杨裕忠, 张华, 刘成松, 王勇, 黄磊, 倪红卫
304不锈钢常用硅铁合金进行脱氧,然而,这种硅铁合金通常含有一定量的铝,导致夹杂物中Al2O3含量增加,并促进尖晶石夹杂物的形成。实际工艺中,完成脱氧后常进行钙处理。因此,在进行稀土处理时需要考虑钙处理对稀土的影响。通过工业生产试验,采用系统取样、SEM-EDS检测、热力学计算等手段,研究了稀土处理、钙处理以及钙处理后再进行稀土处理工艺对304不锈钢夹杂物的影响规律和机理,并与未进行合金化的工艺进行了对比。通过热力学计算重点分析了不同钙含量对稀土夹杂物Ce2O3和Ce2O2S形成的影响。研究结果显示,在未进行钙和稀土处理的正常条件下、稀土处理条件下、钙处理条件下、钙处理后再进行稀土处理条件下,精炼后钢中典型夹杂物分别为Al2O3-SiO2-MnO(+MnS)、(Ce, La)2O2S+(Ce, La)2O3-Al2O3-SiO2、Al2O3-SiO2-CaO和(Ce, La)2O2S+(Ce, La)2O3-Al2O3-SiO2-CaO类夹杂物。连铸坯中典型夹杂物分别为Al2O3-SiO2-CaO-MnO(+MnS)和MgO·Al2O3、(Ce, La)2O2S+(Al2O3)-SiO2-(Ce, La)2O3、Al2O3-SiO2-CaO-MgO(+MnS)、(Ce, La)2O2S+Al2O3-SiO2-CaO-MgO-(Ce, La)2O3类夹杂物。精炼后,稀土处理显著增加了夹杂物密度,对夹杂物平均尺寸影响较小,而钙处理后再进行稀土处理相比于单独钙处理,夹杂物密度略有增加,平均尺寸变化不明显,稀土处理后夹杂物的尺寸则很大程度上继承了母体夹杂物的尺寸。从精炼到连铸坯过程中,Heat 1、Heat 2、Heat 3、Heat 4夹杂物数量密度分别降低了53.8%、56.7%、52.0%和31.1%,夹杂物平均直径分别增长了29.3%、23.3%、56.1%、43.3%。此外,钙处理和稀土处理均能有效降低夹杂物中Al2O3的含量,防止MgO·Al2O3的生成。热力学计算结果表明,随着钙含量的增加,钢液中稀土夹杂物Ce2O3的形成受到抑制,而Ce2O2S的形成受到的影响不大。