转炉生产低合金钢纯净度研究

《转炉生产低合金钢纯净度研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、转炉生产低合金钢的纯净度研究随着对钢材使用条件的要求越来越严格，在管线、桥梁、汽车、船舶和压力容器等行业的生产用钢中，对夹杂物的级别要求越来越低，对钢的纯净度要求越来越高。纯净钢的生产是市场竞争的必然趋势，是我国由钢铁大国进入钢铁强国的必经之路。钢的纯净化技术是生产高性能、高质量产品的基础，代表着钢铁行业技术装备水平的先进程度。提高纯净度不仅提高了钢的力学性能，而且也提高了钢的耐磨和耐腐蚀性能。低合金钢是济南钢铁公司(以下简称济钢)中厚板的主要品种，钢板因表面和内部缺陷造成的中厚板产品报废及改判现象时有发生，在缺陷中都不同程度地存在夹杂物。笔者结合低合金钢的冶炼和轧制实际情

2、况，用低倍、化学大样电解、金相和扫描电镜能谱仪等综合理化检测分析方法，对低合金钢的纯净度水平进行了系统分析，提出了减少和控制钢中夹杂物的措施，为纯净钢的生产提供依据。1研究方法试验具体工艺参数为：以20g、16MnR、SS400、AH36和JG590等低合金钢为研究对象，在25t氧气顶吹转炉中冶炼，采用双挡渣出钢、吹氩处理。装备APC、AGC的3000t高精度四辊可逆式中板轧机或者最大7000轧制力四辊粗轧+四辊精轧的中厚板生产。在整个试验过程中，对低合金连铸坯、中厚板和拉仲性能不合格的材料进行取样，通过大样电解、硫印检验、金相分析和扫描电镜能谱仪等测试分析手段，进行系统取

3、样及全面分析，对钢中的塑性夹杂物的形态和含量进行分析。2检测结果2.1冶炼及连铸过程的钢水纯净度经钢包吹氩和中间包处理后，颗粒状夹杂物上浮去除，小颗粒夹杂物相互碰撞聚合长大，然后浮至渣顶被去除。因此钢水中的大颗粒夹杂物含量有不同程度的下降，而且夹杂物还可以粘附于包衬内壁的耐火材料上后被去除。通过化学大样电解分析，不同阶段夹杂物的具体变化状况如表1所示。表1不同工艺阶段中夹杂物含量的变化吹氩前吹氩后中间包连铸坯夹杂物含量/（mg·10kg-1）719.7307.764.667.8利用扫描电镜和能谱仪对大样电解后的夹杂物颗粒观察分析发现：钢包和中间包内的球形和块状夹杂物为硅酸盐

4、夹杂物。连铸坯中的夹杂物比钢包和中间包中的夹杂物少，主要为少量的硅铝酸盐、硫化物及不规则的夹渣。2.2连铸坯中的夹杂物依据YB-T4003-1997对连铸坯的断面进行低倍检测，硫印图片表明铸坯厚度中心夹杂物数量和裂纹指数峰值较高。利用图像分析仪对连铸坯中的杂杂物形貌和组分进行测定。在铸坯厚度方向上，按照由内弧1至外弧10的顺序，对连铸坯中不同位置的夹杂物总量进行统计，发现微观夹杂物沿铸坯厚度方向的分布特点是：在铸坯厚度距内弧1/4处和中心线处出现了夹杂物峰。说明这两个位置为夹杂物的富集区域如图1所示。图1板坯中夹杂物总量由内弧至外弧的分布状况2.3中厚板中的夹杂物对拉伸性能

5、不合格的低合金中厚板试样断口进行观察分析，发现在纵向断口处沿加工方向呈现出凹凸不平的木纹状，颜色呈微暗灰色，而且无金属光泽。采用能谱仪对断口的夹杂物进行定量分析，发现断口处多为塑性夹杂物(硅酸盐和硫化物)。目前，国内对延伸变形钢材的塑性夹杂物的显微评定普遍采用GB/T10561-1989标准。由于该方法方便、快捷、实用性强，笔者采用该标准对低合金钢进行金相夹杂物的评级分析。对不同规格的低合金钢进行取样分析，评定金相夹杂物的级别，结果如表2所示。表2不同钢种板材的塑性夹杂物级别统计钢种规格/mmA类硫化物/级C类硅酸盐/级A+C/级20G122.002.034.0316MnR

6、162.252.755.00SS400121.832.224.05AH36122.072.624.69利用XL-30型PHILIPS扫描电镜能谱仪对规格12mm的16MnR钢板中的夹杂物进行检测分析，结果如图2所示。图216MnR钢板中塑性夹杂物的扫描电镜能谱分析结果3分析一般情况下，钢的纯净度是指钢中5大杂质元素(S、P、H、N、O)含量比较低，并且对非金属夹杂物(主要包括A类硫化物和D类氧化物)的级别进行严格控制，钢中总氧含量非常低，非金属夹杂物数量少、尺寸小，并且分布均匀。在钢板的轧制过程中，钢中的塑性夹杂物(硅酸)h和硫化物)发生变形并沿着轧制方向延仲呈条状。这种条

7、状的夹杂物破坏了钢材的连续性，降低了钢材的力学性能，造成性能的各向异性，特别是使钢材横断面塑性大幅度下降。一般情况下，硫化物与硅酸盐共同存在和产生，并且对钢的性能产生影响。采用脱硫工艺，在减少和控制钢中硫化物含量的过程中，同时也能降低硅酸盐夹杂物的含量。如果A类硫化物的平均级别降低到1.5级以下，那么相应的C类硅酸盐夹杂物可降低到2.5级以下，使得A+C之和小少4.0，这将使低合金钢的性能合格率大幅度提高。连铸坯中的夹杂物含量决定了中厚板产品的最终内部质量。一般情况下，提高钢的纯净度主要在钢水进入结晶器之前来保证，