ldlfcc工藝生產(chǎn)的82b鋼鑄坯潔凈度研究汪慶國

1、第２ １卷第１ １期 ２ ０ １ １年１ １月 中國冶金Ｃ ｈ ｉ ｎ ａＭ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｙＶ ｏ ｌ ． ２ １ ， Ｎ ｏ ． １ １Ｎ ｏ ｖ ｅ ｍ ｂ ｅ ｒ２ ０ １ １Ｌ Ｄ－Ｌ Ｆ －Ｃ Ｃ工藝生產(chǎn)的８ ２ Ｂ鋼鑄坯潔凈度研究汪慶國 １，李京社 １，唐海燕 １，王宏斌 １ ， ２，寧曉鈞 １（ １ ． 北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院，北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ； ２ ． 宣化鋼鐵集團有限責任公司

2、，河北 張家口 ０ ７ ５ １ ０ ０ ）摘 要：采用加入示蹤劑、 對 鑄 坯 進 行 系 統(tǒng) 取 樣 與 實 驗 室 綜 合 分 析 相 結(jié) 合 的 方 法， 對 Ｌ Ｄ—Ｌ Ｆ —Ｃ Ｃ 工 藝 生 產(chǎn) 的８ ２ Ｂ鋼鑄坯中 Ｔ［ Ｏ］ 、 顯微夾雜物和大型夾雜物數(shù)量和粒徑分布以及成分類型進行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明： 鑄坯中Ｔ［ Ｏ］ 和顯微夾雜物數(shù)量的平均值分別為２ ８ ． ４ ２ × １ ０ －６和１ ７ ． ７ ８個

3、／ ｍ ｍ ２， 鑄坯中０ ～ ４μ ｍ 和４ ～ １ ０μ ｍ 的夾雜物分別占顯微夾雜物總數(shù)的８ ７ ． ２ １ ％和１ ２ ． ２ ２ ％， 顯微夾雜物的類型主要為復(fù)合氧化物類和由復(fù)合氧化物和硫化鈣構(gòu)成的復(fù)合夾雜物。鑄坯中大型夾雜物含量差別很大， 大于３ ０ ０μ ｍ 的夾雜物占大多數(shù)， 大型夾雜物的形成與鋼包耐火材料侵蝕和中間包卷渣有關(guān)。關(guān)鍵詞： ８ ２ Ｂ鋼；潔凈度；夾雜物；耐火材料侵蝕；卷渣中圖分類號： Ｔ Ｆ７ ７ ７ ．

4、２文獻標志碼： Ａ 文章編號： １ ０ ０ ６ － ９ ３ ５ ６ （ ２ ０ １ １ ） １ １ － ０ ０ ３ ４ － ０ ６Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈｏ ｎＣ ｌ ｅ ａ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓｏ ｆ８ ２ ＢＢ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔＰ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄｂ ｙＬ Ｄ－Ｌ Ｆ －Ｃ ＣＰ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓＷ Ａ Ｎ ＧＱ ｉ ｎ ｇ － ｇ ｕ ｏ １，Ｌ ＩＪ ｉ ｎ ｇ － ｓ ｈ ｅ １，Ｔ Ａ Ｎ Ｇ

5、 Ｈ ａ ｉ － ｙ ａ ｎ １，Ｗ Ａ Ｎ Ｇ Ｈ ｏ ｎ ｇ － ｂ ｉ ｎ １ ， ２，Ｎ Ｉ Ｎ ＧＸ ｉ ａ ｏ － ｊ ｕ ｎ １（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌｏ ｆＭ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｉ ｃ ａ ｌａ ｎ ｄＥ ｃ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌＥ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙｏ ｆＳ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅａ ｎ ｄＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ

6、ｏ ｇ ｙＢ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ１ ０ ０ ０ ８ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｘ ｕ ａ ｎ ｈ ｕ ａＩ ｒ ｏ ｎａ ｎ ｄＳ ｔ ｅ ｅ ｌＧ ｒ ｏ ｕ ｐＣ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｋ ｏ ｕ０ ７ ５ １ ０ ０ ，Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅｔ ｏ ｔ ａ ｌｏ ｘ ｙ ｇ

7、 ｅ ｎｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ， ｔ ｈ ｅｎ ｕ ｍ ｂ ｅ ｒａ ｎ ｄｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅｓ ｉ ｚ ｅｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｓｗ ｅ ｌ ｌａ ｓｔ ｈ ｅｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｔ ｙ ｐ ｅ ｓｏ ｆｍ ｉ ｃ ｒ ｏ － ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓａ ｎ ｄｍ ａ ｃ ｒ ｏ － ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ

