管线钢中液态和固态夹杂物去除率对比.pdf
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1、通信作者:邵肖静(),女,博士,高级工程师;E m a i l:q q c o m;收稿日期:管线钢中液态和固态夹杂物去除率对比邵肖静(冶金工业信息标准研究院,北京 )摘要:为了比较液态和固态夹杂物的去除率,对比了管线钢冶炼过程中常见的四类典型夹杂物A lO、M g O A lO、C a O A lO C a S、C a O A lO在R H真空处理中的去除率.研究结果表明,钢液中的固态夹杂物比液态夹杂物更容易去除.为了得到液态夹杂物不易去除的原因,采用高温激光共聚焦扫描显微镜原位观察了C a O A lO夹杂物在 钢液中的行为.结果表明,该类夹杂物不易发生聚合长大,随着温度的降低,夹杂物的尺
2、寸进一步增加,其后被凝固基体捕捉.铸坯中大于等于 m的C a O A lO类夹杂物经轧制后延展就可以造成热轧板中大尺寸夹杂物超标.关键词:热轧钢种;夹杂物;生成;去除中图分类号:T F 文献标志码:A文章编号:()C o m p a r a t i v e o nr e m o v a l r a t eo f l i q u i dn o n m e t a l l i c i n c l u s i o n sa n ds o l i dn o n m e t a l l i ci n c l u s i o n s i np i p e l i n e s t e e lS H A OX
3、 i a o j i n gC h i n aM e t a l l u r g i c a l I n f o r m a t i o na n dS t a n d a r d i z a t i o nI n s t i t u t e,B e i j i n g ,C h i n aA b s t r a c t:I no r d e rt oc o m p a r et h er e m o v a lr a t e so fl i q u i dn o n m e t a l l i ci n c l u s i o n sa n ds o l i dn o n m e t a l
4、 l i c i n c l u s i o n s,t h er e m o v a l r a t e so f f o u r t y p i c a l i n c l u s i o n sA lO,M g O A lO,C a O A lO C a Sa n dC a O A lOi np i p e l i n es t e e l d u r i n gR Hv a c u u mt r e a t m e n tw e r ec o m p a r e d T h er e s u l t s s h o wt h a t s o l i di n c l u s i o n
5、 s i nm o l t e ns t e e l a r ee a s i e r t or e m o v e t h a n l i q u i d i n c l u s i o n s I no r d e r t o f i n do u t t h er e a s o nw h y l i q u i d i n c l u s i o n sa r ed i f f i c u l t t or e m o v e,t h eb e h a v i o ro fC a O A lOi n c l u s i o n s i nm o l t e ns t e e l a t
6、 w a s i n s i t uo b s e r v e db yh i g ht e m p e r a t u r ec o n f o c a l s c a n n i n gl a s e rm i c r o s c o p e T h er e s u l t ss h o wt h a tt h i sk i n do fi n c l u s i o ni sn o te a s yt op o l y m e r i z ea n dg r o w u p W i t ht h ed e c r e a s eo ft e m p e r a t u r e,t h
7、es i z eo ft h ei n c l u s i o nf u r t h e ri n c r e a s e s,a n dt h e ni ti sc a p t u r e db yt h es o l i d i f i e dm a t r i x T h eC a O A lOt y p ei n c l u s i o n s mi nc a s t i n gs l a bc a nc a u s et h el a r g es i z ei n c l u s i o n se x c e e d t h es t a n d a r d i nt h eh o
