AISI 431不锈钢生产过程夹杂物转变机理

炼钢和模铸过程中形成的大尺寸夹杂物对钢材的冶金质量有着重要的影响,国内某钢铁企业生产的AISI 431不锈钢棒材存在严重的缺陷,经显微分析后发现缺陷处主要为大尺寸的氧化物夹杂,为了分析钢中大尺寸夹杂物的来源,基于全流程取样分析对其生产过程中夹杂物的转变机理进行了研究,利用欧波同夹杂物全自动分析系统OTSInca和商业热力学软件FactSage 8.2对不同工序的钢中夹杂物进行了检测和分析.结果表明,AOD末期钢液中夹杂物主要为SiO2含量高的CaO-SiO2-Al2O3复合夹杂物,在LF初期完成铝脱氧之后转变为尖晶石和铝酸钙.在模铸工序结束后,经分析发现钢中的酸溶铝含量明显下降,钢中新出现了大尺寸的Al2O3夹杂物和含Na、K的硅系复合夹杂物,其中A12O3夹杂物源自模铸过程中钢液注流与空气接触后新发生的铝氧反应,而含Na、K的硅系复合夹杂物来自于保护渣的卷入.在后续的加工过程中,在轧制应力的作用下2类夹杂物的最大尺寸进一步增大,Al2O3沿着轧制方向呈长线状,而含Na、K的硅系复合夹杂物则有所变形、破碎.对经探伤定位得到的缺陷样品进行分析,进一步验证了这2类大尺寸夹杂物会直接导致棒材探伤不合.最后,本研究提出从减少注流暴露时间、合理控制浇注过程供气强度、铸模流场设计优化和LF末期软吹氩时间与强度的控制等几个方面考虑工艺改进.