8、 ｎ ｓｏ ｆ８ ２ Ｂｂ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄｂ ｙＬ Ｄ—Ｌ Ｆ —Ｃ Ｃｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓｈ ａ ｖ ｅｂ ｅ ｅ ｎａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙｂ ｙｍ ｅ ａ ｎ ｓｏ ｆｕ ｓ ｉ ｎ ｇｔ ｒ ａ ｃ ｅ ｒｔ ｏｓ ｈ ｏ ｗｔ ｈ ｅｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅｏ ｆｎ ｏ ｎ － ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｃｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ

9、 ｉ ｏ ｎ ｓ ， ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇｂ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙａ ｎ ｄｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓｉ ｎｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ． Ｔ ｈ ｅｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄｔ ｈ ａ ｔｔ ｈ ｅｔ ｏ ｔ ａ ｌｏ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔａ ｎ ｄｔ ｈ ｅｎ

10、ｕ ｍ ｂ ｅ ｒｏ ｆｍ ｉ －ｃ ｒ ｏ － ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓｉ ｎｂ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔｗ ｅ ｒ ｅ２ ８ ． ４ ２ × １ ０ －６ａ ｎ ｄ１ ７ ． ７ ８ｐ ｉ ｅ ｃ ｅ ｓ ／ ｍ ｍ ２ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙｏ ｎａ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅ ， ａ ｎ ｄｍ ｉ ｃ ｒ ｏ － ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓｗ ｉ ｔ ｈｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ

11、ｅｓ ｉ ｚ ｅ０ ～ ４μ ｍａ ｎ ｄ４ ～ １ ０μ ｍａ ｃ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｄｆ ｏ ｒ８ ７ ． ２ １ ％ａ ｎ ｄ１ ２ ． ２ ２ ％ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ． Ｔ ｈ ｅｍ ａ ｉ ｎｔ ｙ ｐ ｅ ｓｏ ｆｍ ｉ ｃ ｒ ｏ － ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ －ｓ ｉ ｏ ｎ ｓｗ ｅ ｒ ｅｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｕ ｎ ｄｏ ｘ ｉ ｄ ｅａ ｎ ｄｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｕ ｎ ｄｏ ｘ ｉ ｄ

12、 ｅｗ ｉ ｔ ｈＣ ａ Ｓ ． Ｔ ｈ ｅｍ ａ ｃ ｒ ｏ － ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔｏ ｆｂ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔ ｓｗ ａ ｓｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔｆ ｒ ｏ ｍｅ ａ ｃ ｈｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ， ａ ｎ ｄｍ ａ ｃ ｒ ｏ － ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓｅ ｘ ｃ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ３ ０ ０μ ｍｔ ｏ ｏ ｋｔ ｈ ｅｍ ｏ ｓ ｔｐ ａ ｒ ｔｉ ｎｍ

13、ａ ｓ ｓ ． Ｔ ｈ ｅｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆｍ ａ ｃ ｒ ｏ － ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄｔ ｏｌ ａ ｄ ｌ ｅｒ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙｅ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｓ ｌ ａ ｇｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔｉ ｎｔ ｕ ｎ ｄ ｉ ｓ ｈ ．Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ８ ２ Ｂｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ； ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｌ ｉ

14、ｎ ｅ ｓ ｓ ； ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ； ｒ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙｅ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ； ｓ ｌ ａ ｇｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ作者簡介： 汪慶國（ １ ９ ８ ５ —） ， 男， 碩士；Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｗ ｑ ｇ １ ２ １ ＠ １ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ；收稿日期： ２ ０ １ １ － ０ １ － １ ０減少和控制鋼中夾雜物的數(shù)量、 大小、 形態(tài)和分布是８ ２

15、 Ｂ鋼生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一， 本課題組在宣鋼第一煉鋼廠以 Ｌ Ｄ—Ｌ Ｆ—Ｃ Ｃ 工藝條件為基礎(chǔ)， 進行８ ２ Ｂ鋼鑄坯潔凈度的研究。通過對一個澆次中的５爐鋼的鑄坯進行系統(tǒng)取樣， 分析鑄坯中夾雜物的數(shù)量、 大小、 組成和類型以及來源和變化 規(guī)律， 對鑄坯的潔凈度進行了系統(tǒng)的研究。１８ ２ Ｂ鋼鑄坯潔凈度的研究方法１ ． １工藝流程８ ２ Ｂ 方 坯 生 產(chǎn) 的 工 藝 流 程 是： 鐵 水 預(yù) 脫 硫 →１ １ ０ｔ轉(zhuǎn)爐→ １ １

