一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法

摘要

本发明提供一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，首先将铁素体不锈钢钢液在VOD炉内进行真空吹氧脱碳及自由脱碳处理，然后通过将VOD真空处理过程的还原过程加以改进，经过预脱氧、终脱氧、破真空，加入高密度的铝铁、控制炉渣碱度、随后进行喂丝处理并在连铸过程采用保护浇铸等措施，实现从VOD到连铸处理过程中冶炼出高铝低硅超纯铁素体不锈钢，提高超纯铁素体不锈钢的酸洗性能，并进一步提高钢水的纯净度和连铸过程的可浇铸性能，同时有效抑制有害夹杂物镁铝尖晶石的形成，有效去除Al2O3夹杂物，并在含钛钢中抑制了钛的氧化，避免了连铸过程的中间包水口堵塞。

权利要求

1.一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）、将铁素体不锈钢钢液在VOD炉内进行真空吹氧脱碳及自由脱碳处理，处理后得到的铁素体不锈钢钢液主要成分要求：铬质量百分含量10~23%，碳质量百分含量小于0.01%，氮质量百分含量小于0.01%；

（2）、预脱氧：在经步骤（1）处理后得到的铁素体不锈钢钢液中，加入硅铁和/或铝块进行预脱氧处理，并加入石灰和萤石进行造渣，所述硅铁和/或铝块总加入量为4~9kg/t，所述硅铁中硅的质量百分含量为70~80%，所述石灰加入质量取值为如下两个范围中的较大值：硅铁加入质量的4~6倍或铝块加入质量的2~3倍；所述萤石加入质量为石灰加入质量的0.05~0.3倍，然后在高真空强搅拌条件下，处理时间5~10min；

（3）、终脱氧：在经步骤（2）处理后得到的铁素体不锈钢钢液中，加入铝铁进行终脱氧处理，所述铝铁中铝的质量百分含量为20~60%，并加入石灰和萤石进行造渣，所述铝铁中纯铝的加入量为2~6kg/t，所述石灰的加入量为铝铁中纯铝加入量的2~3倍，萤石加入量为石灰加入质量的0.05~0.3倍，接着在真空条件下，中强度搅拌2~5min，然后在高真空强搅拌条件下，处理12~18min；

（4）、破真空；

（5）、在常压条件下，将所述铁素体不锈钢钢液软搅拌8~10min，然后在常压条件下，向所述铁素体不锈钢钢液喂钙丝，喂钙丝结束后，软搅拌5~10min；

（6）、继续软搅拌15~30min，之后将铁素体不锈钢钢液在保护气氛中进行连铸，最终得到高铝低硅超纯铁素体不锈钢，其硅质量百分含量小于0.3%，铝质量百分含量为

0.01~0.1%。

2.根据权利要求1所述的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，其特征在于，步骤（2）中，经步骤（2）处理后，所述铁素体不锈钢钢液中硅的质量含量小于0.1%、大于0，要求氧的质量含量大于0.01%。

3.根据权利要求1所述的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，其特征在于，步骤（3）中，经步骤（3）处理后，所述铁素体不锈钢钢液中硅的质量含量小于0.3%、大于0，铝的质量含量为0.01~0.1%，氧的质量含量小于0.003%。

4.根据权利要求1所述的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，其特征在于，在步骤（5）中，所述喂钙丝为向铁素体不锈钢钢液中喂入纯钙丝，所述纯钙丝喂入量为

0.1~0.3kg/t，经步骤（5）处理后，所述铁素体不锈钢钢液中钙的质量含量为15~30ppm。

5.根据权利要求1所述的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，其特征在于，在步骤（5）中，喂完钙丝并软搅拌后，向铁素体不锈钢钢液中喂入钛丝，所述钛丝中的纯钛量为1~3kg/t。

6.根据权利要求1或2所述的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，其特征在于，步骤（2）中，当要求最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值为0.3%时，全部加入硅铁；

当要求最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值低于或者等于

0.2%时，全部加入铝块；

当要求最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值在0.2~0.3%之间时，加入硅铁和铝块，所述硅铁和铝块的加入比例=（最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值﹣0.2%）/（0.3%﹣最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值）。

7.根据权利要求1或3所述的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，其特征在3

于，步骤（3）中，所述铝铁形状为块状或球状，密度为4.5~6.5g/cm，直径3~6cm；经步骤（3）处理后，炉渣中CaO与SiO2的质量比高于2.8，炉渣中CaO与Al2O3的质量比高于1。

8.根据权利要求1所述的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，其特征在于，所述高真空强搅拌的条件为：真空压力控制在800Pa以下，VOD炉底部吹氩流量控制在

4~8L/(min·t)之间；

所述中强度搅拌的条件为：真空压力控制在2000Pa以下，VOD炉底部吹氩流量控制在

1~4L/(min·t)之间；

所述软搅拌的条件为：在常压条件下，VOD炉底部吹氩流量控制1~5L/(min·t)之间。

说明书

一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法

技术领域

[0001] 本发明涉及不锈钢冶炼领域，具体地，涉及一种铁素体不锈钢的冶炼方法，更具体地，涉及一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法。

背景技术

[0002] 超纯铁素体不锈钢是铁素体不锈钢的精品，一般要求碳氮总含量小于150ppm，总氧含量低于40ppm，且夹杂物的数量、尺寸和类型得到有效控制，且超纯铁素体不锈钢可部分替代奥氏体不锈钢，由于其不要求含镍元素，起到了节约镍资源的作用。

[0003] 超纯铁素体不锈钢的冶炼过程一般要经过真空吹氧脱碳炉(简称VOD炉)进行超真空条件下吹氧深脱碳、脱氮处理，所述VOD炉的常规操作如下：

[0004] 一、经AOD处理完的钢水用钢包运输进入VOD处理工位，测定温度和成分，合格后进入真空处理室，先与丑真空并底搅拌；二、真空条件下开始吹氧脱碳处理，底搅拌条件下顶吹氧脱碳，根据炉气成分来判定是否终止吹氧，当炉气中CO+CO2含量低于一定值时，停止吹氧；三、超真空条件下自由脱碳处理，采用大搅拌；四、还原过程，加入硅铁、铝、石灰和萤石进行脱氧和硅的合金化处理；五、破真空；六、大气条件下喂丝并软搅拌，最后送浇铸。

