1.本發明屬于鋼鐵冶煉技術領域，涉及一種不銹鋼微絲的冶煉方法，尤其涉及一種不銹鋼微絲夾雜物的控制方法及不銹鋼微絲與其制備方法。

　　背景技術：

　　2.不銹鋼微絲的直徑小于50μm，甚至達到20μm以下，其廣泛應用于化工、石油、航天、軍工等領域，用于制作屏蔽服、防彈衣、過濾網等。為保證不銹鋼微絲具有足夠的力學強度以及耐蝕性能，對t.o含量和s含量都有嚴格的控制上限要求。冷拔過程中5μm以上的夾雜物或硬質點就會導致斷絲，相比簾線鋼、切割絲、彈簧鋼等，微絲不銹鋼對潔凈度尤其是夾雜物塑性提出更高要求。

　　3.申請號為200480023513.9和201810089590.8的中國發明專利公開了通過向鋼中加入鉀硅(ksi)合金、鋰硅(lisi)合金或li2co3，使夾雜物熔點降低，塑性提高，減少斷絲率的方法。但在大規模工業化生產過程中，鉀硅(ksi)合金、鋰硅(lisi)合金或li2co3能否順利加入鋼液有待考察；加入后si含量增加，會超過某些鋼種成分要求；且未涉及爐渣對夾雜物的影響。

　　4.申請號為201610002220.7和202010691928.4的中國發明專利提供了提高夾雜物塑性的方法，通過控制合金中al含量、調整aod、lf爐渣堿度等，實現夾雜物塑性化，解決了夾雜物影響不銹鋼冷軋板產品表面質量的問題。該方法雖然抑制了al2o3生成，夾雜物類型為低熔點mno-sio

　　2-al2o3、sio

　　2-cao-al2o

　　3-mgo，但該方法不能保證大部分夾雜物熔點低于1300℃；堿度低于1.6時，鋼中t.o、s增加，潔凈度變差。因此，為了滿足微絲不銹鋼的要求，還需要進一步改善潔凈度和夾雜物塑性。

　　5.此外，硅石或石英砂熔點達到1750℃，加入到爐渣中很難迅速熔化和與爐渣混合，成渣速度慢，通過硅石或石英砂調渣需要經過較長時間鋼渣攪拌和升溫時間，尤其在短流程冶煉時，很難迅速形成目標堿度和均勻度的爐渣。

　　技術實現要素：

　　6.本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供了一種不銹鋼微絲夾雜物的控制方法及不銹鋼微絲與其制備方法。

　　7.具體的，本發明的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，包括：

　　8.(1)在vod或aod還原期采用低鋁硅鐵進行還原，調整爐渣堿度≥2.2，加入含堿金屬氧化物渣料調整爐渣流動性；

　　9.(2)vod還原期后或aod扒渣后，加入合成渣和含堿金屬氧化物渣料，調整爐渣堿度至1.6-2.0，并使爐渣中堿金屬氧化物含量為2-10wt％，鋼中al含量低于0.005wt％。

　　10.上述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，按重量百分比計，所述合成渣包括cao：32％-36％，sio2：48％-54％，mgo：10％-20％。

　　11.上述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，所述合成渣的粒度為3-30mm。

　　12.上述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，所述含堿金屬氧化物渣料包括玻璃和/或堿金屬硅酸鹽。

　　13.上述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，所述低鋁硅鐵中al和ti的含量＜0.8wt％。

　　14.上述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，按重量百分比計，所述玻璃包括cao：10％-20％，sio2：65％-80％，m2o：10％-20％；其中，m為堿金屬元素，包括k、na、li。

　　15.上述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，按重量百分比計，所述堿金屬硅酸鹽包括sio2：45％-60％，m2o：40％-55％；其中，m為堿金屬元素，包括k、na、li。

　　16.本發明提供的不銹鋼微絲制備方法，包括冶煉、連鑄、軋制、拉絲，其特征在于，所述冶煉采用上述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法控制所述不銹鋼微絲中的夾雜物。

　　17.上述的不銹鋼微絲制備方法，所述冶煉的工藝流程為：鐵水預處理-轉爐-扒渣站-vod-lf，或，eaf或bof+中頻爐-aod-lts-lf。

　　18.本發明還提供了一種不銹鋼微絲，其由上述的不銹鋼微絲制備方法制備。

　　19.相比申請號為201610002220.7和202010691928.4的中國發明專利，本發明的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法具有以下有益效果：

