SUS405是一種低合金耐熱鐵素體不銹鋼,，屬環(huán)保節(jié)能型鋼鐵材料，可用于鍋爐和環(huán)保設(shè)備以及石化行業(yè)抗高溫硫腐蝕設(shè)備的制造,，代替部分奧氏體不銹鋼,，因其價(jià)格優(yōu)勢，具有一定的市場前景,。

鋁作為SUS405的合金化元素保證鋼種的耐熱性,，為保證鋁的收得率，就要提高鋼水的氧含量要求,，以及解決連鑄過程可能引起的水口“結(jié)魚”等問題。SUS405從冶煉到連鑄生產(chǎn)工藝方面的文獻(xiàn)報(bào)道較少,，因此開發(fā)利用GOR爐+LF爐工藝低成本冶煉SUS405耐熱鐵素體不銹鋼,，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

根據(jù)鋼種特點(diǎn),，結(jié)合裝備條件，對(duì)SUS405的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)：高爐鐵水→“三脫”站處理→GOR爐冶煉→鋁合金化→LF爐精煉→全程保護(hù)澆鑄,。

為保證鋼的力學(xué)性能和耐熱性能,，SUS405耐熱鐵素體不銹鋼熔煉成分設(shè)計(jì)如表1所示，對(duì)碳氮含量,、鋁含量,、夾雜物控制水平要求高，冶煉工藝條件苛刻,。必須解決的問題有：低碳氮不銹鋼冶煉的實(shí)現(xiàn)及成本控制,；低碳氮不銹鋼的脫氧、夾雜物控制,；成品鋁含量的保證等,。

表1 SUS405熔煉成分控制標(biāo)準(zhǔn)

注：表中所列成分除標(biāo)明范圍外，其余均為最大值,。

SUS405采用全鐵水冶煉,，冶煉前期,，由于鐵水含碳量較高，供氧強(qiáng)度是碳氧反應(yīng)的限制環(huán)節(jié),，因此提高頂槍供氧強(qiáng)度,，逐步調(diào)整槍位，快速脫碳升溫,，為后續(xù)低碳區(qū)脫碳提供合適的溫度，同時(shí)縮短冶煉周期,。當(dāng)碳含量脫至目標(biāo)值,，溫度合適后，停止頂吹,，繼續(xù)底吹吹煉,。

在確保生產(chǎn)節(jié)奏的前提下，脫碳后期,，增加一個(gè)脫碳子階段以進(jìn)行超低碳區(qū)脫碳,，適當(dāng)提高該階段的氧氬比，在脫碳的同時(shí)避免鉻元素的大量氧化,，脫碳目標(biāo)控制為[C]≤0.05%,，下表2為優(yōu)化的GOR爐冶煉SUS405的參考供氣模型。

表2 GOR爐冶煉SUS405不銹鋼脫碳參考供氣模型

SUS405碳含量約為0.03%,，根據(jù)碳氧平衡原理勢必造成鋼水中氧含量比一般不銹鋼高（普通不銹鋼[C]約0.05%）,，鋁作為該鋼種重要的合金化元素，對(duì)鋼中氧含量要求極高,，必須實(shí)現(xiàn)深脫氧,，否則鋁合金化時(shí)，容易產(chǎn)生高熔點(diǎn)的鎂鋁尖晶石夾雜物,，不僅影響鋼水澆注,，還易在后續(xù)軋制鋼帶的表面產(chǎn)生缺陷。

SUS405鋼種僅靠硅鐵脫氧,，不僅增加成本,，而且增加渣量，降低爐渣堿度,，弱化去除夾雜的能力,。采用硅、鋁復(fù)合脫氧并扒除還原渣,，不僅能完成深脫氧而且還能盡可能的避免Al2O3,、MgO·A2O3等高熔點(diǎn)夾雜物對(duì)鋼水的污染。

鋁具有極強(qiáng)的還原性,，高溫易氧化,，為保證鋁的收得率,，經(jīng)試驗(yàn)最終采用GOR出鋼前在鋼包加入鋁，鋼水終點(diǎn)氧含量≤15ppm的情況下,，鋁的收得率約為65%,，但因不銹鋼LF精煉及弱吹氬時(shí)間長，存在鋼中鋁含量隨時(shí)間降低的情況,，若LF精煉后期鋼中鋁含量低,，由于鋼包渣層較厚，很難通過加鋁?；蛭逛X線等方式提高鋁含量,，所以在出鋼合金化時(shí)一定要充分考慮出鋼至開澆時(shí)間，保證最終的鋁含量,。

連鑄工藝控制方面,，采用全程保護(hù)澆注，單獨(dú)組織生產(chǎn),。大包至中間包采用長水口并進(jìn)行氬封保護(hù)澆注,，要求長水口插入中間包鋼水中≥100mm，必須垂直于剛液面,。其作用是把主流與空氣隔開,，避免鋼水裸露和飛濺造成二次氧化，減少鋼中增氧和溫度損失,。中間包內(nèi)加覆蓋劑使鋼水與空氣隔離,，并起到吸附夾雜和隔熱保溫的作用。結(jié)晶器加入專用保護(hù)渣,，同樣起到保溫和防止二次氧化的作用,，良好的保護(hù)渣是鑄坯表面質(zhì)量的前提。

試制鑄坯斷面規(guī)格為200×1520mm,，對(duì)其內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測分析。按照GB/T266-2015要求,，進(jìn)行取樣,，保證是試樣檢驗(yàn)面的粗糙度，按照標(biāo)準(zhǔn)中的熱酸侵蝕法對(duì)所取低倍試樣進(jìn)行侵蝕,，低倍組織如下圖1所示,。根據(jù)YB/T4003-1997對(duì)低倍組織進(jìn)行評(píng)定，中間裂紋0級(jí),，中心偏析C0.5級(jí),，中心疏松0.5級(jí)，等軸晶粒46%,，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制較好,。

圖1 SUS405鑄坯低倍組織

經(jīng)后續(xù)熱軋后,，鋼帶成品厚度為3.5mm，經(jīng)檢測夾雜物主要以B類和D類為主,，級(jí)別不超過1.0級(jí),，如下表3所示。

表3 夾雜物檢測結(jié)果

厚度規(guī)格3.5mm的SUS405退火鋼帶力學(xué)性能如下表4,，符合用戶使用要求,。

表4 力學(xué)性能