[0005] 然而，在上述第二步的吹氧脱碳处理过程中，吹氧不能完全用于脱碳，有相当一部分氧要进入熔池以氧化铬或溶解氧的形式存在，所以在第三部自由脱碳过后，还要进行脱氧处理。

[0006] 其中，硅、铝是常用的脱氧元素。欧洲各钢铁公司最初采用的是纯硅脱氧技术，原因是采用铝脱氧会大量形成的Al2O3夹杂，进而对多数钢种产生不良影响，然而硅脱氧的钢中全氧含量非常高，铸坯中全氧在60ppm以上，从而影响最终产品的性能。

[0007] 随着对超纯铁素体不锈钢的要求越来越高，需要其总氧含量也处于极低水平，人们开始尝试采用硅铝复合脱氧工艺，以进一步降低钢中氧含量，对于硅铝复合脱氧工艺，目前主要存在如下专利问下：

[0008] 日本发明号JP2002030324(A)给出了硅铝复合脱氧冶炼防止条纹缺陷(也称瓦棱状缺陷)铁素体不锈钢的方法，脱氧过程先加入硅铁，目标硅含量控制在0.20～3.0wt％，渣碱度(渣中CaO与SiO2的质量比)控制在1.2～2.4，最后用铝脱氧，要求钢液在浇铸前Al含量与Ti含量的比例在0.01～0.10之间，此方法可提高钢液在连铸过程的等轴晶率(即晶体凝固后其中形成等轴晶占全部结晶的百分率。如铸坯中心等轴晶率就是中心等轴晶区直径与铸坯直径百分比。)达60％，并很好地控制夹杂物成分，防止浇铸过程中间包水口堵塞，最终钢液全氧含量也保持在较低水平。然而，此专利渣碱度控制在1.2～2.4之间意味着渣的氧活性仍然很高，难以将钢液氧含量降低到极低水平。

[0009] 中国专利CN101058837，专利名称：一种超纯铁素体不锈钢脱碳、脱氮的冶炼方法中，给出了一种超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，钢液真空处理脱碳后，在真空条件下(真空度≤5mbar)，先加入硅铁脱氧，再加入铝深脱氧，脱氧时间5～10分钟，然后再用合金微调，此脱氧方法处理时间短，脱氧效果不错，被广泛应用。

[0010] 然而JP2002030324(A)和CN101058837并没有给出具体添加铝到钢液中的方法，由于铝块或铝粒密度大大低于钢液密度，在VOD真空条件下直接加入将上浮在钢液上部与渣直接接触而反应并大量放热，很难有效进入钢液熔池进行沉淀脱氧，这就导致直接添加铝很难控制钢在处理结束后的铝含量，从而无法保证沉淀脱氧效果。

[0011] 同时，采用硅铝复合脱氧涉及的硅、铝元素最终含量对钢的脱氧效果、后工序处理以及钢的组织性能也有一定的影响，主要表现在：一)、如果钢中铝含量低，脱氧效果则不明显，即钢液中氧含量偏高，如果随后要喂钛处理，则会形成大量的氧化钛夹杂，大量的氧化钛夹杂可能会堵塞中间包水口；二)、最新研究表明，高硅含量(一般认为含量高于0.3％)的铁素体不锈钢在后工序酸洗难度大，影响了不锈钢产品表面光洁度。所以，为了进一步提高产品质量并保证生产顺利，对于很多超纯铁素体不锈钢品种，脱氧元素含量的控制朝着低硅、高铝方向发展，具体为硅含量要求小于0.3％或更低，下限根据钢种其他要求确定，铝含量控制在0.01～0.1％的范围内，可有效地降低全氧含量，并能防止随后钛合金化过程钛的氧化。

[0012] 对于低硅、高铝超纯铁素体不锈钢的冶炼，前面也提到，相关专利以及常规方法不能在VOD处理过程中有效地提高钢中铝含量到目标含量范围，同时，如果提高了铝含量，一旦炉渣碱度控制不合适，钢中硅含量也很难控制在合适范围内。如果仿照碳钢冶炼过程的铝脱氧方法，即通过喂铝丝来提高钢中铝含量，由于真空条件下喂丝难度太大，那么只能在真空处理结束并破真空后的非真空条件才能喂铝丝，这的确能提高钢中铝含量，然而，喂铝丝后不能再对不锈钢钢液进行大搅拌，生成的Al2O3夹杂很难迅速长大并排除，且非真空条件下喂铝丝会增大钢液吸氮的风险，并延长处理时间，所以，非真空条件下喂铝丝并不是科学方法。如果在真空条件下喷吹铝粉，可以实现提高钢中铝含量，但真空喷吹设备复杂，且控制难度很大。

[0013] 因此，现有技术和常规操作并没有能够切实解决在真空条件下提高钢中铝含量并有效控制硅含量的技术问题。

发明内容

[0014] 为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，通过对VOD真空处理过程的还原过程加以改进，加入高密度的铝铁、控制炉渣碱度、随后进行喂丝处理并在连铸过程采用保护浇铸等措施，实现从VOD到连铸处理过程中冶炼出高铝低硅超纯铁素体不锈钢，提高超纯铁素体不锈钢的酸洗性能，并进一步提高钢水的纯净度和连铸过程的可浇铸性能，同时有效抑制有害夹杂物镁铝尖晶石的形成，有效去除Al2O3夹杂物，并在含钛钢中抑制了钛的氧化，避免了连铸过程的中间包水口堵塞。

[0015] 为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：

[0016] 本发明提供一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，其特征在于，包括如下步骤：

[0017] (1)、将铁素体不锈钢钢液在VOD炉内进行真空吹氧脱碳及自由脱碳处理，处理后得到的铁素体不锈钢钢液主要成分要求：铬质量百分含量10～23％，碳质量百分含量小于0.01％，氮质量百分含量小于0.01％；

[0018] (2)、预脱氧：在经步骤(1)处理后得到的铁素体不锈钢钢液中，加入硅铁和/或铝块进行预脱氧处理，并加入石灰和萤石进行造渣，然后在高真空强搅拌条件下，处理时间5～10min；

[0019] (3)、终脱氧：在经步骤(2)处理后得到的铁素体不锈钢钢液中，加入铝铁进行终脱氧处理，所述铝铁中铝的质量百分含量为20～60％，并加入石灰和萤石进行造渣，接着在真空条件下，中强度搅拌2～5min，然后在高真空强搅拌条件下，处理12～18min；