　　20.(1)微絲不銹鋼相比普通不銹鋼冷板對夾雜物要求更高，本發明不銹鋼微絲中的夾雜物含有一定量的堿金屬氧化物，每提高堿金屬氧化物含量5％，可降低夾雜物熔點100℃左右，夾雜物塑性更好，滿足了微絲不銹鋼對夾雜物的要求；

　　21.(2)大量理論和試驗研究表明，爐渣堿度低于1.6會導致鋼中t.o、s大幅增加，潔凈度變差，本發明在較少的增氧和增硫情況下，保證了夾雜物塑性化；

　　22.(3)本發明采用堿金屬氧化物替代螢石更具環保性，合成渣替代硅石和石英砂，一方面降低了渣料的熔點，化渣效果更好，成渣速度更快，可以在不經過lf爐升溫的情況下，滿足精煉要求，提高了生產效率和噸鋼效益；另一方面合成渣中含一定量的mgo，減少了對爐襯耐火材料的侵蝕。

　　23.相比于申請號為200480023513.9和201810089590.8的中國發明專利，本發明的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法具有以下有益效果：

　　24.(1)本發明通過爐渣調控夾雜物，而非加入合金，加入工藝更可控、簡單，適用于多種工藝路線，在大規模工業生產中更易于推廣；

　　25.(2)本發明不會造成鋼液成分的顯著變化，不會增加鋼中硅含量，滿足生產需求。

　　附圖說明

　　26.通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。

　　27.圖1為實施例3直徑10mm盤條中沿軋向斷面夾雜物的形貌和分布；

　　28.圖2為實施例3冷拔至1mm時，鋼中沿冷拔方向斷面夾雜物的形貌和分布。

　　具體實施方式

　　29.為了充分了解本發明的目的、特征及功效，通過下述具體實施方式，對本發明作詳細說明。本發明的工藝方法除下述內容外，其余均采用本領域的常規方法或裝置。下述名詞

　　術語除非另有說明，否則均具有本領域技術人員通常理解的含義。

　　30.本發明方法的原理是：

　　①

　　還原期采用高堿度渣系加強脫氧和脫硫，并通過堿金屬氧化物渣料提高爐渣流動性，避免還原不充分和形成大尺寸夾雜物，保證了鋼質純凈度；

　　②

　　通過合成渣和堿金屬氧化物渣料調整爐渣堿度和氧化性，保證較少的增氧和增硫情況下，促進夾雜物由高熔點mgo-al2o3和sio

　　2-al2o

　　3-cao-mgo向低熔點sio

　　2-mno-m2o和sio

　　2-cao-m2o轉變；由于含有一定量的m2o，相比硅酸鹽，夾雜物熔點顯著降低；

　　③

　　熱軋過程中夾雜物熔點越低越容易軟化，隨著鋼基體軋制變形產生塑性延伸變細，冷拔過程中斷裂為尺寸＜5μm點狀夾雜物，由于夾雜物中沒有硬質點對鋼基體性能不會產生影響，減少了冷拔斷絲。

　　31.具體的，第一方面，本發明提供了一種不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，包括：

　　32.(1)在vod或aod還原期采用低鋁硅鐵進行還原，調整爐渣堿度≥2.2，加入含堿金屬氧化物渣料調整爐渣流動性；

　　33.(2)vod還原期后或aod扒渣后，加入合成渣和含堿金屬氧化物渣料，調整爐渣堿度至1.6-2.0，并使爐渣中堿金屬氧化物含量為2-10wt％，鋼中al含量低于0.005wt％。

　　34.本發明的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，在vod或aod還原期對高堿度渣系充分脫硫和脫氧后，采用合成渣和含堿金屬氧化物渣料調整爐渣堿度和成分實現夾雜物塑性化控制，通過嚴格控制合金渣料中的al和al2o3含量，避免硬質夾雜物對微絲產品造成影響，解決了因潔凈度或夾雜物控制導致的不銹鋼微絲冷拔斷絲問題。

　　35.本發明通過加入含堿金屬氧化物的渣料間接調控夾雜物成分，相比于現有技術在鋼中直接加入堿金屬合金或碳酸鹽對夾雜物直接變性或脫氧，具有加入方法簡單、有效、可操作性和效率高的優勢。

　　36.優選的，所述低鋁硅鐵中al和ti的含量＜0.8wt％，借此控制合金渣料中的al和ti的含量。

　　37.其中，爐渣堿度的符號為r，表示爐渣中cao含量與sio2含量之比，即cao/sio2。

　　38.在vod或aod還原期，通過將爐渣堿度調整在2.2以上，可以促進高熔點硬質夾雜物被渣系吸收去除，減少夾雜物數量，降低t.o含量。當濾渣堿度低于2.2時，則大量高熔點硬質夾雜物殘留在鋼中，對冷拔效果造成影響。