16、０ ｔ鋼包爐精煉→ ４ ０ ｔ八流連鑄 Ｔ 形中間包→鑄坯。轉(zhuǎn)爐鐵水裝入量為平均每爐１ １ １ｔ ，每爐平均加 入 １ ０ｔ廢鋼， 轉(zhuǎn) 爐 的 實 際 容 量 平 均 為１ ２ １ ｔ 。鋼包爐精煉周期平均為７ １ｍ ｉ ｎ ， 每爐鋼在軟吹前喂入鈣硅線２ ０ ０ｍ， 在喂線后立即進行軟吹， 軟吹時間平 均 為 １ ６ ｍ ｉ ｎ 。 中 間 包 實 際 容 量 為 ３ ７～３ ８ｔ ， 在澆注過程中中間包內(nèi)只使用了 Ｖ 形擋墻， 未使

17、用湍流控制器和擋壩擋墻。中間包 Ｖ 形擋墻一側(cè)的４個水口從中間流到邊部流依次編號為３ 、 ４ 、５ 、 ６號 水 口。 采 用 弧 形 連 鑄 機 澆 鑄， 鑄 坯 斷 面 為１ ５ ０ｍｍ×１ ５ ０ ｍｍ， 平 均 拉 坯 速 度 為 １ ． ８ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ 。中國冶金 第２ １卷靠近塑性區(qū)域， 精煉渣的堿度應(yīng)保持在１左右且精煉渣中 Ａ ｌ ２Ｏ ３ 的質(zhì)量分數(shù)一般要小于１ ０ ％， 并且這種低堿度精煉渣精煉技術(shù)在

18、國外某些先進的鋼廠已經(jīng)有了成功的應(yīng)用。中國高碳鋼精煉的精煉渣堿度一般都控制在２ ～ ３ ， 目前尚沒有這種采用低堿度精煉渣精煉方面的報道。在此背景下， 控制精煉渣中Ａ ｌ ２Ｏ ３ 的質(zhì)量分數(shù)使精煉過程中 Ａ ｌ ２Ｏ ３ 的質(zhì)量分數(shù)小于１ ０ ％或者更小對減少和控制８ ２ Ｂ 鋼中脆性夾雜物有一定的作用。３鑄坯的潔凈度分析３ ． １鑄坯中 Ｔ ［ Ｏ］鋼中的 Ｔ［ Ｏ］ 包括自由氧和化合氧， 自由氧是指溶解在鋼中的氧， 化合氧是指以氧

19、化物夾雜物形式存在的氧。鑄坯中自由氧的質(zhì)量分數(shù)通常比較穩(wěn)定， 所以 Ｔ［ Ｏ］ 可以間接反映鋼中氧化物夾雜物的含量， 其值常作為鋼水潔凈度非常有效的評價指標。圖１是各爐鋼３～６流鑄坯鋼中 Ｔ［ Ｏ］ 及其平均值（ Ａ Ｖ Ｇ 列） 的情況。圖１各爐鋼３ ～ ６流鑄坯鋼中 Ｔ ［ Ｏ］ 及其平均值Ｆ ｉ ｇ ． １Ｔ ｏ ｔ ａ ｌｏ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔａ ｎ ｄｉ ｔ ｓａ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅｉ ｎｂ ｉ

20、ｌ ｌ ｅ ｔｆ ｒ ｏ ｍｓ ｔ ｒ ａ ｎ ｄＮ ｏ ． ３ ～ ６由圖１可知， 第１ 、 ２ 、 ３ 、 ４和第６爐鋼３ ～ ６流鑄坯 Ｔ［ Ｏ］ 的 平 均 值 分 別 為 ６ ３ ． ５×１ ０ －６、 ２ ４ ． ７ ５×１ ０ －６、 １ ９ ． ５×１ ０ －６、 １ ９ ． ５×１ ０ －６和 １ ８ ． ５×１ ０ －６。其中， 第１爐鋼頭坯的 Ｔ［ Ｏ］ 遠高于其他