[0020] (4)、破真空；

[0021] (5)、在常压条件下，将所述铁素体不锈钢钢液软搅拌8～10min，然后在常压条件下，向所述铁素体不锈钢钢液喂钙丝，喂钙丝结束后，软搅拌5～10min；

[0022] (6)、继续软搅拌15～30min，之后将铁素体不锈钢钢液在保护气氛中进行连铸，最终得到高铝低硅超纯铁素体不锈钢。

[0023] 根据本发明提供的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，采用的是，步骤(2)中，所述硅铁和/或铝块总加入量为4～9kg/t，所述硅铁中硅的质量百分含量为70～80％，所述石灰加入质量取值为如下两个范围中的较大值：硅铁加入质量的4～6倍或铝块加入质量的2～3倍；所述萤石加入质量为石灰加入质量的0.05～0.3倍，经步骤(2)处理后，所述铁素体不锈钢钢液中硅的质量含量小于0.1％、大于0，要求氧的质量含量大于
0.01％。

[0024] 根据本发明提供的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，采用的是，步骤(3)中，所述铝铁中纯铝的加入量为2～6kg/t，所述石灰的加入量为铝铁中纯铝加入量的2～3倍，萤石加入量为石灰加入质量的0.05～0.3倍，经步骤(3)处理后，所述铁素体不锈钢钢液中硅的质量含量小于0.3％、大于0，铝的质量含量为0.01～0.1％，氧的质量含量小于0.003％。

[0025] 根据本发明提供的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，采用的是，在步骤(5)中，所述喂钙丝为向铁素体不锈钢钢液中喂入纯钙丝，所述纯钙丝喂入量为0.1～0.3kg/t，经步骤(5)处理后，所述铁素体不锈钢钢液中钙的质量含量为15～30ppm。

[0026] 根据本发明提供的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，采用的是，在步骤(5)中，喂完钙丝并软搅拌后，向铁素体不锈钢钢液中喂入钛丝，所述钛丝中的纯钛量为1～3kg/t。

[0027] 根据本发明提供的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，采用的是，在最终所制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中，硅质量百分含量小于0.3％，铝质量百分含量为0.01～0.1％。

[0028] 根据本发明提供的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，采用的是，步骤(2)中，

[0029] 当要求最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值为0.3％时，全部加入硅铁；

[0030] 当要求最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值低于或者等于0.2％时，全部加入铝块；

[0031] 当要求最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值在0.2～0.3％之间时，加入硅铁和铝块，所述硅铁和铝块的加入比例＝(最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值-0.2％)/(0.3％-最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值)。

[0032] 根据本发明提供的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，采用的是，步骤3
(3)中，所述铝铁形状为块状或球状，密度为4.5～6.5g/cm，直径3～6cm；经步骤(3)处理后，炉渣中CaO与SiO2的质量比高于2.8，炉渣中CaO与Al2O3的质量比高于1。

[0033] 根据本发明提供的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法，采用的是，[0034] 所述高真空强搅拌的条件为：真空压力控制在800Pa以下，VOD炉底部吹氩流量控制在4～8L/(min·t)之间；

[0035] 所述中强度搅拌的条件为：真空压力控制在2000Pa以下，VOD炉底部吹氩流量控制在1～4L/(min·t)之间；

[0036] 所述软搅拌的条件为：在常压条件下，VOD炉底部吹氩流量控制1～5L/(min·t)之间。

[0037] 本发明所提供的一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法有益效果在于：

[0038] 1、可在VOD冶炼过程中有效地提高铝沉淀脱氧效率，有效地提高钢中铝含量，并防止渣中硅元素返回到钢液中，以控制硅含量处于较低水平，实现了高铝低硅含量超纯铁素体不锈钢的冶炼；

[0039] 2、连铸过程采用保护浇铸措施，可防止高铝含量钢液的二次氧化，结合钙处理，可避免中间包水口的堵塞；再者，由于在VOD过程就实现了铝脱氧效果和铝含量目标控制，生成的Al2O3夹杂在VOD大搅拌过程可充分长大，破真空后能有效上浮，进而提高了钢水的纯净度；

[0040] 3、由于所加高密度铝铁的铝能充分进入钢液，大大减小了其与渣中MgO直接反应生成镁铝尖晶石的概率，有效抑制有害夹杂物镁铝尖晶石的形成，Al2O3夹杂的有效去除和抑制镁铝尖晶石的形成同样可避免中间包水口的堵塞；

[0041] 4、由于铝含量的提升，如钢种需要钛合金化，则在喂钛过程中可大大抑制钛的氧化，可提高钛的收得率，本发明对防止由于氧化钛引起的水口堵塞有积极作用；

[0042] 5、本发明设计的方法安全可靠，可操作性能强，能大大提高冶炼的稳定性和产品质量。

具体实施方式

[0043] 本发明的工艺原理如下：

[0044] 一、本发明要求冶炼超纯铁素体不锈钢的目标硅、铝含量为：硅质量百分含量小于0.3％，铝质量百分含量在0.01～0.1％之间的目的在于：

[0045] 硅含量要求小于0.3％主要是为了提高此不锈钢的酸洗性能，如果硅含量高于0.3％，则钢的酸洗难度变大，影响了钢的光洁度，另外，此含量范围的硅可确保钢的韧性，提高其加工性能；铝质量要求在0.01～0.1％之间，主要是从脱氧效果来考虑的，经过热力学计算，1550℃条件下，对于不同Cr含量的铁素体不锈钢液，Al含量为0.01％对应的溶解氧范围为0.002～0.0025％(即20～25ppm)，由于全氧中还包含有夹杂物，所以，当铸坯中全氧要求小于30ppm的条件下，本专利涉及的铝含量要求高于0.01％；同时，铝含量上限为
0.1％，主要考虑针对一些含钛钢种，需要保证铝-钛含量比大于0.15，铝含量上限为0.1％可保证钛含量可设计上限为0.7％，当然，如果铝含量超过0.1％，冶炼成本变大，且没有必要。

