200系列不锈钢脱磷工艺研究摘要研究了200系则不锈钢氧化脱磷丁艺和还原脱磷丁艺，分析研究了碳的影响和碱度的影响，结果表明：采用还原法脱磷，可有效的提高脱磷率。关键词200系列不锈钢；脱磷；碱度中圈分类号TJT64+.1文献标志码A文章编号200系列不锈钢是在20世纪40年代，由于謀资源的缺乏，美国开发的以钮代傑的奥氏体不锈钢，由于It成木较低，我国江浙带的大型民营企业和部分国有企业纷纷开展200系列不锈钢的生产，主要采用传统的中频炉、电弧炉+AOD冶炼工艺，按照该种工艺路线冶炼的不锈钢，磷含量都在0.30以上，钢液的冶金反应不足，无法有效的进行•脱磷。由磷元素带人的夹杂物等杂质难以排除，对不锈钢铸件的力学性能，微观组织产生很大的影响。本研究在不锈钢熔炼过程中加入精炼剂，通过控制冶炼过程的动力学、热力学条件，使精炼剂在控制条件下与钢液进行充分的物化反应，达到脱磷的目的，改善材料微观组织是一种简便、易行的方法。1成分设计不锈钢的脱碳精炼是一个碳、氧竞争的氧化过稈川。其冶炼的主要LI的址降碳保珞。传统的氧化脱磷法，主要按照卜式进行反应：[P]+5/2(FeO)+3/2(Ca0)=l/2[c83(P04)：]+5/2[F平衡常数：lf』p=51875/T‘-33-16c0=■-204450+83.55T不锈钢不同于传统的碳钢和低合金钢的氧化脱磷.不锈钢在氧化脱磷的同时述存在如下反应：『cr]+3/40=l/2(Cr,O,)△co=—553700-h170.34因此，不锈钢氧化脱磷的关键是解央脱磷保辂的矛盾•研究表明，当采用氧化法对不锈钢进行脱磷时，当氧含帚大于最高氧位，钢屮珞的氧化帚将人人增加”3。因此，不锈钢的氧化脱磷应是弱氧化脱磷。还原脱磷法始丁7975年…，ESR法使用Ca-CaF：渣系，不仅可以脱氧和脱硫，还可以脱磷和脱氮，脱磷反应上要按照下式进行：3Ca(g)+2[P]=Ca3P23[Ca]+2[P]=Ca,R2007(s)-0499—02△P=—142800+22.5T在相同温度范围内，Ca(S)+l/202=cao△P=—151500+24.1T可见，钙与氧的亲和力＞钙与磷的亲和力，但用ca基渣系作脱磷剂时，碳含屋是影响不锈钢还原脱磷过稈的一个重耍因素，当加入含ca脱磷剂.ca在脱磷的同时，也有可能和碳作用牛成CaC：,即发牛[P]和[C]竞了•夺C8的反应。不锈钢还原期脱磷的条件为：碳、氧含量足够低时，对增加住与磷的亲和力，显然在还原期脱磷必须将钢液充分脱氧。为了佇效进行脱磷，国外开发研究了降低CasP2和P•活度的渣系，采用廉价的钙原料代替金属钙，即用CaC：•CaF2系渣nJ以进行脱磷，但由于CaC：的增碳作用，这一系列渣训未在不锈钢精炼中得到应用，因此在还原期脱磷采用如下措施。①将温度控制在1500qc左右，使Ca—P的亲和力大±Ca—O的亲和力；②采川强脱氧剂降低氧含量；③利用sj控制磷的活度；④碱度控制在2—3之间。设计思路：A、采用微氧化法脱磷；B、反应初期加入si、ca合金一caF2系精炼剂，将氧分压(成分)降低到极低水平，为钙的还原期脱磷创造条件，然后进行还原期脱磷。主要加入元索：ca、si、稀十.，Si可提高钙在钢屮的溶解度，町提高屮温下的反应速度。2试验方法用200系不锈钢进行还原脱磷和弱氧化脱磷对比试验。不锈钢原始成分、脱磷剂成分如表1、表2、表3。试验是在现场工艺条件卞进行，采用2t中频感应炉冶炼，钢包吹氮30s后浇注电极棒，在1150*CX(2—3)h热轧、酸洗后冷轧。试验选取了同1炉钢水浇注成两个钢包，将两种成分的脱磷剂预热斤分别放入两个钢包底部，黑冲人钢液的流动冲击搅拌，使脱磷剂与钢液充分混合，试验温度在150()C片右,试验过程见图1。收稿日期：2007414—10棊金瘵屠简莽彳皮糜巍技婆茨理同彳色傘用生M橄酸研究生。中北大学，宁菠(315103)。电话：0574—87909353,E—mail：ehe厕9992,126,船方法，提高脱磷率并不明显。CaOCaF«a—Si氟硅酸讷纯幽aC稀十•及其他10—3100——3200—40—410一1424——163试验结果与讨论试验在相同试验条件下进行，但脱磷率明显不同，用弱氧化脱磷的效果要明显低于还原脱磷的效果，其成本是还原脫磷的5.8倍，两种脫磷技术的工艺性相为,均可采用钢水色直接浇注的方法，结果见图2、表4。表4脱磷率对比结果圈2两种脱磷工艺比较3.1碳的影响分析研究表明，不锈钢的氧化脱磷率与［C］含量有直接关系，图3列出了C...