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教你怎样,提高了该种不锈钢的抗腐蚀性能

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-19  浏览次数:18 选择视力保护色:

[摘要]  中华不锈钢网进行了报道:在研制中不仅提高了铁素体不锈钢的抗腐蚀性能,而且也加强了其可加工性。其中FW1铁素体不锈钢就具备

  中华不锈钢网进行了报道:在研制中不仅提高了铁素体不锈钢的抗腐蚀性能,而且也加强了其可加工性。其中FW1铁素体不锈钢就具备了高耐腐蚀、低铬以及低间隙等特性,在含14%铬含量的基础上添加了锡含量,使其达到18%含铬量所具备的抗腐蚀性,不但能在降低铬含量的基础上保持高耐腐蚀性能,同时也提高了其加工性,而且能依照不同的用途来降低其成本制作。而采用添加“锡”含量的铁素体系不锈钢生产工艺新研发的“NSSCFW2”不锈钢,具有优越的成形加工性,该产品适用于厨房设备、电器设备、器皿以及建材等各个领域上。
  
  而大多会认为“锡”是钢铁中的有害元素,但是“锡”是以中间相和固溶形式存在于钢铁之中,来起到增加钢的抗拉强度以及硬度的作用,从而降低其冲击值和冲拉性能,但是对于低碳钢的加工性能存在不好因素,也就是引起刚脆性的原因之一。不过在AISI 304 和AISI 316中等奥氏体不锈钢中,在Cu和Sn相互协同下,使得不锈钢能在稀硫酸和有机含氯酸的环境下起到很好地额耐腐蚀作用。实验证明,随着锡含量的不断增加,能降低腐蚀的速度,因此含锡钢具备较高的抗锈性能,同时也证明了在Sn、Cu、Sb的相互协调下会形成氧化层,从而起到很好的抗腐蚀作用。
  
  夹杂物是2205热轧生产过程中边裂缺陷产生的一个重要的影响因素,因此通过分析研究2205双相不锈钢冶炼过程全氧含量和夹杂物,找出钢水中全氧含量的变化规律及夹杂物的产生原因,对于合理控制钢中的全氧含量和夹杂物、提高2205双相不锈钢的冶金质量及使用性能,具有十分重要的意义。
  
  1、冶炼条件和研究方法
  
  2205双相不锈钢冶炼以合金和废钢为原料,在电炉经过熔化处理后,直接兑入AOD炉进行冶炼。AOD转炉采用FeSi合金进行还原操作,AOD脱硫阶段加入铝块和石灰来脱硫。AOD工序处理完毕后,到LF炉进行精炼。由于2205双相不锈钢合金量大,钢水中溶解氧含量高,因此在LF精炼过程中喂铝线进行深脱氧,然后加入硅钙线进行钙处理。LF精炼过程加入一定量的CaO和CaF2造渣,精炼渣二元碱度控制在2.3-2.5左右;底吹氩气量控制在0.15-0.20m3/min之间,当成分和温度达到要求后,将钢液运至连铸平台进行浇铸。本次试验,2205双相不锈钢的化学成分见表1所示。
  
  表1:2205双相不锈钢化学成分%
  
  C
  
  Si
  
  Mn
  
  P
  
  S
  
  Ni
  
  Cr
  
  Mo
  
  N
  
  ≤0.02
  
  0.4-0.5
  
  1.1-1.3
  
  ≤0.03
  
  ≤0.001
  
  5.1-5.3
  
  22.2-22.4
  
  3.0-3.1
  
  0.16-0.17
  
  对1个浇次的连续2炉钢进行工业实验,本次试验在AOD还原后、AOD脱硫后、LF精炼末期以及中包浇铸末期进行取样,在每个工位取球拍样。所取球拍样用来进行夹杂物观察和全氧含量检测,用扫描电镜观察夹杂物形貌,用电子探针确定夹杂物成分。同时在AOD还原后、AOD脱硫后、LF精炼末期取渣样,通过渣样结果分析各个工序夹杂物的成因。
  
  2、结果及分析
  
  2.1、冶炼过程全氧含量的变化
  
  中华不锈钢网进行了报道:通常,钢的总氧含量反映了钢中总体氧化物洁净度水平。总氧含量低,表明钢中氧化物夹杂较少,洁净度较高。在AOD-LF-CCM过程,全氧含量的变化如图1所示。从图1中可以看出,随着AOD冶炼、LF精炼和连铸过程的进行,钢水中全氧含量呈逐渐减小的趋势。2205双相不锈钢在AOD的冶炼过程中有相当数量的铬被氧化进入炉渣。因此AOD还原阶段采用硅铁进行还原操作,目的是还原渣中被氧化的铬以及降低钢水中的氧含量,还原后钢水中的全氧含量降低到182ppm;AOD脱硫阶段通过加入铝块和石灰来脱硫。铝块的加入使钢水中全氧含量又有所降低,为97ppm;LF精炼过程中喂铝线进行深脱氧,然后加入硅钙线进行钙处理;随着吹氩搅拌的进行,钢水中的大型夹杂物不断上浮被炉渣吸附,小型夹杂物不断碰撞、长大、上浮,被炉渣吸附,钢水中全氧含量降低明显,到LF精炼末期为36ppm;到连铸中包,中包覆盖剂也起到吸附夹杂物的作用,全氧含量有少量下降,到中包浇铸末期为32ppm。
  