[0046] 二、预脱氧和终脱氧：

[0047] 对于如上硅铝含量范围的铁素体不锈钢的冶炼，本发明采用先用硅铁和铝块进行预脱氧，再加铝铁进行终脱氧，如步骤(2)和(3)所示。本发明还要求采用加硅铁、铝块和铝铁进行脱氧的方式，原因在于，如果整个脱氧过程只加入铝铁，由于铝铁成本较硅铁高，则整个冶炼成本会提升，且容易造成增碳严重；如果只加入硅铁和铝块，由于铝块轻，不能有效进入钢液，则不能完成提高钢中铝含量的目的；而如果硅铁、铝块和铝铁一起加入实现终脱氧，由于铝与氧的结合能力远大于硅与氧的结合力，在渣中Cr2O3被基本还原的情况下，铝会与SiO2发生强烈反应，导致钢中硅含量快速升高，很有可能不能满足终点硅含量小于0.3％的要求。所以，本发明采用先加硅铁和部分铝块进行预脱氧的方式，预脱氧过程中，钢中氧含量并不能降到很低，根据硅、氧平衡的热力学公式，预脱氧过程硅元素可大量地与氧反应，从而保证了处理过程钢中硅含量处于较低值范围。预脱氧处理过后，加入铝铁进行终脱氧，由于铝铁的密度要高于纯铝块很多，则铝铁可以保证进入钢液熔池后大部分能沉在钢液中，熔化后释放的铝则可先进入钢液，实现有效的沉淀脱氧，并有效地提高钢中铝含量，当然，还会有部分熔化后的铝会直接进入渣中进行反应，但此并不妨碍钢中铝含量的快速提升。

[0048] 1)、预脱氧

[0049] 本发明步骤(2)预脱氧，加硅含量质量百分比为70～80％的硅铁和/或铝块进行预脱氧处理，硅铁和/或铝块总加入量为4～9kg/t，并加石灰和萤石进行造渣，石灰加入质量为硅铁加入质量的4～6倍与铝块加入量的2～3倍中的较大值，萤石加入质量为石灰加入质量的0.05～0.3倍，高真空强搅拌条件下处理时间5～10min，处理结束后要求硅质量含量小于0.1％，氧质量含量大于0.01％。

[0050] 此步骤前，钢液刚经过了吹氧脱碳的处理，熔池中有大量的溶解氧和氧化铬，加硅铁和铝块进行预脱氧的目的是要利用硅铁或铝块将氧化铬中的铬还原出，而尽量不降低钢中的氧含量，铝块具有很强的还原能力，可直接与渣中Cr2O3反应，这里主要讨论硅的还原能力，硅还原反应方程如下：

[0051] 1.5[Si]+(Cr2O3)＝2[Cr]+1.5(SiO2)

[0052] 经过热力学计算，假定氧化物(Cr2O3)和(SiO2)的以纯物质为标准的热力学活度均为1，计算得出在铬含量为18％的不锈钢中，硅含量需要大于0.6％才能促使反应正向进行，这就意味着硅铁的密度不能太大，要确保硅铁上浮在钢液上方直接与渣中的(Cr2O3)进行反应，保证与渣接触的钢液局部硅含量大于0.6％，由此，本专利选择常用的硅铁，其硅含量为70～80％，可满足硅铁密度不太高的要求，当然，随着石灰的熔化，渣相中SiO2活度降低，也加快了硅进行预脱氧。本发明之所以还选择铝进行预脱氧，主要是针对目标硅含量要求更低的一些钢种，文后有进一步的论述。由于含75％硅的硅铁与等重量的铝块脱氧量接近于1，所以对于硅铁和铝块加入量范围，当钢中铬含量低同时初始碳含量也低的情况，需要硅铁和铝块加入总量是比较少的，相反，钢中铬含量高同时初始碳含量也高，需要硅铁和铝块总量是比较多的，以下以两种在生产中可能出现的极端情况作为分析的例子，以此确定硅铁和铝块加入总量的范围。经过计算，对于低铬含量的铁素体不锈钢冶炼，如铬含量为3
11.6％的钢种，钢水进入VOD前初始碳为0.3％条件下，吨钢吹氧量大约7Nm/t可在真空条件下将碳脱除，根据以往经验，约有30～40％的氧会氧化铬形成Cr2O3，则需要大约2.6～
3.45kg的纯硅或3.5～4.6kg纯铝，考虑到硅铁中硅的含量，本发明设定需求硅铁和铝块总量的下限值为4kg/t，而对于高铬钢的冶炼，如铬含量为22.6％的钢种，进入VOD前初始碳
3
为0.6％的情况下，吨钢吹氧量大约13Nm/t可在真空条件下将碳脱除，根据以往经验，约有
35～45％的氧会氧化铬形成Cr2O3，则需要大约5.6～7.24kg的纯硅或7.5～9.7kg的纯铝，考虑到硅铁中硅的含量，本发明设定需求硅铁和铝块总加入量的上限值为9kg/t。石灰的加入量是根据生成的SiO2量来确定的，要满足碱度要求的范围，本发明确定石灰加入质量为硅铁加入质量的4～6倍与铝块加入量的2～3倍中的较大值，可满足炉渣碱度控制在2.8以上的范围，炉渣中CaO与Al2O3的质量比例高于1。对于萤石的加入，主要目的是加快石灰的溶解和熔化，其加入量要根据石灰本身熔化的难易程度确定，根据生产经验，确定萤石加入质量为石灰加入质量的0.05～0.3倍。由于步骤(2)中加入的硅铁和铝块并不明显地降低钢中溶解氧含量，并要求氧含量大于0.01％，可以确保反应过后钢中硅含量小于0.1％。本步骤虽然规定了硅铁和铝块总加入量的范围，在实际执行过程中，还要根据冶炼过程的脱碳过程所吹氧气在脱碳、二次燃烧、损失、进入熔池的具体分配比例来确定硅铁和铝块需脱去的氧量，由于脱碳量是已知的，二次燃烧率可根据炉气成分分析出，损失量也可根据历史数据回归出，则氧气进入熔池的比例是可以计算得出的，由此可计算出硅铁和铝块总加入量的具体值，此值在本发明确定的范围内。

[0053] 本发明对于步骤(2)，还要求确定涉及的硅铁和/或铝块的加入比例：

[0054] a、如果要求最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量(即目标硅含量)上限为0.3％时，全部加入硅铁；

[0055] b、如果要求最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量上限要求更低，即当上限值低于0.2％(包括0.2％)时，要求全部加入铝块；

[0056] c、当要求最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量上限为在0.2～0.3％之间时，硅铁和铝块的加入比例＝(最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值-0.2％)/(0.3％-最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值)。

[0057] 其中，所述最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量的上限值表示硅含量不能超过的值。

