF)、精煉爐(AOD)、二次精煉(VOD)、組分調(diào)節(jié)(LT)、中間罐和連鑄的工藝來制造，并包含15％-30％的Cr、0.1％或更少的Ti和0.02％或更少的C，所述方法包括以下步驟在二次精煉中將振動傳感器附于VOD設備中的VOD罐的外壁；測量從所述振動傳感器輸出的頻率中的特定頻率；在二次精煉(VOD)過程中調(diào)節(jié)吹氧脫碳設備和真空脫碳設備的底部攪拌強度。
文檔編號C21C7/068GK101457278SQ20081018555
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權日2007年12月12日
發(fā)明者李喜鎬, 李相范, 石珉旿 申請人:Posco公司