8、 t r o l l e dp l a t e K e yw o r d s:h o t r o l l i n gs t e e l;i n c l u s i o n s;f o r m a t i o n;r e m o v e目前,用户对钢铁厂生产的管线钢和车轮钢等热轧品种都提出夹杂物级别的要求.大尺寸夹杂物超标已成为当前困扰国内外中厚板企业的共同问题 .常识认为钢液中的液态夹杂物更容易上浮去除,因此,为了去除夹杂物,热轧钢种中常采用钙处理将夹杂物控制为低熔点的C a O A lO C a S系夹杂物.住友金属的研究表明,含C a、A l、S元素的夹杂物是H I C管线钢的裂纹源头,提
9、出应该控制夹杂物中合适的C a O、C a S和A lO组成.张卫华等对X 管线钢中夹杂物进行了研究,发现其中大尺寸夹杂物的主要成分为低熔点钙铝酸盐.宝钢在X 管线钢钢板中发现批量探伤不合,原因是成分为A l、C a和少量的S等元素的夹杂物沿轧制方向延伸和密集分布导致探伤不合.首钢管线钢中B类夹杂物研究 表明,该类夹杂物为w(A lO)的低熔点钙铝酸盐夹杂物,作者还认为优化钙处理后的软吹工艺可以促进夹杂物的上浮去除.为了解决高级别管线钢热轧钢板中大尺寸夹杂物超标的问题,先通过调整L F精炼工艺,得到炉含不同类型典型夹杂物的管线钢,炉典型夹杂物分别为A lO(少量M g O)、M g O A l
10、O(少量C a O)、C a O A lO C a S、C a O A lO(少量M g O),然后 年月第 卷 第期炼钢S t e e l m a k i n gA u g V o l N o 采用相同的R H精炼工艺,对比R H精炼过程中不同类型的固态和液态夹杂物的去除率,并采用高温激光共聚焦显微镜对液态夹杂物难以去除的原因进行了分析.试验方法试验选用商用X 管线钢,其主要化学成分为:w(C),w(S i),w(M n),w(A l),w(S),w(O).管线钢采用“铁水预处理转炉L FR H连铸”生产工艺,为了对比液态夹杂物和固态夹杂物的去除率,进行了炉X 管线钢的冶炼.通过L F精炼控
11、制不同氧化性程度的炉渣、调整钢渣反应时间、改变钙处理等方式控制炉R H到 站 夹 杂 物 分 别 为A lO(少 量M g O)(文中简称A lO)、M g O A lO(少量C a O)(文 中 简 称M g O A lO)、C a O A lO C a S、C a O A lO(少量M g O)(文中简称C a O A lO),采用相同的R H循环搅拌工艺,R H结束后进行取样.对R H进站和R H精炼结束钢液分别进行提桶取样.采用A S P E X扫描电镜对R H精炼到站和R H精炼结束夹杂物的粒径、数量等特征进行分析.试验结果及讨论 试验结果为了验证不同类型夹杂物在R H精炼过程中的去
12、除率,为夹杂物成分的控制提供理论依据,选择了管线钢冶炼过程中最常见的类典型夹杂物 A lO、M g O A lO、C a O A lO C a S、C a O A lO,对比R H精炼过程中的去除率.通过在L F精炼造不同氧化性程度的炉渣、控制精炼时间、调整L F结束钙处理等方式控制R H到站夹杂物的成分,从而得到以上类成分为主的典型夹杂物.采用A s e p x扫描电镜对炉R H进站试样中夹杂物进行成分分析,结果如图 a、图 a、图 a和图 a所示,图中红线区域为钢液中液态夹杂物成分区.图 a所示R H进站夹杂物主要为固态A lO夹杂物,由图中红线区域(液态夹杂物成分区)可知A lO在 为固
13、态夹杂物.图 a所示R H进 站 夹 杂 物 主 要 为M g O A lO.M g O A lO作为高熔点夹杂物,在钢液中为固态夹杂物.图 a所 示R H进 站 夹 杂 物 主 要 为C a O A lO C a S,由图中红线区域可知C a O A lO C a S既有固态夹杂物又有液态夹杂物.图 a所示R H进站夹杂物主要为C a O A lO,由图中红线区域可知C a O A lO类在钢液中多为液态夹杂物.将采用相同R H工艺搅拌去除夹杂物后的试样进行A s e p x扫描电镜分析,结果如图 b、图 b、图 b和图 b所示.由于每个试样扫描的面积不同,为了对比类夹杂物的去除效果,对A
14、s p e x扫描电镜分析的数据进行数据处理.首先,根据每类夹杂物不同粒径的数量占比等效计算出 mm面积内不同粒径夹杂物的数量.其次,根据式()计算出类夹杂物在不同粒径范围内的实际去除率,结果如图所示.再次,由于不同粒径范围内的夹杂物数量占比不同,为了考虑数量的影响,根据式()图A lO(少量M g O)夹杂物A s p e x扫描电镜结果F i g A s p e xS E Mr e s u l t so fA lO(as m a l l a m o u n t o fM g O)i n c l u s i o n s第期邵肖静,等:管线钢中液态和固态夹杂物去除率对比图M g O A lO(
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