[0058] 本发明之所以还选择铝进行预脱氧，主要是针对目标硅含量要求更低的一些钢种，当目标硅含量仅要求小于0.3％时候，此处全部加硅铁并通过其后的碱度控制可实现这一目标，然而，如果目标硅含量要求小于0.2％，考虑到终脱氧过程也会形成一定的增硅量，大约在0.1～0.2％左右，则此处如果加硅铁形成增硅就不能满足最终硅含量小于0.2％的要求，所以，这种情况要求全部加铝，对于目标硅质量含量上限值在0.2～0.3％之间，本发明设计硅铁和铝块混加，具体比例根据目标硅含量上限值要求确定，可满足要求。

[0059] 2)、终脱氧

[0060] 本发明的步骤(3)终脱氧过程，加入铝铁进行终脱氧处理，铝铁含铝质量百分含量20～60％，，碳质量含量小于0.1％，其余为铁和一些微量杂质元素，铝铁中纯铝的加入量2～6kg/t，并补加石灰和萤石，石灰补加量为铝铁中纯铝量的2～3倍，萤石加入质量为石灰加入质量的0.05～0.3倍，物料加入后先在真空条件下中强度搅拌2～5min，然后高真空强搅拌条件下处理12～18min，处理结束后可保证硅质量含量小于0.3％，铝质量含量0.01～0.1％，氧质量含量小于0.003％。

[0061] 选择用密度相对高的铝铁作为终脱氧的脱氧剂，正如前面所论述，铝铁加入后，其包含的铝可以进入钢液熔池，而不象纯铝那样加入后大量地与渣中氧化物反应而基本不进入钢液熔池，生产实践已经证明了这一点，选择铝铁中铝质量百分含量20～60％除了满足密度要求范围外，还考虑了如果铝含量低于20％，则含铁过大，由于本发明对纯铝的加入量是有要求的，则会导致铝铁本身加入量过大，不仅会导致增碳量增大，而且会导致熔池温降过大，经计算1kg铝参加反应释放的能量可满足约4kg铁从室温加热到钢水当前的1700℃，由此，确定铝铁终铝含量应高于20％，铝铁中铝含量低于60％主要从密度控制要求考虑3
的，铝铁要求密度高于4.5g/cm，对应铝含量为60％。要求铝铁中碳含量小于0.01％，主要是从控制增碳的方面考虑的，由于冶炼钢种为超低碳钢，应该控制铝铁加入后增碳越小越好，对于铝铁含碳为0.1％的情况，吨钢加铝铁量10kg的情况下，钢液增碳量为10ppm，这基本还是可以接受的，所以要求铝铁中含碳量应小于0.1％，这也是铝铁生产可实现的碳含量范围。铝铁的加入量按其中的纯铝来计，本发明要求纯铝加入量在2～6kg/t，铝加入不仅要脱去钢中的溶解氧，还要进一步还原预脱氧过程硅铁没能去除的渣中Cr2O3，约消耗纯铝
0.5～2.4kg/t，并有可能与渣中SiO2进一步反应，导致的回硅量0.1％～0.2％，约消耗纯铝1.4～2.6kg/t，另外还满足最终铝含量的目标0.01～0.1％，约消耗纯铝0.1～1kg/t，将如上下限值相加和上限值相加，得出纯铝加入量的范围2～6kg/t，铝铁加入量为纯铝加入量除以其含铝量。补加石灰的目的是继续保证炉渣中CaO与Al2O3的质量比例。本发明要求此步骤物料加入后先在真空条件下中强度搅拌2～5min，其目的是一方面要求对钢液有一定强度的搅拌，促使铝进入钢液，另一方面，如果搅拌强度过大，会把铝铁喷到渣面上，导致铝进入不了钢液中，所以，这里采取中强度搅拌。本步骤要求高真空强搅拌处理时间12～18min主要要保证充分的时间让Al2O3夹杂长大，才能在其后的大气条件下的软搅拌过程充分上浮得以去除。另外，需要指出的是，由于铝铁中的铝可以充分进入钢液，在脱氧到一定程度时，避免了铝直接进入渣中去还原渣中的MgO，从而大大制约了镁铝尖晶石的形成，对于不锈钢，镁铝尖晶石是非常有害的夹杂物，会导致产品缺陷。正因为采用铝铁实现了铝的控制和硅的控制，处理结束后可保证硅质量含量小于0.3％，铝质量含量0.01～
0.1％，氧质量含量小于0.003％。

[0062] 本专利对步骤(3)所加铝铁的形状和密度作了要求，对于步骤(3)涉及的铝铁，要3
求其形状为块状或球状，实密度4.5～6.5g/cm，直径3～6cm。

[0063] 形状为块状或球状为了方便制造和方便加入，而直径如果小于3cm，可能会导致铝铁从料仓进入钢液熔池后，其冲击深度不够，而尺寸需小于6cm，主要考虑尺寸太大后不方3
便加料。对于密度范围要求4.5～6.5g/cm，主要是为了满足其加入后要2/3部分浸入在
3 3
钢液中，钢液密度6.9～7.2g/cm 左右，所以要求密度要大于4.5g/cm，同时考虑铝含量不
3
能低于20％，则密度上限为6.5g/cm。

