LD_LF_CC工艺生产的82B钢铸坯洁净度研究_汪庆国.pdf
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1、第 卷第 期 年 月 中国冶金 ,工艺生产的 钢铸坯洁净度研究汪庆国,李京社,唐海燕,王宏斌,宁晓钧(北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 ;宣化钢铁集团有限责任公司,河北 张家口 )摘要:采用加入示踪剂、对铸坯进行系统取样与实验室综合分析相结合的方法,对 工艺生产的 钢铸坯中、显微夹杂物和大型夹杂物数量和粒径分布以及成分类型进行了系统研究。结果表明:铸坯中 和显微夹杂物数量的平均值分别为 和 个,铸坯中 和 的夹杂物分别占显微夹杂物总数的 和 ,显微夹杂物的类型主要为复合氧化物类和由复合氧化物和硫化钙构成的复合夹杂物。铸坯中大型夹杂物含量差别很大,大于 的夹杂物占大多数,大型夹杂物的形成与钢
2、包耐火材料侵蚀和中间包卷渣有关。关键词:钢;洁净度;夹杂物;耐火材料侵蚀;卷渣中图分类号:文献标志码:文章编号:(),(,;,):,:;作者简介:汪庆国(),男,硕士;:;收稿日期:减少和控制钢中夹杂物的数量、大小、形态和分布是 钢生产过程中的关键技术之一,本课题组在宣钢第一炼钢厂以 工艺条件为基础,进行 钢铸坯洁净度的研究。通过对一个浇次中的炉钢的铸坯进行系统取样,分析铸坯中夹杂物的数量、大小、组成和类型以及来源和变化规律,对铸坯的洁净度进行了系统的研究。钢铸坯洁净度的研究方法 工艺流程 方坯生产的工艺流程是:铁水预脱硫 转炉 钢包炉精炼 八流连铸形中间包铸坯。转炉铁水装入量为平均每炉 ,每
3、炉平均加入 废钢,转炉的实际容量平均为 。钢包炉精炼周期平均为 ,每炉钢在软吹前喂入钙硅线 ,在喂线后立即进行软吹,软吹时间平均为 。中间包实际容量为 ,在浇注过程中中间包内只使用了形挡墙,未使用湍流控制器和挡坝挡墙。中间包 形挡墙一侧的个水口从中间流到边部流依次编号为、号水口。采用弧形连铸机浇铸,铸 坯断面为 ,平均拉坯速度为 。第 期汪庆国等:工艺生产的 钢铸坯洁净度研究在第炉钢铸坯凝固末端使用电磁搅拌。选取个浇次炉钢中的第、和第炉共炉钢作为研究对象,每炉钢方坯的化学成分见表。表各炉钢方坯的平均化学成分(质量分数)炉次 目标值 平均值 研究方法)加入示踪剂追踪夹杂物的来源。示踪剂的加入方法
4、是:在所选炉钢的钢包精炼渣和中间包覆盖剂中分别加入渣量的 和 ,在中间包涂料中配入的。)在五炉钢的流铸坯上进行取样。具体的取样方法是:第炉钢取头坯,在第和第流铸坯上取样,分别编号为和;第、炉钢取正常坯,其中第炉钢在第、和第流铸坯上取样,分别编号为、,第、炉钢都只在第和第流铸坯上取样,编号分别为、和、;第炉钢取尾坯,在第和第流铸坯上取样,分别编号为和。对每炉钢在 进站、喂线前和 出站时的精炼渣进行取样,对中间包覆盖剂和结晶器保护渣的原料进行取样。)多种分析方法结合分析铸坯中夹杂物数量、尺寸、形貌、成分和类型。用金相显微镜对金相样中显微夹杂物数量和尺寸分布进行统计;用大样电解法对铸坯样中大型夹杂物
5、含量和粒径分布进行分析;用扫描电镜和电子探针对显微夹杂和大型夹杂的形貌和成分进行分析;用化学分析方法对炉渣成分和钢样中氧氮质量分数进行分析。表是第和第炉钢在精炼阶段前中后期精炼渣的化学成分,表是中间包覆盖剂原料和结晶器保护渣原料的化学成分。表第和第炉钢钢包精炼渣成分变化 炉次取样位置化学成分(质量分数)进站 喂线前 出站 进站 喂线前 出站 表中间包覆盖剂和结晶器保护渣原料的化学成分 原料化学成分(质量分数)覆盖剂 保护渣 钢包精炼渣化学成分分析由表可见,第炉钢 进站、喂线前、出站时钢包精炼渣的二元碱度分别为 、和 ,第炉钢 进站、喂线前、出站时精炼渣的二元碱度分别为 、和 ,炉钢精炼过程中精
6、炼渣的碱度都大于且随着钢包精炼的进行精炼渣的碱度总体上增大。第炉钢 进站、喂线前、出站时精炼渣中 的质量分数分别为 、和 ,第炉钢 进站、喂线前、出站时精炼渣中 的质量分数分别为 、和 ,随着钢包精炼的进行精炼渣中 的质量分数总体升高且炉钢在精炼后期精炼渣中 的质量分数都大于。根据国内外实验室研究和理论计算分析,为使高碳钢 钢中夹杂物成分处于或中国冶金第 卷靠近塑性区域,精炼渣的碱度应保持在左右且精炼渣中 的质量分数一般要小于,并且这种低碱度精炼渣精炼技术在国外某些先进的钢厂已经有了成功的应用。中国高碳钢精炼的精炼渣碱度一般都控制在,目前尚没有这种采用低碱度精炼渣精炼方面的报道。在此背景下,控
7、制精炼渣中 的质量分数使精炼过程中 的质量分数小于 或者更小对减少和控制 钢中脆性夹杂物有一定的作用。铸坯的洁净度分析 铸坯中钢中的 包括自由氧和化合氧,自由氧是指溶解在钢中的氧,化合氧是指以氧化物夹杂物形式存在的氧。铸坯中自由氧的质量分数通常比较稳定,所以 可以间接反映钢中氧化物夹杂物的含量,其值常作为钢水洁净度非常有效的评价指标。图是各炉钢流铸坯钢中 及其平均值(列)的情况。图各炉钢流铸坯钢中 及其平均值 由图可知,第、和第炉钢流铸坯 的平均值分别 为 、和 。其中,第炉钢头坯的 远高于其他各炉钢正常坯和尾坯的 ,这主要是由钢包开浇时钢液二次氧化严重造成的。第、和第炉钢流铸坯 的波动不大,
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