  2.2、冶炼过程夹杂物尺寸和数量的变化
  
  随着AOD冶炼、LF精炼和连铸过程的进行,夹杂物尺寸和数量的变化如图2所示。从图中看出,随着冶炼过程的进行,钢水中夹杂物总数和尺寸都是不断减小的。AOD还原后和脱硫后,钢水中存在大于50μm的夹杂物,夹杂物数量也较多;LF精炼末期,钢水中没有大于50μm的夹杂物,这说明LF精炼处理对去除较大颗粒夹杂物是十分有利的。到连铸中包浇铸末期钢水中夹杂物数量进一步减少,尺寸都小于20μm。
  
  2.3、冶炼过程夹杂物的类型
  
  根据AOD还原后、AOD脱硫后、LF精炼末期和连铸中间包浇铸末期取样,分析试样中典型夹杂物形貌和类型可以得出,AOD还原后和脱硫后这两个阶段的夹杂物类型主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO,LF精炼末期和连铸中包浇铸末期夹杂物类型主要为CaO-Al2O3-MgO-SiO2。
  
  2.4、冶炼过程不同工序夹杂物成因分析
  
  为AOD-LF冶炼过程夹杂物成分变化(质量分数)。从图中看出,AOD还原后和AOD脱硫后钢水中的夹杂物类型为CaO-SiO2-Al2O3,而且颗粒较大、成分趋近于炉渣成分,并含有一定量的MgO。这些现象出现在强烈搅拌的AOD还原和脱硫期,很可能与卷渣现象有关。从图3(c)可以看出,LF精炼后钢水中的夹杂物成分和LF精炼过程中的炉渣成分完全不同。跟AOD处理过程相比,LF精炼后夹杂物成分中Al2O3和MgO含量明显上升,夹杂物的类型变化为CaO-Al2O3-MgO-SiO2,分析跟LF精炼阶段铝深脱氧和钙处理工艺有关。LF精炼过程中喂入铝线后,Al和钢水中的溶解O形成Al2O3夹杂物,Al2O3夹杂物和MgO很容易形成Al2O3-MgO尖晶石类夹杂物,夹杂物尺寸较小。随着钙处理的进行,钢水中会发生以下反应:
  
  y(MgO-Al2O3)+x[Ca]=(xCaO-yAl2O3)+y[Mg] (1)
  
  [Mg]+[O]=(MgO) (2)
  
  [Si]+[O]=(SiO2) (3)
  
  因此LF精炼末期,钢水中夹杂物的类型为CaO-Al2O3-MgO-SiO2。到连铸中包后,上述反应继续进行。随着置换反应的不断进行,内部MgO-Al2O3越来越小,外面的xCaO-yAl2O3变得越来越厚。由于液态相(xCaO-yAl2O3)低的表面张力夹杂物就会变成球形。在更高的倍数下观察连铸中包浇铸末期典型夹杂物形貌,可以看出连铸中包浇铸末期的夹杂物有两层组成,外层为CaO-Al2O3-SiO2,内部为Al2O3-MgO。
  
  从以上分析得出,2205双相不锈钢冶炼过程中不同工序的夹杂物成因主要有两个方面:①强烈搅拌的AOD还原和脱硫期,钢水中的夹杂物与卷渣现象有关,这些夹杂物尺寸较大;②LF精炼阶段产生的内生夹杂物,这些夹杂物尺寸较小。因此可以采取有效措施,控制钢水中夹杂物的危害。
  
  (1)增加LF弱吹时间,保证钢水中的大型夹杂物不断上浮被炉渣吸附,小型夹杂物不断碰撞、长大、上浮,被炉渣吸附。
  
  (2)增加LF炉喂入钢水中的硅钙线数量,使MgO-Al2O3夹杂物完全变性。
  
  3、结论
  
  (1)随着AOD冶炼、LF精炼和连铸过程的进行,2205双相不锈钢钢水中全氧含量呈逐渐减小的趋势,到中包浇铸末期为32ppm。
  
  (2)随着冶炼过程的进行,钢水中夹杂物总数和尺寸都是不断减小的。AOD还原后和脱硫后,钢水中存在大于50μm的夹杂物,夹杂物数量也较多;LF精炼末期,钢水中夹杂物以小于50μm的夹杂物为主;到连铸中包浇铸末期钢水中夹杂物数量进一步减少,尺寸都小于20μm。
  
  (3)AOD还原后和AOD脱硫后钢水中的夹杂物类型为CaO-SiO2-Al2O3-MgO,跟炉渣成分基本一致;随着LF精炼过程的进行,夹杂物的类型变化为CaO-Al2O3-Mg0-SiO2,与铝脱氧和钙处理工艺有关;连铸中包浇铸末期的夹杂物有两层组成,外层为CaO-Al2O3-SiO2,内部为A2O3-MgO。中华不锈钢网进行了报道

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