EAF+AOD+LF流程冶炼310S耐热钢夹杂物控制

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310S耐热钢是奥氏体耐热不锈钢中的高端产品，因为铬、镍元素质量分数高，耐蚀、耐热性能优良，可用于温度为1100℃左右，在高负荷、少硫气氛下工作的耐热件。310S耐热钢具有热塑性低、过热敏感…

310S耐热钢是奥氏体耐热不锈钢中的高端产品，因为铬、镍元素质量分数高，耐蚀、耐热性能优良，可用于温度为1100℃左右，在高负荷、少硫气氛下工作的耐热件。310S耐热钢具有热塑性低、过热敏感、变形抗力大的特点，因此要求较高的钢水质量，以减少后续出现的各类缺陷。目前针对310S耐热钢的研究主要集中在连铸、轧制力学性能及抗腐蚀性能等相关方面，针对冶炼过程中提高钢水洁净度方面还需要深入研究。本项目以某钢厂180t EAF+AOD+LF生产线的310S耐热钢工艺为研究对象，研究冶炼过程中钢水洁净度的变化情况并提出工艺改进方案，为进一步优化工艺和提高耐热钢洁净水平提供依据。

冶炼310S耐热钢美标要求的化学成分（质量分数，%）为：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。

耐热钢的生产工艺流程为：180t EAF→180t AOD→LTS（扒渣）→180t LF→ CC。EAF主要完成合金的熔化，原料主要包括转炉脱磷铁水、不锈钢返回精料、高铬合金和镍合金等。AOD主要完成脱碳、微调成分、用硅铁还原精炼钢水，AOD冶炼过程钢水成分控制情况见表1，在脱碳过程存在铬的氧化，渣中W（（Cr₂O₃））最高可达30%以上，经过AOD还原后渣中W（（Cr₂O₃））降低至0.8%以下，因AOD采用钢渣混出，出钢后LTS进行扒渣，LF进站加入石灰和萤石调查，渣中（Cr₂O₃）进一步降低至0.4%以上。

表1 AOD冶炼过程钢水成分变化情况（质量分数，%）

过程	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	N
AOD入炉	1.58	0.07	0.48	0.028	0.058	24.8	12.5	0.0235
AOD氧化结束	0.056	0.001	0.95	0.028	0.058	20.5	23.5	0.1035
AOD还原结束	0.063	0.82	1.23	0.029	0.012	25.8	21.2	0.0650

本研究采用的取样方法是对各工序钢水进行取样分析。利用金相显微镜、扫描电镜对试样的夹杂物进行分析研究。W（T[O]）检验采用美国Ltco制造的TC600氧氮分析以。夹杂物采用自动图像分析系统，系统有Leica MD4000正置式金相显微系统、LECD自动图像分析系统和PRICR自动载物台及其控制系统等组成。结果表明：

（1）EAF+AOD+LF原工艺生产310S耐热钢铸坯W（T[O]）达到0.0034%，小样电解夹杂物中W（（Cr₂O₃））和W（（FeO））较高。

（2）提高AOD还原炉渣碱度、LF进站用铝深脱氧和大流量搅拌等可以提高钢水洁净度。

（3）通过工艺优化，310S铸坯W（T[O]）控制在0.0025%，小样电解夹杂物降低了0.0119%，大型夹杂物数量减少了5.8%，钢中主要夹杂物由硅酸盐变为钙铝酸盐。

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