2205 双相不锈钢冶炼过程全氧及夹杂物分析

2205 双相不锈钢约占双相钢总产量的 80%左右，由于其双相组织的特点而具有较高的强度、
较好的焊接性能和抗腐蚀性能，广泛应用于船舶、石油、化工和建筑等领域。

2205 双相不锈

钢好的冶金质量是保证其力学性能和表面质量的前提。据报道，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%

　　≤0.0

　　0.4-

0.5

　　1.1-

1.3

　　≤0.0

　　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

　　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