　　39.優選的，當步驟(1)中的爐渣堿度為2.2-2.4時，達到的效果更佳。

　　40.其中，含堿金屬氧化物的符號為m2o，其中m為堿金屬元素，包括k、na、li。

　　41.在本發明中，通過采用含堿金屬氧化物渣料調整爐渣流動性，可以提高爐渣的冶金效果，并提高渣中堿金屬氧化物含量。

　　42.優選的，按重量百分比計，所述合成渣包括cao：32％-36％，sio2：48％-54％，mgo：10％-20％。

　　43.優選的，所述合成渣的粒度范圍為3-30mm，優選為3-10mm。

　　44.步驟(1)和步驟(2)中，所述含堿金屬氧化物渣料包括玻璃和/或堿金屬硅酸鹽。

　　45.優選的，按重量百分比計，所述玻璃包括cao：10％-20％，sio2：65％-80％，m2o：10％-20％；其中，m為堿金屬元素，包括k、na、li。

　　46.優選的，按重量百分比計，所述堿金屬硅酸鹽包括sio2：45％-60％，m2o：40％-55％；其中，m為堿金屬元素，包括k、na、li。

　　47.在vod還原期后或aod扒渣后，通過將爐渣堿度調整至1.6-2.0，可以抑制鋼中al含

　　量和夾雜物中al2o3，降低夾雜物熔點。當爐渣堿度低于1.6時，則爐渣堿度過低，鋼中t.o含量增加，夾雜物數量和尺寸增加，影響拔絲效果；當爐渣堿度高于2.0時，則鋼中殘余al含量增加，易形成高熔點硬質夾雜物。

　　48.優選的，在vod還原期后或aod扒渣后，將爐渣堿度調整為1.6-1.8時，達到的效果更優。

　　49.在vod還原期后或aod扒渣后，通過將爐渣中堿金屬氧化物含量控制在2-10wt％，可以通過渣鋼反應，形成含堿金屬氧化物的夾雜物，進一步降低夾雜物的熔點。當爐渣中堿金屬氧化物含量小于2wt％時，則不足以生成含堿金屬氧化物的夾雜物；當爐渣中堿金屬氧化物含量大于10wt％時，則爐渣黏度太低，對耐材造成侵蝕，并且容易在鋼中形成大尺寸的卷渣物。

　　50.在vod還原期后或aod扒渣后，將爐渣中堿金屬氧化物含量控制在4-9wt％時，達到的效果更佳。

　　51.在aod或vod冶煉過程中涉及到的其它技術參數(如：冶煉溫度、吹送氣體種類及流量、扒渣量、出鋼溫度等)均按照現有技術進行，本發明在此不做具體限定。

　　52.本發明的一種不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，通過合成渣、堿金屬氧化物調整爐渣堿度，促進夾雜物變性，實現潔凈度提升和夾雜物塑性化，滿足微絲不銹鋼產品要求。

　　53.第二方面，基于相同的發明構思，本發明提供了一種不銹鋼微絲制備方法，包括冶煉、連鑄、軋制、拉絲，所述冶煉采用本發明第一方面提供的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法控制所述不銹鋼微絲中的夾雜物。

　　54.所述冶煉的工藝流程為：鐵水預處理-轉爐-扒渣站-vod-lf。

　　55.所述冶煉的工藝流程為：eaf或bof+中頻爐-aod-lts-lf。

　　56.其中，所述拉絲采用冷拔的方式進行。

　　57.其中，根據實際生產情況，可取消所述工藝流程中的lf工序。

　　58.其中，本發明的不銹鋼微絲制備方法所涉及的連鑄、軋制、拉絲等工序，均可按照現有技術進行，本發明對此不做具體限定。

　　59.第三方面，基于相同的發明構思，本發明還提供了一種不銹鋼微絲，其由所述不銹鋼微絲制備方法制備。

　　60.按照本發明得到的不銹鋼中夾雜物具有低熔點和高塑性的優點，不僅減少了冷拔微絲斷絲率，而且效率高、可操作性強、易于推廣。

　　61.實施例

　　62.下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，按照常規方法和條件。

　　63.其中，實施例1-4冶煉的鋼種為316不銹鋼，微絲直徑為30μm，主要通過調控爐渣堿度和不同堿金屬氧化物含量，實現夾雜物塑性化控制。對比例為常規316不銹鋼冶煉工藝。

