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        奧氏體不銹鋼氧化鋁類夾雜物控制工藝實(shí)踐

        2021-05-21 09:18:22陳保梁崔利民李本朋
        中國(guó)金屬通報(bào) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:渣系氬氣堿度

        陳保梁,崔利民,李本朋

        (中航上大高溫合金材料股份有限公司,河北 邢臺(tái) 054800)

        氧化鋁類夾雜物是GB/T10561標(biāo)準(zhǔn)中的B類夾雜物,“其形態(tài)大多數(shù)沒(méi)有變形、帶角的,形態(tài)比較小的(一般<3),黑色或藍(lán)色顆粒,沿軋制方向排成一行(至少三個(gè)顆粒)”我公司目前生產(chǎn)奧氏體不銹鋼B類夾雜物水平≤1.5級(jí),目前奧氏體不銹鋼市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)比較激烈,客戶要求不斷嚴(yán)格,市場(chǎng)上出現(xiàn)了對(duì)精煉工藝的奧氏體不銹鋼B類夾雜物≤1.0級(jí)的需求,我公司熔煉分廠的奧氏體不銹鋼生產(chǎn)工藝路線是EAF→AOD→LF→模注(20t生產(chǎn)線),為滿足市場(chǎng)需求通過(guò)調(diào)整AOD的脫氧制度、精煉渣堿度和保護(hù)澆注把B類夾雜物級(jí)別控制≤1.0級(jí),滿足了市場(chǎng)需求。

        1 工藝實(shí)踐

        1.1 AOD精煉脫氧制度控制

        AOD冶煉工藝是雙渣法冶煉,AOD一次還原渣量控制在1300kg左右,二元堿度控制1.8~2.0,使用硅鐵還原,一次還原渣系組成見(jiàn)表1,一次還原時(shí)間控制7~10min,還原Si要求0.30%~0.50%,保證還原徹底,同時(shí)要求一次還原渣去除量>90%。AOD一次還原過(guò)程有大量脫氧產(chǎn)物生產(chǎn),是鋼水氧化鋁類、硅酸鹽類內(nèi)生夾雜物的主要生成期,使用不同脫氧劑會(huì)產(chǎn)生不同脫氧產(chǎn)物形成不同類型的夾雜物,為了控制氧化鋁類夾雜物生成,AOD一次還原僅使用硅鐵作為還原劑,避免了氧化鋁類夾雜物大量產(chǎn)生,并且為后期的B類夾雜物的級(jí)別控制提供了良好的條件。

        奧氏體不銹鋼AOD二次還原工藝是加入石灰15kg~20kg/t,螢石10~15kg/t,鋁1.5kg/t,還原攪拌5min,還原渣堿度控制3.0~4.0。一次還原僅使用硅鐵做還原劑,會(huì)產(chǎn)生大量硅酸鹽類夾雜,為了去除硅酸鹽類夾雜物,使用少量鋁對(duì)硅酸鹽進(jìn)行變性處理,達(dá)到去除硅酸鹽類夾雜物和降低鋼種氧含量目的,二次還原使用鋁做脫氧劑,必然會(huì)產(chǎn)生氧化鋁類夾雜物,但是經(jīng)過(guò)一次還原后的鋼水氧含量比較低,產(chǎn)生的氧化鋁類夾雜較少可通過(guò)后期精煉渣系、軟吹去除控制級(jí)別。

        表1 AOD還原渣系組成

        1.2 LF爐精煉渣系控制

        有關(guān)研究表明,隨著精煉渣堿度的增加鋼中[Al]s含量上升,夾雜物中,Al2O3含量增加,鋼水和夾雜物成分的變化說(shuō)明,高堿度精煉渣有利于脫氧,低堿度有利于氧化鋁類夾雜物的去除,同時(shí)也說(shuō)明堿度超過(guò)1.75后Al2O3含量上升明顯,為了達(dá)到控制B類夾雜物目的兼顧鋼中氧含量控制,冶煉過(guò)程中控制LF爐精煉渣系堿度1.7~1.9之間。LF爐到位二元堿度3.0~4.0,堿度較高,生產(chǎn)中通過(guò)加入石英砂調(diào)整堿度至目標(biāo)控制范圍,實(shí)際加入量在0.8kg/t~1.0kg/t,同時(shí)加入硅鈣粉1.5kg/t-2kg/t擴(kuò)散脫氧,石英砂加入后保證送電時(shí)間≥15min,鋼渣充分反應(yīng)。

        表2 LF爐渣系組成

        1.3 保護(hù)澆注

        模注澆注過(guò)程中鋼包下水口至中注管之間100mm~150mm的鋼水是裸露,為了減少澆注過(guò)程的二次氧化產(chǎn)生的夾雜物,為此我們?cè)O(shè)計(jì)了專門的全封閉氬氣保護(hù)裝置見(jiàn)下圖1。

        圖1 全封閉氬氣保護(hù)澆注裝置

        采用上述氬氣保護(hù)裝置后,實(shí)現(xiàn)了鋼水澆注過(guò)程中的全程保護(hù)澆注,保證了鋼水的純凈度。

        2 檢驗(yàn)結(jié)果分析

        按上述工藝控制生產(chǎn)3爐304L鋼和2爐316L,B類夾雜檢測(cè)結(jié)果如下表。

        表3 304L、316L夾雜物高倍檢驗(yàn)結(jié)果

        鋼中各類夾雜物按GB/T10561檢驗(yàn),B類夾雜物級(jí)別最高1.0級(jí),其金相評(píng)級(jí)照片如下圖

        圖2 B類細(xì)系1.0級(jí)

        圖3 B類粗系1.0級(jí)

        3 結(jié)論

        (1)AOD冶煉一次還原不使用鋁質(zhì)脫氧劑,二次還原使用少量鋁可以保證LF到位氧35ppm以下。

        (2)AOD二次還原使用少量鋁,在精煉使用1.8-1.9低堿度渣系冶煉,可以減少鋼中夾雜物Al2O3含量,降低B類夾雜物,保證夾雜物評(píng)級(jí)在1.0級(jí)以下水平。

        (3)保護(hù)澆注裝置的使用,使鋼水裸澆段得到密封,可避免鋼水澆注過(guò)程的增氧,同時(shí)減少澆注過(guò)程因鋼水氧化產(chǎn)生的夾雜物。

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