[0064] 本专利对于冶炼步骤(3)，要求终脱氧后，炉渣碱度即渣中CaO与SiO2的质量比控制高于2.8，炉渣中CaO与Al2O3的质量比例高于1。

[0065] 终脱氧后要求炉渣碱度高于2.8主要是从控制SiO2活度上考虑的，根据CaO-SiO2-Al2O3三元活度图，此碱度值条件下以纯物质为标准态SiO2的活度系数大约为0.028，经过热力学计算，对于冶炼22.6％Cr含量的超纯铁素体不锈钢为例，钢中0.01％的铝含量和0.3％的硅含量对应的渣中平衡SiO2活度为0.009，在此碱度条件下，进一步反算出SiO2在渣中摩尔分数0.32，由于碱度已经设定高于2.8，则SiO2的百分含量必然小于
26％，此范围基本可以得出其摩尔分数一般可控制在0.32内，由此可看出，此碱度范围可保证如上硅铝含量条件下Al不再去还原渣中的SiO2。对于其他铬含量的钢种，如果铬含量小于22.6％，由于铬是降低硅活度而提高铝活度的元素，根据冶炼热力学原理，钢中硅活度变大而铝活度降低，Al元素进一步不能去还原渣中的SiO2。反之，Al元素肯能去还原渣中SiO2。考虑到铬含量高于22.6％的钢种不是很多，且可以通过调节渣中SiO2含量的方式来阻止Al进一步还原渣中SiO2，且碱度下限设定太高会导致渣量增大，所以，本发明最终确定炉渣碱度应高于2.8，这也是对炉渣碱度值的最低要求。对于炉渣碱度，没有上限要求，主要考虑到如果铝含量要求更高，渣中Al2O3增大，炉渣碱度可能会上调，甚至最终的炉渣变为SiO2含量非常低的铝钙渣，即炉渣以CaO-Al2O3为主要成分的渣，这在本发明中是允许的。
本发明要求炉渣中CaO与Al2O3的质量比例高于1，主要是针对炉渣中SiO2含量较低，演变为铝钙渣的情况，要求中CaO与Al2O3的质量比例高于1，可很好地保证炉渣具有很好地吸收Al2O3的能力，对于铝钙渣，CaO与Al2O3的质量比在1.1-1.4情况下，炉渣具有很好吸收夹杂物的能力，且具有很好的流动性。本发明对CaO与Al2O3的比例上限也没有制约，主要也是针对非铝钙渣系列的情况，允许Al2O3在低含量范围。对于炉渣中CaO含量的控制，已经在步骤(2)和(3)石灰加入量的设定中进行了控制。

[0066] 三、对于步骤(5)

[0067] 1)、软搅拌

[0068] 喂入纯钙丝前的软搅拌让在真空条件下已经长大的夹杂物Al2O3夹杂物上浮进入渣相，喂入纯钙丝后的软搅拌促进喂钙后生成的低熔点铝酸钙夹杂进一步上浮进入渣相。

[0069] 2)、喂丝

[0070] A)、喂钙丝(即钙处理工艺)

[0071] 钙处理工艺，即在常压下用喂丝机向钢液喂入纯钙丝，纯钙喂入量为0.1～0.3kg/t，喂完钙丝后，在常压条件下，底部吹氩对钢液进行软搅拌，软搅拌时间5～10min，处理结束后要求钢中钙的质量含量控制在15～30ppm。

[0072] 由于本发明冶炼的是高铝钢，脱氧过程铝的加入量相对很大，虽然通过各种措施对生成的Al2O3夹杂进行了从钢液中排出，并防止二次氧化，然而，在生产实践中仍存在Al2O3堵塞中间包水口的风险，原因是在铝含量高的情况下，铝仍然有可能还原渣中的MgO，形成的镁铝尖晶石夹杂很难排除，从而可能形成堵塞的起源，加上没有排除干净的Al2O3夹杂，从而具有水口堵塞的风险。本案已经通过各种措施将此风险降到很低，然而，为了确保高铝钢生产的高度稳定，本发明还是采用了钙处理技术，以避免水口堵塞形成的风险。钙处理主要是将Al2O3夹杂改变为12CaO·7Al2O3的低熔点夹杂，一般认为，钢中Al2O3含量最大为0.01％，将此量的Al2O3变为12CaO·7Al2O3需要的钙含量为67ppm，同时钙处理结束后钙元素自身的溶解含量一般要求为铝含量的0.09倍至0.15倍，如果铝含量0.03％，则溶解钙含量约要求30ppm，这样需要进入钢水的纯钙量则为100ppm即0.01％，考虑到对于高铝钢喂钙过程钙的收得率高于30％，最终确定纯钙喂入量为0.1～0.3kg/t，并最终确定钙含量控制范围15～30ppm，可满足本发明铝含量范围的钙处理，实现夹杂物的有效变性，若最终钙含量高于30ppm，有侵蚀中间包水口的风险。

[0073] B)、喂钛丝

[0074] 对于要求冶炼含钛的钢种，可再向铁素体不锈钢钢液中喂入钛丝，所述钛丝中纯钛量为1～3kg/t，实现钛合金化。其中，纯钛量为钛丝喂入量乘以钛在钛丝中含量。

[0075] 四、对于步骤(6)

[0076] 1)、软搅拌15～30min

[0077] 此软搅拌时间充分保证夹杂物的进一步上浮，进一步提高了钢液的纯净度。

[0078] 2)、要求对钢液在保护气氛下进行连铸

[0079] 保护气氛下进行连铸包括了大包水口的氩气保护和中间包水口的氩气保护以及中间包上方的氩气保护，目的是防止钢液的二次氧化，对于高铝钢冶炼，这些保护也是需要的，这些为可实现的成熟连铸技术，此处不过多描述。

[0080] 五、对于所述中强度搅拌、高真空强搅拌和软搅拌

[0081] 所述中强度搅拌的条件为：真空压力控制在2000Pa以下，VOD炉底部吹氩流量控制在1～4L/(min·t)之间；

[0082] 所述高真空强搅拌的条件为：真空压力控制在800Pa以下，VOD炉底部吹氩流量控制在4～8L/(min·t)之间；

[0083] 所述软搅拌的条件为：在常压条件下，VOD炉底部吹氩流量控制1～5L/(min·t)之间。

[0084] 其中，相关参数的设定是根据生产实践来确定的，真空条件下中强度搅拌要确保渣面不激烈翻腾，高真空强搅拌条件要保证钢液喷溅不影响生产，而软搅拌要保证渣面不被吹开，在上述条件下，根据生产摸索，最终确定了相关的底吹流量范围。

[0085] 需要说明的是，本发明涉及的单位中符号“t”表示吨钢液，“L”为升，“min”表示分钟，“kg/t”表示向每吨钢液中加入的公斤量，“L/(min·t)”表示向每吨钢中、每分钟吹入的氩气量。

[0086] 实施例

[0087] 以下结合实施例详细说明本发明方法在生产低硅高铝铁素体不锈钢的实施方式和取得的效果，分别以生产409、443和445这3个牌号钢种的超纯铁素体不锈钢为例加以说明。

[0088] 实施例1

[0089] 本实施例对精炼设备VOD炉的要求：设备可处理钢水120t，极限真空度小于3
300Pa，底部吹氩总吹气能力高于60Nm/h，钢包耐火材料为镁钙砖。钢种为409，钢液量
116000kg，即116t，VOD冶炼前钢液初始成分为：

[0090] C：0.3 ％，Si：0.25 ％，Cr：11.6 ％，S：0.010 ％，N：0.025 ％，Mn：0.56 ％，P：0.015％，全O：0.02％，Ti：0.01％，Al：0.001％，其余为Fe和微量杂质元素。

