不锈钢冶炼过程全氧及夹杂物分析

不锈钢冶炼过程全氧及夹杂物分析

      2205双相不锈钢约占双相钢总产量的80%左右，由于其双相组织的特点而具有较高的强度、较好的焊接性能和抗腐蚀性能，广泛应用于船舶、石油、化工和建筑等领域。2205双相不锈钢好的冶金质量是保证其力学性能和表面质量的前提。据报道，夹杂物是2205热轧生产过程中边裂缺陷产生的一个重要的影响因素，因此通过分析研究2205双相不锈钢冶炼过程全氧含量和夹杂物，找出钢水中全氧含量的变化规律及夹杂物的产生原因，对于合理控制钢中的全氧含量和夹杂物、提高2205双相不锈钢的冶金质量及使用性能，具有十分重要的意义。

 

　　1、冶炼条件和研究方法

　　2205双相不锈钢冶炼以合金和废钢为原料，在电炉经过熔化处理后，直接兑入AOD炉进行冶炼。AOD转炉采用FeSi合金进行还原操作，AOD脱硫阶段加入铝块和石灰来脱硫。AOD工序处理完毕后，到LF炉进行精炼。由于2205双相不锈钢合金量大，钢水中溶解氧含量高，因此在LF精炼过程中喂铝线进行深脱氧，然后加入硅钙线进行钙处理。LF精炼过程加入一定量的CaO和CaF2造渣，精炼渣二元碱度控制在2.3-2.5左右；底吹氩气量控制在0.15-0.20m3/min之间，当成分和温度达到要求后，将钢液运至连铸平台进行浇铸。本次试验，2205双相不锈钢的化学成分见表1所示。

　

　　2.1、冶炼过程全氧含量的变化

　　通常，钢的总氧含量反映了钢中总体氧化物洁净度水平。总氧含量低，表明钢中氧化物夹杂较少，洁净度较高。在AOD-LF-CCM过程，全氧含量的变化如图1所示。从图1中可以看出，随着AOD冶炼、LF精炼和连铸过程的进行，钢水中全氧含量呈逐渐减小的趋势。2205双相不锈钢在AOD的冶炼过程中有相当数量的铬被氧化进入炉渣。因此AOD还原阶段采用硅铁进行还原操作，目的是还原渣中被氧化的铬以及降低钢水中的氧含量，还原后钢水中的全氧含量降低到182ppm；AOD脱硫阶段通过加入铝块和石灰来脱硫。铝块的加入使钢水中全氧含量又有所降低，为97ppm；LF精炼过程中喂铝线进行深脱氧，然后加入硅钙线进行钙处理；随着吹氩搅拌的进行，钢水中的大型夹杂物不断上浮被炉渣吸附，小型夹杂物不断碰撞、长大、上浮，被炉渣吸附，钢水中全氧含量降低明显，到LF精炼末期为36ppm；到连铸中包，中包覆盖剂也起到吸附夹杂物的作用，全氧含量有少量下降，到中包浇铸末期为32ppm。

　　2.2、冶炼过程夹杂物尺寸和数量的变化

　　随着AOD冶炼、LF精炼和连铸过程的进行，夹杂物尺寸和数量的变化如图2所示。从图中看出，随着冶炼过程的进行，钢水中夹杂物总数和尺寸都是不断减小的。AOD还原后和脱硫后，钢水中存在大于50μm的夹杂物，夹杂物数量也较多；LF精炼末期，钢水中没有大于50μm的夹杂物，这说明LF精炼处理对去除较大颗粒夹杂物是十分有利的。到连铸中包浇铸末期钢水中夹杂物数量进一步减少，尺寸都小于20μm。

　　2.3、冶炼过程夹杂物的类型

　　根据AOD还原后、AOD脱硫后、LF精炼末期和连铸中间包浇铸末期取样，分析试样中典型夹杂物形貌和类型可以得出，AOD还原后和脱硫后这两个阶段的夹杂物类型主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO，LF精炼末期和连铸中包浇铸末期夹杂物类型主要为CaO-Al2O3-MgO-SiO2。

　　2.4、冶炼过程不同工序夹杂物成因分析

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