EAF LF VOD/VHD冶炼超级双相不锈钢工艺实践
介绍了抚钢超级双相不锈钢冶炼工艺流程，进行了VOD炉真空吹氧去碳、包底吹氮、二次造渣及喂线处理生产实践。研究表明，通过设定合理的吹氧、吹氮工艺，实现了低碳含量、准确氮含量的控制。通过在还原过程中调整合适的炉渣碱度，对钢液进行喂线处理，强化脱硫脱氧，从而改性夹杂物形貌，以确保钢液精准的化学成分及良好的纯净度控制，为热加工创造有利条件。
超级双相不锈钢；VOD； 冶炼工艺； 脱氧还原； 夹杂物双相不锈钢具有奥氏体(γ)和铁素体(α)两相组织，经过固溶处理后，两相比例φ(α)/φ(γ)约为50/50。因此，双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优良性能，例如，其具有奥氏体不锈钢优良的韧性和焊接性及铁素体不锈钢优良的抗晶间腐蚀和抗应力腐蚀性能。与普通双相不锈钢相比，超级双相不锈钢(如2507)合金含量更高，因此机械性能和耐蚀性能更优异，广泛应用于石油化工、海水淡化、核电、建筑等行业。然而，双相不锈钢中的奥氏体和铁素体两相变形行为不协调，导致其热塑性差，在热加工过程中裂纹极易沿着奥氏体和铁素体相界面快速扩展，严重影响其成材率。钢中的非金属夹杂物(包括氧化物和硫化物)对钢的热塑性、抗拉强度、疲劳强度、韧性以及耐蚀性能等均有非常不利的影响。超级双相不锈钢热塑性差，因此生产过程对钢中非金属夹杂物含量、尺寸和形貌等更敏感，要求其具有更低的氧、硫含量。中国超级双相不锈钢冶炼过程脱氧工艺由单一的硅脱氧逐步向硅铝复合脱氧转变，w(O)控制在0.004 0%以下难度较大，与国外先进水平具有较大的差距。例如，日本冶金(NYK)超级双相不锈钢的w(O)普遍控制在0.003 0%以下，芬兰奥托昆普(Outokumpu)超级双相不锈钢的w(O)更低至0.002 0%以下。另外，超级双相不锈钢要求超低碳和高氮含量，在冶炼过程中普遍存在碳含量和氮含量较难控制的问题。对于控氮，由于气相氮合金化控制精度差，生产中普遍需要额外加入氮化合金，然而氮化合金杂质含量很高，对钢液污染较为严重。因此，本文基于抚顺特殊钢股份有限公司(以下简称“抚钢”)超级双相不锈钢生产冶炼工艺，对超低碳吹炼工艺、气相氮合金化精确控氮、硅铝复合脱氧工艺和夹杂物变性处理等进行实践研究，旨在冶炼成分合格、纯净度良好的钢液，对超级双相不锈钢工业化生产具有参考意义。(1)通过设定合理吹氧参数，一次吹碳至w(C)≤0.005%，吹氧去碳后钢液w(O)控制为0.04%~0.06%。(2)通过对VOD吹氮过程的热力学计算并设定合适的动力学参数，确定了合理的吹氮模型，实现将w(N)稳定控制为0.27%~0.29%。(3)还原期采用二次造渣工艺生产，控制终渣碱度为3.41~3.81，强化用铝量为2.8~3.0 kg/t进行脱氧，软吹前喂硅钙线处理，实现w(O)≤0.003 5%，各类夹杂物小于1.5级，B类夹杂物小于1.0级。
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