超低碳鋁硅鎮(zhèn)靜鋼精煉過程中夾雜物的行為及其對鋼組織的影響.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,各行各業(yè)對薄板帶鋼的需求也越來越大,同時對鋼質(zhì)量的要求也更加苛刻。超低碳鋁硅鎮(zhèn)靜鋼作為一種碳含量極低(C≤20pp m)的硅鐵軟磁合金,因其具有良好的電磁性能和深沖加工性能,通常被用作旋轉(zhuǎn)磁場中工作的電動機和發(fā)電機轉(zhuǎn)子鐵芯材料,是發(fā)展電力、電訊和軍事工業(yè)必需的磁性材料?，F(xiàn)如今超低碳鋁硅鎮(zhèn)靜鋼在磁性材料中用量最大,已經(jīng)作為一種重要的節(jié)能金屬功能材料。超低碳鋁硅鎮(zhèn)靜鋼的磁性能,主要取決于鐵素體的晶粒尺寸、晶體織構(gòu)和鋼

2、中的夾雜物。非金屬夾雜物的形狀,大小及其分布對鋼的組織、性能有著顯著的影響。
　　本文針對RH精煉并結(jié)合典型的渣-鋼化學(xué)平衡實驗,研究了超低碳鋁硅鎮(zhèn)靜鋼精煉過程中夾雜物的變化以及鋼包頂渣(CaO-SiO2-Al2O3-MgOsat-MnO-FetO渣系)組成對鋼中夾雜物的影響。用激光共聚焦高溫掃描顯微鏡在線觀察了再加熱過程中鋼的微觀組織變化,討論了夾雜物對鋼的晶粒的影響。
　　在本實驗條件下精煉前的鋼中夾雜物是以Fe-Mn氧

3、化物為主的復(fù)合夾雜,夾雜物數(shù)量和大小受渣堿度、Al2O3含量及CaO/Al2O3比值的影響較大,當(dāng)堿度為1.5及Al2O3含量為20％時,夾雜物數(shù)量最少。所選成分優(yōu)化后的鋼包渣與精煉末期鋼樣進行的平衡實驗顯示,夾雜物為Al2O3-MgO或Al2O3-MgO-SiO2-MnO為主的復(fù)合夾雜,夾雜物主要分布在2μm以下,其中以0.35μm~2μm夾雜物為主,這個尺寸的夾雜物數(shù)量占夾雜物總數(shù)的70%-80%,比精煉前的鋼中夾雜物數(shù)量大幅降低,

4、但2~5μm范圍內(nèi)的夾雜物數(shù)量增多,夾雜物尺寸有小幅增大的趨勢。另外隨渣中 w(MnO)的增加,在鋼中[Mn]增加的同時,復(fù)合夾雜中M n含量有增加的趨勢,并使鋼中小于1μm夾雜物增加,且夾雜物平均尺寸也相應(yīng)減小。
　　鋼樣熱處理后,鋼中夾雜物以Al2O3、MgO、SiO2類為主,并以三類夾雜物種類中的兩種或者三種復(fù)合居多。三類夾雜物總量占到了每組試樣夾雜物總量的90%或以上,相對于未進行熱處理的鑄態(tài)試樣夾雜物,數(shù)量有所增加。實驗

5、中 Mn系復(fù)合夾雜中MnO質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在1%以內(nèi),基本不含M nS。隨溫度升高試樣中夾雜物成分由Al2O3-MgO-SiO2-MnO復(fù)合的夾雜為主,變?yōu)?350℃時Al2O3-MgO-SiO2夾雜為主,復(fù)合夾雜中MnO含量受加熱制度影響。幾種溫度制度下,試樣中的夾雜物大部分集中在1μm內(nèi)。試樣中1μm以下夾雜物在保溫溫度為1050℃和1150℃時變化不大,但是在1250和1350℃時出現(xiàn)較明顯的變化。1350℃時所有試樣1μm以下夾雜物含

6、量隨保溫時間過程而減少。
　　本實驗條件下對比發(fā)現(xiàn)隨渣中MnO含量的增加,鋼樣再加熱過程中相變溫度點降低,但是再加熱過程中晶粒長大需要更高的再加熱溫度,高溫下晶粒越容易生長,所得的穩(wěn)定晶粒尺寸也越大。晶粒越粗大,降溫過程所形成的晶內(nèi)針狀鐵素體也越粗大。根據(jù)夾雜物的變化情況以及對晶粒的要求,1250℃下保溫30min最為適宜,所選四組渣中,結(jié)果相對最好的渣成分為:46.11%CaO-21.52%SiO2-20.98%Al2O3-9.