177-paper-衡鋼管坯和鋼管顯微夾雜物性質(zhì)及來(lái)源分析

1、1衡鋼管坯和鋼管顯微夾雜物性質(zhì)及來(lái)源分析彭其春，陳本強(qiáng)，李光強(qiáng)吳漢軍（武漢科技大學(xué)鋼鐵冶金及資源利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢，430081）彭自勝徐景峰李陽(yáng)華石紹清孫群保寧建成(衡陽(yáng)鋼管廠)摘要：論敘了衡管LF前－LF后－VD后－中包－管坯－鋼管的各工序顯微夾雜物在鋼中的數(shù)目變化及粒徑分布，分析了顯微夾雜物在圓鑄坯徑向截面的分布以及鋼管坯沿橫向和縱向的數(shù)目變化，探討了夾雜物的來(lái)源。結(jié)果表明，應(yīng)該實(shí)施增加脫氧用鋁量，改進(jìn)中包保護(hù)渣等

2、措施。關(guān)鍵詞：短流程；顯微夾雜物；圓管坯1前言衡陽(yáng)鋼管廠EAFLFVDHCC短流程生產(chǎn)系統(tǒng)是十分具有特色的管材生產(chǎn)線，其對(duì)鋼水質(zhì)量有嚴(yán)格的要求；該過(guò)程對(duì)顯微夾雜物形成規(guī)律有較大影響，夾雜物的類(lèi)型、大小、變形行為及分布規(guī)律和產(chǎn)品質(zhì)量有密切關(guān)系[12]。為此對(duì)過(guò)程夾雜物行為進(jìn)行系統(tǒng)研究用以指導(dǎo)生產(chǎn)，優(yōu)化過(guò)程夾雜物的控制，以期獲得高質(zhì)量的管坯。2衡管電爐煉鋼工藝及試驗(yàn)方案2.1煉鋼工藝衡陽(yáng)煉鋼分廠管坯水平連鑄生產(chǎn)線，采用超高功率電弧爐－爐外精

3、煉－全水平連鑄這種緊湊的生產(chǎn)流程生產(chǎn)圓管坯。爐外精煉采用了LF鋼包精煉爐VD真空脫氣處理裝置，喂絲機(jī)等多種精煉手段。鋼包采用了全程吹氬及長(zhǎng)水口保護(hù)澆注等措施。2.2試驗(yàn)方案分別在電爐終點(diǎn)、鋼包爐處理前后、中間包、連鑄正常坯和連澆坯、軋管取鋼樣和渣樣進(jìn)行分析，采用示蹤法對(duì)鋼中夾雜物來(lái)源進(jìn)行研究；運(yùn)用化學(xué)分析、金相顯微鏡和掃描電鏡、EDAX能譜分析對(duì)鋼中夾雜物組成、尺寸及分布規(guī)律、軋制過(guò)程中的行為進(jìn)行研究。3顯微夾雜性質(zhì)及來(lái)源分析3.1各工

4、序夾雜物變化試驗(yàn)爐次在各工序顯微夾雜物粒徑分布見(jiàn)表1。表1試驗(yàn)爐次在各工序顯微夾雜物粒徑分布平均值，%Table1Theparticlediameterdistributionaverageofmicroinclusioninexperimentalheatfeachprocess工序個(gè)數(shù)(個(gè)mm2)20μmLF1010.8575.4617.044.542.96LF后8.4868.6219.497.794.07VD后8.9371.841

5、7.286.194.66中包15.6382.611.533.232.64鑄坯16.0583.3410.343.932.39鋼管16.2580.329.954.625.113由于在精煉處理和澆注過(guò)程中夾雜物不斷上浮，外來(lái)夾雜物不斷進(jìn)入到鋼水中，使得顯微夾雜物的數(shù)量和粒徑發(fā)生變化，見(jiàn)表1和圖2。靜態(tài)夾雜物的上浮速度可用斯托克斯公式［5］進(jìn)行計(jì)算。????mppmpgdu???182??式中：——夾雜物自由上浮速度cm﹒s1；，——鋼液和夾雜

6、物的密度g﹒pum?p?cm3；——重力加速度dyn﹒g1——鋼液粘度g﹒(cm﹒s)1；——夾雜物直徑gm?pdcm。由公式可知，夾雜物的上浮速度與其半徑的平方成正比，所以?shī)A雜物顆粒越大，越容易上浮，因而小顆粒夾雜物的比例越來(lái)越高。但對(duì)于鋼中存在的細(xì)小夾雜物來(lái)說(shuō)已不再遵循Stokes定律或在鋼液中上浮速度很慢，很難進(jìn)一步去除。3.2鑄坯和鋼管的夾雜物分布鑄坯餅樣試樣取樣如圖3所示取出7個(gè)小樣，然后將小樣加工成202015mm3試樣，用

7、于金相分析。鑄坯餅樣顯微夾雜物的數(shù)量變化見(jiàn)圖4。12345671213141516171819012345678夾雜物平均個(gè)數(shù)(個(gè)mm2)圖3鑄坯取樣方法圖4鑄坯餅樣顯微夾雜物的數(shù)量變化Fig.3ThesamplingmethodofcastingblankFig.4Thenumberchangeofmicroinclusionfbiscuit結(jié)果表明：（1）在鑄坯上下方向上，中心部位最多，由于鑄坯在凝固過(guò)程中中心部位早期是液態(tài)，四周鋼

8、液中的夾雜物在凝固之前向液心擴(kuò)散，從而導(dǎo)致中心部位夾雜物數(shù)量相比其它部位高；其次為下部14處、上邊部。下部14處夾雜物數(shù)量比上邊部多；上部14處比較少，是由于此處在凝固過(guò)程中夾雜物向液心擴(kuò)散；而夾雜物最少的部位是下邊部，此處夾雜物不僅上浮，同時(shí)向液心擴(kuò)散，且上浮和擴(kuò)散方向都是向上，其夾雜物上浮和擴(kuò)散力度比較大，從而導(dǎo)致此處夾雜物數(shù)量最少。（2）在鑄坯水平方向上，夾雜物分布相對(duì)于中心對(duì)稱(chēng)；在14處夾雜物最多，其次是中心部位，邊部最少。因?yàn)?/p>