　　64.實施例1

　　65.工藝流程：鐵水預處理-轉爐-扒渣站-80tvod-lf-連鑄-軋制-冷拔

　　[0066]ⅰvod還原期采用低鋁硅鐵(al含量0.73％)還原，加入石灰調整爐渣堿度r(cao/sio2)為2.38，加入含堿金屬氧化物渣料(普通玻璃)調整爐渣流動性，渣量為2.1t。

　　[0067]ⅱlf加入粒度為20-30mm的合成渣200kg和含堿金屬氧化物渣料200kg，調整爐渣

　　堿度至1.73，渣中na2o含量4.2％，鋼中al含量0.0045％。

　　[0068]

　　其中，合成渣成分為cao：36％，sio2：54％，mgo：10％。

　　[0069]

　　其中，堿金屬氧化物渣料成分為cao：16％，sio2：69％，na2o：15％。

　　[0070]

　　實施例2

　　[0071]

　　工藝流程：鐵水預處理-轉爐-扒渣站-80tvod-lf-連鑄-軋制-冷拔

　　[0072]ⅰvod還原期采用低鋁硅鐵(al含量0.52％)還原，加入石灰調整爐渣堿度r(cao/sio2)為2.45，加入含堿金屬氧化物渣料調整爐渣流動性，渣量為2.2t。

　　[0073]ⅱlf加入粒度為10-20mm的合成渣和含堿金屬氧化物渣料，調整爐渣堿度至1.83，渣中na2o含量6.5％，鋼中al含量0.0032％。

　　[0074]

　　其中，合成渣成分為cao：36％，sio2：54％，mgo：10％。

　　[0075]

　　其中，堿金屬氧化物渣料成分為sio2：50％，na2o：50％。

　　[0076]

　　實施例3

　　[0077]

　　工藝流程：鐵水預處理-轉爐-扒渣站-80tvod-lf-連鑄-軋制-冷拔

　　[0078]ⅰvod還原期采用低鋁硅鐵(al含量0.38％)還原，加入石灰調整爐渣堿度r(cao/sio2)為2.36，加入含堿金屬氧化物渣料調整爐渣流動性，渣量為1.9t。

　　[0079]ⅱlf加入粒度為5-10mm的合成渣和含堿金屬氧化物渣料，調整爐渣堿度至1.62，渣中na2o含量8.2％，鋼中al含量0.0037％。

　　[0080]

　　其中，合成渣成分為cao：36％，sio2：54％，mgo：10％。

　　[0081]

　　其中，堿金屬氧化物渣料成分為sio2：50％，na2o：50％。

　　[0082]

　　實施例4

　　[0083]

　　工藝流程：aod-lts-連鑄-軋制-冷拔

　　[0084]ⅰaod還原期采用低鋁硅鐵(al含量0.38％)還原，調整爐渣堿度r(cao/sio2)為2.21，倒渣后加入含堿金屬氧化物渣料調整爐渣流動性。

　　[0085]ⅱlts扒渣后渣量為1.9t，加入粒度為3-5mm合成渣和含堿金屬氧化物渣料，調整爐渣堿度至1.65，渣中na2o含量4.9％，鋼中al含量0.0033％。

　　[0086]

　　其中，合成渣成分為cao：32％，sio2：48％，mgo：20％。

　　[0087]

　　其中，堿金屬氧化物渣料成分為cao：16％，sio2：69％，na2o：15％。

　　[0088]

　　對比例1

　　[0089]

　　工藝流程：鐵水預處理-轉爐-扒渣站-80tvod-lf-連鑄-軋制-冷拔

　　[0090]ⅰvod還原期采用低鋁硅鐵(al含量0.98％)還原，加入石灰調整爐渣堿度r(cao/sio2)為1.93，加入螢石調整爐渣流動性，渣量為2.1t。

　　[0091]ⅱlf通過石灰螢石微調爐渣堿度和流動性，堿度為2.15，鋼中al含量為0.0049％。

　　[0092]

　　對比例2

　　[0093]

　　工藝流程：aod-lts-連鑄-軋制-冷拔

　　[0094]ⅰaod還原期采用低鋁硅鐵(al含量0.6％)還原，調整爐渣堿度r(cao/sio2)為2.1，倒渣后加入螢石調整爐渣流動性。

　　[0095]ⅱlts扒渣后渣量為1.9t，加入石英砂調渣，調整爐渣堿度至1.42，鋼中al含量0.0042％。

　　[0096]

　　效果測試及結果分析：

　　[0097]

　　1.采用氧氮分析儀對實施例1-4以及對比例鑄坯t.o含量、s含量進行分析。通過表1示出的結果可以看出，實施例1-4的t.o含量、s含量與對比例的相比均顯著減少。

　　[0098]