21、各爐鋼正常坯和尾坯的 Ｔ［ Ｏ］ ， 這主要是由鋼包開澆時鋼液二次氧化嚴重造成的。第２ 、 ３ 、 ４和第６爐鋼３～６流鑄坯 Ｔ［ Ｏ］ 的 波 動 不 大， 這 ４ 爐 鋼 ３～６ 流 鑄 坯 Ｔ［ Ｏ］ 的平均值為２ １ ． ４×１ ０ －６， 與國內(nèi)外相同工藝的先進廠家生產(chǎn)的８ ２ Ｂ鋼相比略有偏高 ［ ６ ］。３ ． ２鑄坯中顯微夾雜物３ ． ２ ． １顯微夾雜物的數(shù)量和尺寸分布對鑄坯相同位置上（ 距內(nèi)?。?／ ４厚度

22、處） 所取的金相樣在金相顯微鏡下進行人工觀察分析， 統(tǒng)計顯微夾雜物數(shù)量和尺寸分布， 圖２是各爐鋼３ ～ ６流鑄坯鋼中顯微夾雜物數(shù)量和尺寸分布情況， 圖中 Ａ Ｖ Ｇ 列表明該爐鋼鑄坯中顯微夾雜物數(shù)量和尺寸分布的平均值。圖２各爐鋼３ ～ ６流鑄坯中顯微夾雜物數(shù)量和尺寸分布Ｆ ｉ ｇ ． ２Ｔ ｈ ｅｎ ｕ ｍ ｂ ｅ ｒａ ｎ ｄｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅｓ ｉ ｚ ｅｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆｍ ｉ ｃ ｒ

23、 ｏ －ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓｉ ｎｂ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔｆ ｒ ｏ ｍｓ ｔ ｒ ａ ｎ ｄＮ ｏ ． ３ ～ ６由圖２可知， 第１ 、 ２ 、 ３ 、 ４和第６爐鋼各流鑄坯中當量直徑為７μ ｍ 的顯微夾雜物數(shù)量的平均值分別為２ ５ ． ３ ９ 、 １ ５ ． ５ ０ 、 １ ５ ． ８ ６ 、 １ ９ ． ７ ３個 ／ ｍｍ ２ 和１ ３ ． ３ ９個 ／ ｍｍ ２， 其中 ０～４μ ｍ 的夾雜物占顯微夾雜物總數(shù) 的

24、 比 例 分 別 為 ７ ５ ． ９ ９ ％、 ９ ３ ． １ １ ％、 ９ ２ ． ４ ４ ％、８ ５ ． ６ １ ％和９ １ ． ０ ０ ％， ４～１ ０μ ｍ 的夾雜物占顯微夾雜物總數(shù)的比例分別為 ２ ３ ． ４ ２ ％、 ５ ． ９ ２ ％、 ７ ． ５ ６ ％、１ ３ ． ６ ３ ％和９ ． ０ ０ ％， １ ０～５ ０μ ｍ 的夾雜物占顯微夾雜物總數(shù)的比例分別為０ ． ５ ９ ％、 ０ ． ９ ７ ％、 ０ 、 ０ ． ７

25、６ ％和０ 。由此可見， 鑄坯中顯微夾雜物的粒徑分布主要集中在０ ～ ４μ ｍ 和４ ～ １ ０μ ｍ２個范圍中， 其中 ０ ～ ４μ ｍ 的顯微夾雜物占大多數(shù)， 這部分夾雜物對鋼的質(zhì)量和性能影響不大。與其他各爐鋼鑄坯相比， 第１爐鋼頭坯中顯微夾雜物數(shù)量較高， 比全部鑄坯中顯微夾雜物數(shù)量的平均值高３ ０ ． ８ ３ ％， 而且頭坯中４ ～ １ ０μ ｍ的顯微夾雜物數(shù)量明顯高于其他各爐鋼各流鑄坯， 是其他各爐鋼各流鑄坯的１ ． ７ ２ ～

26、 ３ ． ９ ６ 倍。３ ． ２ ． ２顯微夾雜物的成分和類型通過掃描電鏡結(jié)合電子探針分析， 鑄坯中顯微夾雜物的類型主要有： ①由復(fù)合氧化物和硫化鈣構(gòu)成 的 復(fù) 合 夾 雜 物 Ｍ ｇ Ｏ － Ａ ｌ ２Ｏ ３－ Ｓ ｉ Ｏ ２－Ｍ ｎ Ｏ － Ｃ ａ Ｓ 和Ｍ ｇ Ｏ － Ａ ｌ ２Ｏ ３－ Ｓ ｉ Ｏ ２－ Ｃ ａ Ｏ－Ｍ ｎ Ｏ － Ｃ ａ Ｓ ， 其典型形貌分別如圖３ （ ａ ） 和３（ ｂ ） 所示。該類夾雜物 Ｍ ｇ Ｏ 一