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SUS405耐熱鐵素體不銹鋼的開發生產

時間:2019-10-25    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:57

無錫不銹鋼板廠家無錫漢能不銹鋼2019年10月25日訊 介紹了泰山鋼鐵不銹鋼煉鋼廠采用GOR爐+LF爐工藝,通過優化GOR爐低碳氮冶煉操作、脫氧工藝,鋁的合金化,夾雜物控制以及保護澆注等,成功開發出了SUS405耐熱鐵素體不銹鋼。


1、引言


SUS405是一種低合金耐熱鐵素體不銹鋼,屬環保節能型鋼鐵材料,可用于鍋爐和環保設備以及石化行業抗高溫硫腐蝕設備的制造,代替部分奧氏體不銹鋼,因其價格優勢,具有一定的市場前景。


鋁作為SUS405的合金化元素保證鋼種的耐熱性,為保證鋁的收得率,就要提高鋼水的氧含量要求,以及解決連鑄過程可能引起的水口“結魚”等問題。SUS405從冶煉到連鑄生產工藝方面的文獻報道較少,因此開發利用GOR爐+LF爐工藝低成本冶煉SUS405耐熱鐵素體不銹鋼,具有重要的現實意義。



2、SUS405的開發試制


2.1
生產工藝路線

根據鋼種特點,結合裝備條件,對SUS405的生產工藝進行了如下設計:高爐鐵水→“三脫”站處理→GOR爐冶煉→鋁合金化→LF爐精煉→全程保護澆鑄。



2.2
成分設計

為保證鋼的力學性能和耐熱性能,SUS405耐熱鐵素體不銹鋼熔煉成分設計如表1所示,對碳氮含量、鋁含量、夾雜物控制水平要求高,冶煉工藝條件苛刻。必須解決的問題有:低碳氮不銹鋼冶煉的實現及成本控制;低碳氮不銹鋼的脫氧、夾雜物控制;成品鋁含量的保證等。


表1 SUS405熔煉成分控制標準

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注:表中所列成分除標明范圍外,其余均為最大值。



2.3
GOR爐低碳氮吹煉工藝設計

SUS405采用全鐵水冶煉,冶煉前期,由于鐵水含碳量較高,供氧強度是碳氧反應的限制環節,因此提高頂槍供氧強度,逐步調整槍位,快速脫碳升溫,為后續低碳區脫碳提供合適的溫度,同時縮短冶煉周期。當碳含量脫至目標值,溫度合適后,停止頂吹,繼續底吹吹煉。


在確保生產節奏的前提下,脫碳后期,增加一個脫碳子階段以進行超低碳區脫碳,適當提高該階段的氧氬比,在脫碳的同時避免鉻元素的大量氧化,脫碳目標控制為[C]≤0.05%,下表2為優化的GOR爐冶煉SUS405的參考供氣模型。

表2 GOR爐冶煉SUS405不銹鋼脫碳參考供氣模型

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2.4
脫氧工藝設計

SUS405碳含量約為0.03%,根據碳氧平衡原理勢必造成鋼水中氧含量比一般不銹鋼高(普通不銹鋼[C]約0.05%),鋁作為該鋼種重要的合金化元素,對鋼中氧含量要求極高,必須實現深脫氧,否則鋁合金化時,容易產生高熔點的鎂鋁尖晶石夾雜物,不僅影響鋼水澆注,還易在后續軋制鋼帶的表面產生缺陷。


SUS405鋼種僅靠硅鐵脫氧,不僅增加成本,而且增加渣量,降低爐渣堿度,弱化去除夾雜的能力。采用硅、鋁復合脫氧并扒除還原渣,不僅能完成深脫氧而且還能盡可能的避免Al2O3、MgO·A2O3等高熔點夾雜物對鋼水的污染。


2.5
鋁含量控制

鋁具有極強的還原性,高溫易氧化,為保證鋁的收得率,經試驗最終采用GOR出鋼前在鋼包加入鋁,鋼水終點氧含量≤15ppm的情況下,鋁的收得率約為65%,但因不銹鋼LF精煉及弱吹氬時間長,存在鋼中鋁含量隨時間降低的情況,若LF精煉后期鋼中鋁含量低,由于鋼包渣層較厚,很難通過加鋁粒或喂鋁線等方式提高鋁含量,所以在出鋼合金化時一定要充分考慮出鋼至開澆時間,保證最終的鋁含量。


2.6
連鑄控制

連鑄工藝控制方面,采用全程保護澆注,單獨組織生產。大包至中間包采用長水口并進行氬封保護澆注,要求長水口插入中間包鋼水中≥100mm,必須垂直于剛液面。其作用是把主流與空氣隔開,避免鋼水裸露和飛濺造成二次氧化,減少鋼中增氧和溫度損失。中間包內加覆蓋劑使鋼水與空氣隔離,并起到吸附夾雜和隔熱保溫的作用。結晶器加入專用保護渣,同樣起到保溫和防止二次氧化的作用,良好的保護渣是鑄坯表面質量的前提。



3、開發試制情況


3.1
連鑄坯質量

試制鑄坯斷面規格為200×1520mm,對其內部質量進行檢測分析。按照GB/T266-2015要求,進行取樣,保證是試樣檢驗面的粗糙度,按照標準中的熱酸侵蝕法對所取低倍試樣進行侵蝕,低倍組織如下圖1所示。根據YB/T4003-1997對低倍組織進行評定,中間裂紋0級,中心偏析C0.5級,中心疏松0.5級,等軸晶粒46%,鑄坯內部質量控制較好。

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圖1 SUS405鑄坯低倍組織


3.2
鋼帶夾雜物檢測結果

經后續熱軋后,鋼帶成品厚度為3.5mm,經檢測夾雜物主要以B類和D類為主,級別不超過1.0級,如下表3所示。


表3 夾雜物檢測結果

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3.3
鋼帶力學性能檢測結果

厚度規格3.5mm的SUS405退火鋼帶力學性能如下表4,符合用戶使用要求。

表4 力學性能

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4、結語

采用GOR爐+LF爐工藝開發的SUS405耐熱鐵素體不銹鋼,工藝簡單,成本低廉,產品純凈度高,成分穩定,最終產品各項指標符合要求,該工藝具備批量穩定生產SUS405的能力,具有推廣價值。


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