[0091] 钢液初始温度1580℃。

[0092] 本实施例硅含量目标小于0.26％，铝含量0.03％左右，具体步骤如下：

[0093] 1)钢液经吹氧脱碳和自由脱碳处理后，氧气消耗量为885Nm3，自由脱碳时间15min，处理结束后，钢液温度1630℃，成份如下：

[0094] C：0.003％，Si：0.01％，Cr：11.1％，S：0.008％，N：0.007％，Mn：0.14％，P：0.015％，全O：0.04％，Ti：0.01％，Al：0.001％，其余为Fe和微量杂质元素。

[0095] 2)预脱氧，根据最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量要求上限值为0.27％，加入含硅77％的硅铁400kg(即3.45kg/t，换算方法：400kg÷钢液量116t，在实施例1范围内，除去石灰和萤石的质量外，换算方法下同)和铝块200kg(即1.71kg/t)合计600kg(即5.16kg/t)进行预脱氧，并加入石灰1.6t，萤石200kg进行造渣，物料加入后真空压力控制在800Pa以下，底吹氩气搅拌强度600L/min(即5.17L/(min·t)，换算方法：600L/min÷钢液量116t，在实施例1范围内，换算方法下同)，处理时间8min，保证石灰初步熔化。处理结束后硅含量0.08％，氧含量0.015％。

[0096] 3)终脱氧，加入含铝40％的铝铁650kg，铝铁直径5cm，密度5.4g/cm3，含碳0.008％，，含纯铝260kg(即2.24kg/t)，并补加石灰600kg，萤石50kg，进行终脱氧，物料加入后调整底搅拌吹氩流量到150L/min，中强度搅拌3min，随后进行高强度搅拌，底吹氩气流量800L/min(即6.90L/(min·t))，处理时间15min。处理结束后，硅含量0.19％，铝含量
0.054％，氧含量7.8ppm。炉渣主要成分为：CaO 60％、SiO212％、Al2O317％、MgO 3％，满足炉渣碱度要求和CaO与Al2O3比值大于1。处理结束后温度1570℃。

[0097] 4)破真空。

[0098] 5)软搅拌10min，底吹氩气搅拌强度200L/min(即1.72L/(min·t))。钙处理，通过喂丝机加入纯钙丝20kg(即0.17kg/t)，喂丝结束后软搅拌10min，底吹氩气搅拌强度200L/min(即1.72L/(min·t))。本钢种需要喂入钛丝进行钛合金化，钛丝中的纯钛量为
150kg(即1.38kg/t)，终点钛0.1％。

[0099] 6)继续软搅拌20min，底吹氩气搅拌强度180L/min(即1.55L/(min·t))。保护气氛中连铸，大包水口、中间包水口均有吹氩保护。

[0100] 浇铸过程中中间包水口开口度非常稳定，不发生剧烈的波动，且总的波动范围在3％以内，表明没有发生水口结塞，也没有发生水口侵蚀。

[0101] 最终钢液被浇铸成坯，成分如下：

[0102] C：0.006％，Si：0.20％，Cr：11.7％，S：0.001％，N：0.008％，Mn：0.23％，P：0.015％，全O：0.0020％，Ti：0.09％，Al：0.044％，其余为Fe和微量杂质元素。

[0103] 其中硅含量在破真空后略有上升，可能是渣中SiO2少量被铝还原的结果；而铝含量略有下降，原因是随着温度的降低和时间的推移以及可能的二次氧化，促使了铝与氧的接触，导致其成分略微下降；脱氧过程由于加入的铝铁含有一定量的碳，导致碳含量相对处理前有一定程度上升，但仍在超纯的范围内。

[0104] 铸坯中镁铝尖晶石夹杂物数量相对常规流程大大减少，夹杂物主要是尺寸在5μm以下的TiN或Ti(CN)夹杂和10μm以下的球状的塑性CaO-Al2O3-SiO2夹杂(部分含少量MgO)，对钢的性能尤其表面性能无有害影响。

[0105] 实施例2

[0106] 本实施例对精炼设备VOD的要求：设备可处理钢水120t，极限真空度小于300Pa，3
底部吹氩总吹气能力高于60Nm/h，钢包耐火材料为镁钙砖。钢种为443，钢液量108400kg，即108.4t，VOD冶炼前钢液初始成分为：

[0107] C：0.36％，Si：0.018％，Cr：20.8％，S：0.005％，N：0.015％，Mn：0.3％，P：0.010％，全O：0.02％，Ti：0.01％，Al：0.001％，其余为Fe和微量杂质元素。

[0108] 钢液初始温度1600℃。

[0109] 本实施例硅含量目标小于0.2％，铝含量0.02％左右，具体步骤如下：

[0110] 1)钢液经吹氧脱碳和自由脱碳处理后，氧气消耗量为1266Nm3，自由脱碳时间20min，处理结束后，钢液温度1670℃，成份如下：

[0111] C：0.005％，Si：0.01％，Cr：19.7％，S：0.004％，N：0.004％，Mn：0.14％，P：0.015％，全O：0.05％，Ti：0.01％，Al：0.001％，其余为Fe和微量杂质元素。

[0112] 2)预脱氧，根据最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量要求上限值为0.2％，此要求条件下全部加入铝块，而不加硅铁，避免增硅，加入铝块780kg(即7.20kg/t，换算方法：780kg÷钢液量108.4t，在实施例2范围内，除去石灰和萤石的质量外，换算方法下同)进行预脱氧，并加入石灰1.6t，萤石100kg进行造渣，物料加入后真空压力控制在800Pa以下，底吹氩气搅拌强度700L/min(即6.46L/(min·t)，换算方法：700L/min÷钢液量108.4t，在实施例2范围内，换算方法下同)，处理时间6min，保证石灰初步熔化。处理结束后硅含量0.04％，氧含量0.02％。

[0113] 3)终脱氧，加入含铝40％的铝铁500kg(即4.61kg/t)，铝铁直径5cm，密度5.4g/3
cm，含碳0.01％，含纯铝200kg(即1.85kg/t)，并补加石灰400kg，萤石50kg，进行终脱氧，物料加入后调整底搅拌吹氩流量到200L/min(即1.85L/(min·t))，中强度搅拌4min，随后进行高强度搅拌，底吹氩气流量800L/min(即7.38L/(min·t))，处理时间18min。处理结束后，硅含量0.20％，铝含量0.018％，氧含量10ppm。炉渣主要成分为：CaO55％、SiO2
2％、Al2O3 37％、MgO 5％，满足炉渣碱度要求和CaO与Al2O3比值大于1。处理结束后温度
1605℃。