　　2.采用sem和eds分析統計鑄坯夾雜物中堿金屬氧化物含量，并計算平均值，結果如表1所示。由此可看出，實施例1-4的鑄坯夾雜物中堿金屬氧化物含量遠遠大于對比例的鑄坯夾雜物中堿金屬氧化物含量。

　　[0099]

　　3.對沒有冷拔斷絲發生的情況下產品的重量(即，冷拔重量)進行統計并記錄在表1。顯然，實施例1-4的冷拔重量相比于對比例的具有顯著的提高。

　　[0100]

　　表1實施例1-4及對比例1的測試結果匯總

　　[0101][0102]

　　4.采用掃描電子顯微鏡對實施例3中的鑄坯夾雜物形貌和分布進行分析。其中，圖1為直徑10mm盤條沿軋向斷面的夾雜物形貌和分布，圖2為冷拔至1mm時鋼中沿冷拔方向斷面的夾雜物形貌和分布。

　　[0103]

　　通過圖1和圖2可以看出通過本發明技術通過控制夾雜物低熔點塑性化后，軋制10mm盤條過程中，夾雜物隨鋼基體延伸變細，經過冷拔后形成尺寸＜5μm點狀夾雜物，實現了夾雜物的無害化處理。

　　[0104]

　　本發明在上文中已以優選實施例公開，但是本領域的技術人員應理解的是，這些實施例僅用于描繪本發明，而不應理解為限制本發明的范圍。應注意的是，凡是與這些實施例等效的變化與置換，均應視為涵蓋于本發明的權利要求范圍內。因此，本發明的保護范圍應當以權利要求書中所界定的范圍為準。

　　技術特征：

　　1.一種不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，其特征在于，包括：(1)在vod或aod還原期采用低鋁硅鐵進行還原，調整爐渣堿度≥2.2，加入含堿金屬氧化物渣料調整爐渣流動性；(2)vod還原期后或aod扒渣后，加入合成渣和含堿金屬氧化物渣料，調整爐渣堿度至1.6-2.0，并使爐渣中堿金屬氧化物含量為2-10wt％，鋼中al含量低于0.005wt％。2.根據權利要求1所述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，其特征在于，按重量百分比計，所述合成渣包括cao：32％-36％，sio2：48％-54％，mgo：10％-20％。3.根據權利要求1所述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，其特征在于，所述合成渣的粒度為3-30mm。4.根據權利要求1所述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，其特征在于，所述含堿金屬氧化物渣料包括玻璃和/或堿金屬硅酸鹽。5.根據權利要求1所述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，其特征在于，所述低鋁硅鐵中al和ti的含量＜0.8wt％。6.根據權利要求4所述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，其特征在于，按重量百分比計，所述玻璃包括cao：10％-20％，sio2：65％-80％，m2o：10％-20％；其中，m為堿金屬元素，包括k、na、li。7.根據權利要求4所述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，其特征在于，按重量百分比計，所述堿金屬硅酸鹽包括sio2：45％-60％，m2o：40％-55％；其中，m為堿金屬元素，包括k、na、li。8.一種不銹鋼微絲制備方法，包括冶煉、連鑄、軋制、拉絲，其特征在于，所述冶煉采用權利要求1-7任一項所述的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法控制所述不銹鋼微絲中的夾雜物。9.根據權利要求8所述的不銹鋼微絲制備方法，其特征在于，所述冶煉的工藝流程為：鐵水預處理-轉爐-扒渣站-vod-lf，或，eaf或bof+中頻爐-aod-lts-lf。10.一種不銹鋼微絲，其特征在于，由權利要求8-9任一項所述的不銹鋼微絲制備方法制備。

　　技術總結

　　本發明屬于鋼鐵冶煉技術領域，涉及一種不銹鋼微絲夾雜物的控制方法及不銹鋼微絲與其制備方法。本發明的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，包括：(1)在VOD或AOD還原期采用低鋁硅鐵進行還原，調整爐渣堿度≥2.2，加入含堿金屬氧化物渣料調整爐渣流動性；(2)VOD還原期后或AOD扒渣后，加入合成渣和含堿金屬氧化物渣料，調整爐渣堿度至1.6-2.0，并使爐渣中堿金屬氧化物含量為2-10wt％，鋼中Al含量低于0.005wt％。本發明的不銹鋼微絲夾雜物的控制方法，解決了因潔凈度或夾雜物控制導致的不銹鋼微絲冷拔斷絲問題。斷絲問題。斷絲問題。

　　技術研發人員：郎煒昀 翟俊 王輝綿

　　受保護的技術使用者：山西太鋼不銹鋼股份有限公司

　　技術研發日：2022.01.14

　　技術公布日：2022/4/20