超低碳钢夹杂物.pdf

2006年9月
河南治金
Sep.2006
第14卷增刊
HENAN METALLURGY
Vol 14 Suplement
超低碳钢夹杂物控制技术探讨
李具中
武汉钢铁集团公司)
摘要本文综述了超低碳钢的夹杂物起源,并以日本等先进钢厂的实践经验为基础,对Al23夹杂物的产生的工艺
过程、影响因素重点进行了讨论,包括渣钢间二次氧化行为、RH处理中夹杂物行为、夹杂物的上浮行为以及铸坯的
皮下气泡等。钢包渣改质是控制二次氧化的重要手段,RH加铝前自由氧含量尽可能降低,将浇铸时的氨气量降低
均为控制超低碳钢的A2类夹杂物的有效揩施。
关词超低碳钢夹杂物热力学二次氧化气泡
THE DISCUSSION ON CONTROLLING TECHNOLOGY OF INCLUSION
IN SUPER LOW CARBON STEE
Li Juzhong
( Wuhan Iron &Steel Group)
ARSTRACT hs aer s e r of s on n r lw can s and as in i cussing the creator
and influences of Al inclusion including xid on w slag and el, the inclusion Mating and air bubble in the slab
dung R m n e r ial x s a l las of Japan. Te main ma of colling the x
dation is changing the uli y of ae ag The etive ma for ll ng h A ilson in uer low a n eel is low
ering the f xy nn ent before RH aing alminium as much as possible and also lowering the argon content during casting
KEY WORDS super low amon steel inclusion hemodynamics secondary oxygen air bubble
0前言
清洁钢生产的技术研究受到全世界的重视。有
害的夹杂物产生的一个很重要的因素是液态钢水在
从钢包到中间包再到结晶器的传递过程中由微细的
夹杂物聚合长大而形成串族状夹杂物,这种夹杂物
的去除十分团难。
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ullyiduutiannliitmubulmlmlm
超低碳钢([C]≤30×10-)相对于普通的低碳
图1轧钢板表面的“起皮”形貌
钢,由于在结晶器内的凝固壳更容易捕捉夹杂物、气
泡等,在冷轧工序更容易出现“起皮”、“黑线”等缺
陷。因此,超低碳钢对夹杂物的控制措施要求更为
严格。冷轧钢板的表面“起皮”(如图1所示),是宽
度为几m到几mm的带状缺陷。神户制钢对其夹杂
无不合格员
物类冷轧板表面缺陷的产生原因进行调査的结果り
。
っっ
知2
是Al20内生夹杂及保护渣所致的外来夹杂。造成
钢中[0]r/×10
冷轧缺陷的夹杂物大多是由几个m的微细夹杂物
图2钢中[O]r与起皮"指数的关系
聚集在一起,并伴随有气泡的存在?。由于A3而
典型超低碳钢的化学成分见表1。主要用作轿
引起的长条状“起皮”缺陷,与钢的清洁度有极其密切车面板的钢要求低的间隙固溶原子C、N,并加人
的关系。中包[O]-与冷轧板表面“起皮”的关系中,微量T来固定C、N,以获得优良的深冲性能。图3
Ol50×10°以上,就可能是不合格品,如图2所是典型的超低碳钢的生产工艺流程。为了获得低的
示。笔者针对深冲超低碳钢的清洁度的提高,借鉴[C],必须采用RH真空处理工艺。
些先进钢厂的实践经验,进行分析和讨论。
2超低碳钢的清净化技术讨论
1超低碳钢的化学成分及工艺流程
2.1渣钢间二次氧化行为
2006年增刊
河南冶金
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表1典型超低碳钢的化学成分
Product
C/x10
Si/‰
Mn/g0
P/%o
S/%0
Ais/%0
Ti/Y0
N/x10-6
≤0.03
0.20~0,300.015~0.250.012-0.0220.0の0~0.000.035~0.060
铁水预
BOF吹炼
]0.05%1640℃
渣改质
Castin apeed 140/s
し税气て(*x8)C≤20x10
2bo dim
连婆
Tr a d m
图3超低碳钢的工艺流程
图5钢包中[sl.Al]在浇注过程中的变化情况
炼钢生产过程中,钢液始终与钢渣、耐火材料接触
56 ppm (54 ppm obs.
顶渣的成分及/或耐火材料的成分极大地影响夹杂
Picked nd
物的成分。尤其是钢渣中可还原性的氧化物如Fe
了D
t0、MnO等对二次氧化的影响特别突出。图4是宝
Refractory
钢钢包渣中T.Fe与中包TO]的关系,钢包渣中T
Fe增加,中包TI0]上升。图54是住友金属250钢
19 ppm(20 ppm obs
包浇注过程中[sl,Nl]的变化情况,浇注速度140kg/s,
当渣中(%FeO)+(%MnO)为15%时,浇注尾期钢中
的[sol,.A]还剩不到初始[sol.Al]的一半。川崎制
传方法(Fe0+(Mn0)改进后(Feo)+(Mno)
铁对其中包钢水[O]r的构成来源及钢渣对清洁度
6%,△UNI=2ppm
=7-8%,△[NJ=0ppm
的影响做了实际的调査,如图6所示。大包渣及中包
图6中包[]的来源分部都
渣是主要的二次氧化来源。这是由于含FeO及Mn0
高的转炉渣下到大包后造成的,控制转炉下渣是最基
本的洁净钢的生产措施。将渣中(%FeO)+(%MnO)
由26%降到7.8%,中包内[O]r由6x10°降到了19
10-。一般来说,渣中只要1%的(FeO)+(MnO)就
.20
会有方程式(1)、(2)的二次氧化反应发生。
Flux consumption (kg/kg- slag
3(Fe0)+2AL=(AL, 0 )+3FE
图7改质剂对降低中(%TFe)的效果
3(MnO)+2Al=(A202)+3Mn
(2
2.2RH处理中夹杂物的行为
从化学平衡角度来看,即使(FetO)+(MnO)在
RH处理工艺对夹杂物行为的特性;强的搅拌
1%以下,还有反应式(1)、(2)的二次氧化发生。川』混合,促进了夹杂物的聚合长大以及上浮;真空条件
崎水岛制铁所把含铝粉之类的还原性渣添加到出钢下,不存在空气的二次氧化;炉渣处于静态下,炉渣
后的大包中,对大包渣进行改质处理,使大包渣中的二次氧化的影响相对变小。因此,RH是十分好的
(FeO)、(MOの得到减少,图表示川崎使用A+去除夹杂物的工艺。但是,脱氧产生的AO的量
A202系改质剂对降低(T.Fe)的效果。
同样对清浩度有影响。图8是