EAF+AOD+LF流程冶煉310S耐熱鋼夾雜物控制

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310S耐熱鋼是奧氏體耐熱不銹鋼中的高端產品，因為鉻、鎳元素質量分數高，耐蝕、耐熱性能優良，可用于溫度為1100℃左右，在高負荷、少硫氣氛下工作的耐熱件。310S耐熱鋼具有熱塑性低、過熱敏感…

310S耐熱鋼是奧氏體耐熱不銹鋼中的高端產品，因為鉻、鎳元素質量分數高，耐蝕、耐熱性能優良，可用于溫度為1100℃左右，在高負荷、少硫氣氛下工作的耐熱件。310S耐熱鋼具有熱塑性低、過熱敏感、變形抗力大的特點，因此要求較高的鋼水質量，以減少后續出現的各類缺陷。目前針對310S耐熱鋼的研究主要集中在連鑄、軋制力學性能及抗腐蝕性能等相關方面，針對冶煉過程中提高鋼水潔凈度方面還需要深入研究。本項目以某鋼廠180t EAF+AOD+LF生產線的310S耐熱鋼工藝為研究對象，研究冶煉過程中鋼水潔凈度的變化情況并提出工藝改進方案，為進一步優化工藝和提高耐熱鋼潔凈水平提供依據。

冶煉310S耐熱鋼美標要求的化學成分（質量分數，%）為：C≤0.08，Si≤1.5，Mn≤2.0，P≤0.045，S≤0.030，Cr=24.0～26.0，Ni=19.0～22.0。

耐熱鋼的生產工藝流程為：180t EAF→180t AOD→LTS（扒渣）→180t LF→ CC。EAF主要完成合金的熔化，原料主要包括轉爐脫磷鐵水、不銹鋼返回精料、高鉻合金和鎳合金等。AOD主要完成脫碳、微調成分、用硅鐵還原精煉鋼水，AOD冶煉過程鋼水成分控制情況見表1，在脫碳過程存在鉻的氧化，渣中W（（Cr₂O₃））最高可達30%以上，經過AOD還原后渣中W（（Cr₂O₃））降低至0.8%以下，因AOD采用鋼渣混出，出鋼后LTS進行扒渣，LF進站加入石灰和螢石調查，渣中（Cr₂O₃）進一步降低至0.4%以上。

表1 AOD冶煉過程鋼水成分變化情況（質量分數，%）

過程	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	N
AOD入爐	1.58	0.07	0.48	0.028	0.058	24.8	12.5	0.0235
AOD氧化結束	0.056	0.001	0.95	0.028	0.058	20.5	23.5	0.1035
AOD還原結束	0.063	0.82	1.23	0.029	0.012	25.8	21.2	0.0650

本研究采用的取樣方法是對各工序鋼水進行取樣分析。利用金相顯微鏡、掃描電鏡對試樣的夾雜物進行分析研究。W（T[O]）檢驗采用美國Ltco制造的TC600氧氮分析以。夾雜物采用自動圖像分析系統，系統有Leica MD4000正置式金相顯微系統、LECD自動圖像分析系統和PRICR自動載物臺及其控制系統等組成。結果表明：

（1）EAF+AOD+LF原工藝生產310S耐熱鋼鑄坯W（T[O]）達到0.0034%，小樣電解夾雜物中W（（Cr₂O₃））和W（（FeO））較高。

（2）提高AOD還原爐渣堿度、LF進站用鋁深脫氧和大流量攪拌等可以提高鋼水潔凈度。

（3）通過工藝優化，310S鑄坯W（T[O]）控制在0.0025%，小樣電解夾雜物降低了0.0119%，大型夾雜物數量減少了5.8%，鋼中主要夾雜物由硅酸鹽變為鈣鋁酸鹽。

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