精煉渣對(duì)超純中鉻鐵素體不銹鋼夾雜物影響研究.pdf

1、超純鐵素體不銹鋼的韌性、耐蝕性、焊接性能等顯著優(yōu)于普通鐵素體不銹鋼，是現(xiàn)代鐵素體不銹鋼的發(fā)展方向。它基本不含對(duì)人體產(chǎn)生過敏的金屬元素鎳，是較為理想的節(jié)約資源型環(huán)保材料。但超純鐵素體不銹鋼的表面和內(nèi)部質(zhì)量極易受到非金屬夾雜物影響，如高熔點(diǎn)鎂鋁尖晶石夾雜會(huì)引起冷軋和熱軋不銹鋼板的帶狀缺陷，硬脆的鋁酸鹽夾雜會(huì)影響鋼材的機(jī)械性能，因此，鐵素體不銹鋼中夾雜物的控制越來越引起冶金工作者的重視。
　　現(xiàn)場(chǎng)439和443NT不銹鋼樣，夾雜物平均直

2、徑在2μm左右，大部分為不規(guī)則高熔點(diǎn)較硬不易變形夾雜物，對(duì)鋼材表面質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大影響，且不利于夾雜物的聚合長(zhǎng)大及上浮去除。
　　本文模擬超純鐵素體不銹鋼生產(chǎn)中VOD工位，選用CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2五元精煉渣系，用純鋁作為脫氧劑，加入量為2 kg/t，精煉高鋁(0.03％～0.09％)、低硅（≤0.2％）超純鐵素體不銹鋼，考察五元精煉渣系堿度和渣中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化對(duì)439和443NT超純鐵素體不銹鋼中全氧和

3、夾雜物的影響。另外，還考察了喂Ca線以及喂Ti、Ca線的順序?qū)︿撝腥鹾蛫A雜物的影響。
　　熱力學(xué)計(jì)算表明，鋁脫氧高鋁、低硅439不銹鋼，MgO·Al2O3的生成區(qū)域很大，即使鋼中含有極少量的鎂，也會(huì)生成MgO·Al2O3夾雜。鈦的氧化物夾雜比較復(fù)雜，為TiO、Ti2O3和Ti3O5的復(fù)合夾雜，并且在計(jì)算條件下，這幾種氧化物之間有相互轉(zhuǎn)化或共存的關(guān)系，而生成TiO2的鈦和氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高，實(shí)際生產(chǎn)條件下，很難生成TiO2夾雜物。

4、鈦的碳氮化物夾雜的計(jì)算結(jié)果表明，TiN是在液相線以上析出，TiC在不考慮偏析的情況下，在固相線溫度以下才析出;而考慮偏析時(shí)，TiC會(huì)在固-液兩相區(qū)內(nèi)析出。對(duì)于高鋁、低硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)的443NT不銹鋼，TiN夾雜物是在液相線溫度以上析出，TiC在固-液兩相區(qū)內(nèi)析出，在鋼液凝固完成后，NbN和NbC按順序析出。鈣處理的計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)鋼中溶解Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.03％～0.06％，Ca的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.003％～0.009％時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物為液態(tài)鋁酸鈣

5、，能夠起到夾雜物變性效果，在12CaO·7Al2O3平衡態(tài)下，鋼水溫度越高，形成液態(tài)鋁酸鈣所需平衡鈣量越高。
　　實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，精煉渣堿度提高有利于降低鋼液終點(diǎn)的全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)，精煉渣中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化對(duì)全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響不大;提高精煉渣堿度以及增加渣中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對(duì)于降低鋼中夾雜物的尺寸及吸附大尺寸Al2O3夾雜物有利。
　　439、443NT不銹鋼經(jīng)Ca處理后，夾雜物基本為球形，夾雜物的熔點(diǎn)大部分處于較低熔點(diǎn)

6、區(qū)，終點(diǎn)夾雜物平均直徑在1.5μm左右，且夾雜物尺寸在0～5μm的比例占總夾雜物的99％左右。此外，高堿度和高氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)的精煉渣有利于提高Ca處理夾雜物的變性效果。
　　439不銹鋼先喂Ca線后喂Ti線冶煉工藝較先喂Ti線后喂Ca線工藝的全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)更低一些，但終點(diǎn)夾雜物平均直徑更大且形貌不規(guī)則。因此，先喂Ti線后喂Ca線工藝條件有利于夾雜物變性球化和改善夾雜物的塑性，從而降低其對(duì)鋼產(chǎn)品質(zhì)量的不利影響。
　　綜合考慮鋼中