津西h型鋼冶煉過程中夾雜物行為的研究

1、2007年爐外精煉年會論文集1372007年7月LadleRefining2007AnnualMeetingProceedingsJuly.2007津西H型鋼冶煉過程中夾雜物行為的研究韋士來1)楊景軍2)1)河北津西鋼鐵股份有限公司，唐山0630062)北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院，北京100083摘要本文通過津西鋼鐵公司H型鋼冶煉過程中全氧和氮含量的變化分析了其對H型鋼質(zhì)量的影響，鋼中的大型夾雜物和顯微夾雜物的類型、形態(tài)等，利用體積

2、率法計算了鋼中各類型夾雜物的分布情況。鋼水一次脫氧不徹底，鋼中T[O]高，造成夾雜物多，夾雜含量波動為裂紋的形成埋下隱患由中間包到鑄坯，夾雜物的去除率約為40%左右大部分夾雜物來源并不單一鑄坯中顯微夾雜粒徑較小，0~10μm的夾雜占64%以上，而大于20μm的夾雜約占20%。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞全氧；夾雜物；脫氧1引言熱軋H型鋼是一種具有優(yōu)越力學(xué)性能的經(jīng)濟(jì)斷面型材。自20世紀(jì)60年代起，隨著世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，H型鋼的生產(chǎn)也隨之得到迅速發(fā)展，被

3、廣泛應(yīng)用在建筑、電力、水利、化工、石油等領(lǐng)域。在H型鋼的生產(chǎn)過程中，近終形異型連鑄坯由于鑄坯斷面接近最終產(chǎn)品形狀，同時減少工序、提高成品收得率、降低能耗等方面的優(yōu)勢，成為生產(chǎn)H型鋼的理想坯料[1]。河北津西鋼鐵股份有限公司100萬噸年H型鋼廠自2006年5月投產(chǎn)以來不斷消化吸收近終形異型坯連鑄及初軋、萬能串列軋制技術(shù)，順利進(jìn)入規(guī)范化試生產(chǎn)階段。由于異型坯截面形狀的復(fù)雜，給連鑄工藝、軋制控制等帶來較大困難，尤其是異型坯和軋后H型鋼出現(xiàn)的表

4、面裂紋成為急需解決的問題。為改善津西鋼鐵公司異型坯的表面質(zhì)量，本文對H型鋼冶煉過程中T[O]、[N]變化，宏觀夾雜物和顯微夾雜物的種類、大小、數(shù)量等進(jìn)行了分析，討論夾雜物對異型坯產(chǎn)生表面裂紋的影響。2實驗方案采用示蹤劑追蹤，系統(tǒng)取樣，使用大樣電解、金相顯微鏡和掃描電鏡分析鋼中夾雜物的數(shù)量、形態(tài)、尺寸、分布、來源等綜合分析方法對H型鋼異型坯生產(chǎn)過程潔凈度水平和夾雜物來源進(jìn)行研究，并分析其對產(chǎn)生表面裂紋的影響。采用一個澆次并加入示蹤劑進(jìn)行試

5、驗。示蹤劑種類及加入量如下：轉(zhuǎn)爐渣示蹤劑采用BaCO3，按BaO占鋼包渣量的8%～10%加入，取所用中間包的第一爐鋼水、第二爐鋼水，在轉(zhuǎn)爐出鋼13時投入到鋼包中；中間包示蹤劑采用La2O3，按渣量8%～10%加入，和中包覆蓋劑混合均勻后裝袋按常規(guī)操作加入到中間包，一爐加完；中間包打結(jié)料中加入示蹤劑Ce2O3，中間包打結(jié)好后，在水口區(qū)域打結(jié)料表面局部再涂抹一層含50％示蹤劑鈰的打結(jié)料，烘烤備用；結(jié)晶器保護(hù)渣的示蹤利用保護(hù)渣中本身所含的Na

6、2O、K2O即可，取渣樣分析成分。在轉(zhuǎn)爐終點，脫氧結(jié)束，中間包的出口、入口處，鑄坯和軋材上取鋼樣，進(jìn)行分析。3實驗結(jié)果與分析3.1鋼中T[O]和N含量變化將取自鋼包、中間包、結(jié)晶器及鑄坯中的試樣進(jìn)行氧、氮含量分析，鋼中T[O]及N含量變化如表1和表2所示。表1鑄坯中T[O]和N含量Table1TotalOxygenContentNitrogenContentinBillets1流T[O]1流N2流T[O]2流N第1爐頭坯129.732.

7、983.623.3第1爐正常坯102.830.677.023.31、2爐過渡段93.924.899.725.9第20爐正常坯50.139.571.551.7第30爐正常坯50.144.950.542.4July.200720007年爐外精煉論文集?139?3.2鋼中大型夾雜物3.2.1大型夾雜物的含量與分級利用大樣電解法分析鋼中大型夾雜物含量，所得結(jié)果如表3、圖5和圖6所示。表33大樣電解夾雜物數(shù)據(jù)Table33InclusionDat

8、athroughElectroanalysis爐次電解前g電解后g電解消耗g夾雜凈重mg含量，mg10kg1爐中包中期1126.6155.9155970.684514.9153.502爐中包中期1100.6126.6708973.929213.7140.6720爐中包中期104061.4354978.564610.0102.191爐頭坯（1流）106385.2587977.741311.4116.601爐頭坯（2流）107599.877

9、4975.122614.0143.581爐正常坯（1流）1047.865.6533982.14678.485.531爐正常坯（2流）107997.7964981.20367.677.462爐正常坯（1流）1060.483.7013976.69877.375.49中間包鑄坯020406080100120140160夾雜物含量，mg10kg第一爐第二爐圖35穩(wěn)態(tài)條件下鋼中大型夾雜物含量變化Fig.35VariationofMacroincl

10、usionContentinStableState非穩(wěn)態(tài)鑄坯穩(wěn)態(tài)鑄坯020406080100120140夾雜物含量，mg10kg圖36非穩(wěn)態(tài)與穩(wěn)態(tài)鑄坯夾雜物含量比較Fig.36ComparisonofInclusionContentinBilletsinStableUnstableState在第一爐鋼澆注條件下，鋼中夾雜物含量由中間包153.50mg10kg降為鑄坯中的85.53mg10kg，鋼中夾雜物含量較高。由中間包到鑄坯，夾雜物的

11、去除率為44.28%。將電解分離出的夾雜物按粒度分為400μm五級，所得統(tǒng)計結(jié)果如表4所示。表4鋼中大型夾雜物粒度分布個Table4GranularityofMacroinclusions粒度鑄坯第1爐頭坯（1流）鑄坯第1爐頭坯（2流）鑄坯第1爐穩(wěn)態(tài)（2流）中包第20爐穩(wěn)定期400μm20113通過對1、2流鑄坯中大型夾雜物分級對比，可以發(fā)現(xiàn)1流鑄坯主要為200μm的夾雜物均很少。3.2.2大型夾雜物能譜經(jīng)電鏡分析，將夾雜物按主要成分分