[0114] 4)破真空。

[0115] 5)软搅拌9min，底吹氩气搅拌强度200L/min(即1.85L/(min·t))。钙处理，通过喂丝机加入纯钙丝12.8kg(即0.12kg/t)，喂丝结束后软搅拌10min，底吹氩气搅拌强度200L/min(即1.85L/(min·t))。本钢种需要喂入钛丝进行钛合金化，所述钛丝中纯钛量为
300kg(即2.77kg/t)，终点钛0.2％。

[0116] 6)继续软搅拌25min，底吹氩气搅拌强度160L/min(即1.48L/(min·t))。保护气氛中连铸，大包水口、中间包水口均有吹氩保护。

[0117] 浇铸过程中中间包水口开口度非常稳定，不发生剧烈的波动，且总的波动范围在3％以内，表明没有发生水口结塞，也没有发生水口侵蚀。

[0118] 最终钢液被浇铸成坯，成分如下：

[0119] C：0.008％，Si：0.20％，Cr：20.8％，S：0.001％，N：0.006％，Mn：0.21％，P：0.015％，全O：0.0018％，Ti：0.15％，Al：0.019％，其余为Fe和微量杂质元素。

[0120] 其中铝含量略有上升，这是由于喂钛进一步降低钢液氧势的原因；而硅含量保持不变，原因是渣中SiO2含量极低，避免了铝或钛进一步还原渣中硅脱氧过程；由于加入的铝铁含有一定量的碳，导致碳含量相对处理前有一定程度上升，但仍在超纯的范围内。

[0121] 铸坯中镁铝尖晶石夹杂物数量相对常规流程大大减少，夹杂物主要是尺寸在5μm以下的TiN或Ti(CN)夹杂和10μm以下的球状的塑性CaO-Al2O3-SiO2夹杂(部分含少量MgO)，对钢的性能尤其表面性能无有害影响。

[0122] 实施例3

[0123] 本实施例对精炼设备VOD的要求：设备可处理钢水120t，极限真空度小于300Pa，底部吹氩总吹气能力高于60Nm3/h，钢包耐火材料为镁钙砖。钢种为444，钢水量110000kg，即110t，VOD冶炼前钢液初始成分为：

[0124] C：0.40 ％，Si：0.06 ％，Cr：18.8 ％，S：0.005 ％，N：0.012 ％，Mn：0.3 ％，P：0.010％，全O：0.02％，Ti：0.01％，Al：0.001％，其余为Fe和微量杂质元素。

[0125] 钢液初始温度1620℃。

[0126] 本实施例硅含量目标小于0.3％，铝含量0.04％左右，具体步骤如下：

[0127] 1)钢液经吹氧脱碳和自由脱碳处理后，氧气消耗量为1440Nm3，自由脱碳时间20min，处理结束后，钢液温度1700℃，成份如下：

[0128] C：0.006％，Si：0.20％，Cr：17.4％，S：0.005％，N：0.005％，Mn：0.14％，P：0.015％，全O：0.05％，Ti：0.01％，Al：0.001％，其余为Fe和微量杂质元素。

[0129] 2)预脱氧，根据最终制得的高铝低硅超纯铁素体不锈钢中硅质量含量要求上限值为0.3％，此要求条件下全加入硅铁，而不加入铝块，加入含77％硅的硅铁900kg(即8.12kg/t，换算方法：900kg÷钢液量110t，在实施例3范围内，除去石灰和萤石的质量外，换算方法下同)，不加入铝块预脱氧，并加入石灰3.6t，萤石200kg进行造渣，物料加入后真空压力控制在400Pa以下，底吹氩气搅拌强度800L/min(即7.27L/(min·t)，换算方法：
800L/min÷钢液量110t，在实施例3范围内，换算方法下同)，处理时间10min，保证石灰初步熔化。处理结束后硅含量0.1％，氧含量0.013％。

[0130] 3)终脱氧，加入含铝47％的铝铁750kg(即6.82kg/t)，铝铁直径5cm，密度5.1g/3
cm，含碳0.007％，含纯铝350kg(即3.18kg/t)，并补加石灰700kg，萤石200kg，进行终脱氧，物料加入后调整底搅拌吹氩流量到200L/min(即1.82L/(min·t))，中强度搅拌5min，随后进行高强度搅拌，底吹氩气流量750L/min(即6.82L/(min·t))，处理时间18min。处理结束后，硅含量0.27％，铝含量0.035％，氧含量10ppm。炉渣主要成分为：CaO65％、SiO218％、Al2O3 10％、MgO5％，满足炉渣碱度要求和CaO与Al2O3比值大于1。处理结束后温度1642℃。

[0131] 4)破真空。

[0132] 5)软搅拌10min，底吹氩气搅拌强度200L/min(即1.82L/(min·t))。钙处理，通过喂丝机加入纯钙丝25kg(即0.23kg/t)，喂丝结束后软搅拌10min，底吹氩气搅拌强度180L/min(即1.64L/(min·t))。本钢种无需钛合金化，故无需喂钛丝。

[0133] 6)继续软搅拌15min，底吹氩气搅拌强度180L/min(即1.64L/(min·t))。保护气氛中连铸，大包水口、中间包水口均有吹氩保护。

[0134] 浇铸过程中中间包水口开口度非常稳定，不发生剧烈的波动，且总的波动范围在5％以内，表明没有发生水口结塞，也没有发生水口侵蚀。

[0135] 最终钢液被浇铸成坯，成分如下：

[0136] C：0.01％，Si：0.29％，Cr：18.6％，S：0.001％，N：0.007％，Mn：0.21％，P：0.015％，全O：0.0017％，Ti：＜0.01％，Al：0.030％，其余为Fe和微量杂质元素。

[0137] 而铝含量略有下降，而硅含量保持略有上升，原因是渣中SiO2含量较高，引起了铝进一步还原渣中硅，脱氧过程由于加入的铝铁含有一定量的碳，导致碳含量相对处理前有一定程度上升，但仍在超纯的范围内。

[0138] 铸坯中镁铝尖晶石夹杂物数量相对常规流程大大减少，夹杂物主要是尺寸在