不銹鋼冶煉過程全氧及夾雜物分析
2205雙相不銹鋼約占雙相鋼總產(chǎn)量的80%左右，由于其雙相組織的特點(diǎn)而具有較高的強(qiáng)度、較好的焊接性能和抗腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于船舶、石油、化工和建筑等領(lǐng)域。2205雙相不銹鋼好的冶金質(zhì)量是保證其力學(xué)性能和表面質(zhì)量的前提。據(jù)報(bào)道，夾雜物是2205熱軋生產(chǎn)過程中邊裂缺陷產(chǎn)生的一個(gè)重要的影響因素，因此通過分析研究2205雙相不銹鋼冶煉過程全氧含量和夾雜物，找出鋼水中全氧含量的變化規(guī)律及夾雜物的產(chǎn)生原因，對于合理控制鋼中的全氧含量和夾雜物、提高2205雙相不銹鋼的冶金質(zhì)量及使用性能，具有十分重要的意義。
1、冶煉條件和研究方法
2205雙相不銹鋼冶煉以合金和廢鋼為原料，在電爐經(jīng)過熔化處理后，直接兌入AOD爐進(jìn)行冶煉。AOD轉(zhuǎn)爐采用FeSi合金進(jìn)行還原操作，AOD脫硫階段加入鋁塊和石灰來脫硫。AOD工序處理完畢后，到LF爐進(jìn)行精煉。由于2205雙相不銹鋼合金量大，鋼水中溶解氧含量高，因此在LF精煉過程中喂鋁線進(jìn)行深脫氧，然后加入硅鈣線進(jìn)行鈣處理。LF精煉過程加入一定量的CaO和CaF2造渣，精煉渣二元堿度控制在2.3-2.5左右；底吹氬氣量控制在0.15-0.20m3/min之間，當(dāng)成分和溫度達(dá)到要求后，將鋼液運(yùn)至連鑄平臺進(jìn)行澆鑄。本次試驗(yàn)，2205雙相不銹鋼的化學(xué)成分見表1所示。
2.1、冶煉過程全氧含量的變化
通常，鋼的總氧含量反映了鋼中總體氧化物潔凈度水平?？傃鹾康停砻麂撝醒趸飱A雜較少，潔凈度較高。在AOD-LF-CCM過程，全氧含量的變化如圖1所示。從圖1中可以看出，隨著AOD冶煉、LF精煉和連鑄過程的進(jìn)行，鋼水中全氧含量呈逐漸減小的趨勢。2205雙相不銹鋼在AOD的冶煉過程中有相當(dāng)數(shù)量的鉻被氧化進(jìn)入爐渣。因此AOD還原階段采用硅鐵進(jìn)行還原操作，目的是還原渣中被氧化的鉻以及降低鋼水中的氧含量，還原后鋼水中的全氧含量降低到182ppm；AOD脫硫階段通過加入鋁塊和石灰來脫硫。鋁塊的加入使鋼水中全氧含量又有所降低，為97ppm；LF精煉過程中喂鋁線進(jìn)行深脫氧，然后加入硅鈣線進(jìn)行鈣處理；隨著吹氬攪拌的進(jìn)行，鋼水中的大型夾雜物不斷上浮被爐渣吸附，小型夾雜物不斷碰撞、長大、上浮，被爐渣吸附，鋼水中全氧含量降低明顯，到LF精煉末期為36ppm；到連鑄中包，中包覆蓋劑也起到吸附夾雜物的作用，全氧含量有少量下降，到中包澆鑄末期為32ppm。
2.2、冶煉過程夾雜物的類型
根據(jù)AOD還原后、AOD脫硫后、LF精煉末期和連鑄中間包澆鑄末期取樣，分析試樣中典型夾雜物形貌和類型可以得出，AOD還原后和脫硫后這兩個(gè)階段的夾雜物類型主要為CaO-SiO2-Al2O3-MgO，LF精煉末期和連鑄中包澆鑄末期夾雜物類型主要為CaO-Al2O3-MgO-SiO2。
2.3、冶煉過程夾雜物尺寸和數(shù)量的變化
隨著AOD冶煉、LF精煉和連鑄過程的進(jìn)行，夾雜物尺寸和數(shù)量的變化如圖2所示。從圖中看出，隨著冶煉過程的進(jìn)行，鋼水中夾雜物總數(shù)和尺寸都是不斷減小的。AOD還原后和脫硫后，鋼水中存在大于50μm的夾雜物，夾雜物數(shù)量也較多；LF精煉末期，鋼水中沒有大于50μm的夾雜物，這說明LF精煉處理對去除較大顆粒夾雜物是十分有利的。到連鑄中包澆鑄末期鋼水中夾雜物數(shù)量進(jìn)一步減少，尺寸都小于20μm。
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