409 不銹鋼冷板表面缺陷與煉鋼工藝相關性的分析與研究

張春亮

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司， 山西 太原 030003）

409 鐵素體不銹鋼是公司重要的拳頭產品，市場占有率較高，用戶評價較好，但在實際生產過程中，由于過程工藝控制的不合理，會造成軋制冷板表面出現缺陷，產生降級品或廢品，影響用戶的使用感知及產品成材率。本文研究了409 冷板表面缺陷的主要特點，以及缺陷與煉鋼工藝控制情況的對應性，并系統提出了降低煉鋼造成的缺陷不合率措施。

1 409 冷板表面缺陷分析

409 冷板表面缺陷主要有夾雜、重皮等煉鋼缺陷以及熱坑疤、擦疤、劃傷、粗糙、輥印等軋制缺陷。

根據現場實物取樣分析結果可知，分析的68 個試樣中，8 個試樣中發現煉鋼夾雜，其余為Fe-Cr 氧化物，沒有煉鋼夾雜物。

根據分析結果，缺陷處部分是由于煉鋼過程產生的夾雜造成的，部分是在軋制過程中，因加熱氧化產物未除盡壓入基體而形成的。

2 409 冷板初判不合與煉鋼工藝的對應性分析

初判不合卷對應連鑄鑄坯號如圖1 所示。

圖1 409 初判不合與連鑄坯號的關系

由圖1 分析可知，頭尾坯軋制卷的初判不合比例較低，因頭尾坯生產過程中工藝不穩定，對鑄坯表面要全部修磨，且部分頭尾坯根據情況改軋熱軋板。講統計出的263 卷初判不合的冷板對應至煉鋼連鑄坯中，發現有4 塊無修磨，其余鑄坯均修磨。因修磨工藝是根據鑄坯表面質量判定等級情況來決定的，現場生產一般將鑄坯分成四級，即A 級最好，B 級、C級次之，D 級最差。判定為C、D 級的鑄坯是需要全部修磨的，B 級需進行局部修磨，A 級為無修磨。缺陷卷對應的A 坯占比為2.81%，D 坯占為11.56%。

409 初判不合卷與煉鋼潔凈度（主要是鋼中w（O））的關系分析如圖2 所示。

圖2 初判不合卷與鋼中w（O）的關系

由圖2 可知，鑄坯w（O）的高低表征某月該類產品的控制水平，通過逐月分析鋼中w（O）與后部冷板表面質量判定的關系可以得知，w（O）的高低與整體的初判不合趨勢沒有直接的對應關系。

3 降低煉鋼造成的缺陷不合率措施

提高鋼水潔凈度，降低鋼中w（O）是改善因夾雜造成表面缺陷的主要措施。

3.1 提高鋼中w（Al）

調整鋼中w（Al）的目的主要有兩個，一是為提高鋼中Al 活度，降低Ti 的燒損；二是為降低鋼中平衡w（O）。通過理論計算實際冶煉條件下鋼中Al、Ti 元素吉布斯自由能的關系，得到的結果如圖3、圖4 所示。

圖3 鋁鈦氧勢圖

圖4 實際冶煉條件下鋼中Al、Ti 元素吉布斯自由能的關系

從圖3 可知，在w（Al）、w（Ti）相同情況下，鋁優先與氧發生反應，鋁就可以實現防止鈦的氧化。從圖4 可以看出，鋼中w（Al）為0.01%～0.05%，w（Ti）含量為0.1%～0.25%時，由于鋼中Ti 的氧化性要高于Al的氧化性，且隨著w（Al）、w（Ti）的增加，Al 的氧化性增加幅度要大于Ti，即提高鋼中的w（Al）可以降低鋼中Ti 的燒損。

1 月—12 月409 鋼中調整工藝前后鋼中w（Al）的變化情況，如圖5 所示。

圖5 調整工藝前后鋼中w（Al）的變化情況

現場對409 鋼中的w（Al）從3 月份開始整體增加，由0.035%增加到了0.048%。

3.2 鈦合金化工藝的優化

在分析鈦線合金化過程存在的增氧問題時，提出了鈦線前移工藝試驗，目的是在后續工序中能有足夠的時間去除喂線過程中增加的w（O），優化前后的工藝情況如下所述。

常規工藝：LF→送電化渣微調成分→中攪5 min →根據節奏送電升溫調整溫度→喂鈣線→喂鈦線→中攪5 min→弱攪拌15 min。

鈦線前移優化工藝：LF→送電化渣微調成分→喂鈦線→中攪5 min→節奏送電升溫調整溫度→中攪5 min→弱攪拌15 min。

從調整后的分析結果看，在弱攪前鋼中w（O）有降低趨勢，表明鈦線提前后，使鋼中夾雜物有了充分上浮的時間。

3.3 鋼中w（O）控制情況

1 月—12 月期間，409 不銹鋼冷板大生產中包取樣爐次平均w（O）情況如圖6 所示。

圖6 1 月—12 月409 不銹鋼冶煉過程中平均w（O）

通過采取提高鋼中w（Al），優化鈦合金化工藝等措施，有效降低了鋼中的w（O），使鋼中w（O）整體降低約13×10-6。

4 結論

1）通過分析409 冷板缺陷特點，得出其主要產生原因為軋制過程產生的缺陷所導致，但也有部分是由煉鋼過程中夾雜物造成的。

2）分析煉鋼煉制坯質量與初判不合的關系，判定等級較差的鑄坯生產冷板的缺陷比例較等級較好的要高。

3）提高鋼水潔凈度，即降低鋼中w（O）是降低夾雜物缺陷的有效措施，研究表明通過提高鋼中w（Al）、優化鈦合金化工藝可使鋼中w（O）整體降低約13×10-6。