q195连铸板坯中非金属夹杂物的研究

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1、中文摘要摘要钢液中的夹杂物，尤其是脱氧生成的氧化物夹杂物的性质直接影响到钢材的质量。因而，钢水的脱氧和脱氧产物的控制成为生产纯净钢的关键问题之一。钢中析出的氧化物夹杂主要来自三部分：一是合金和铝终脱氧时析出的脱氧产物，称为一次脱氧产物；二是钢液从精炼温度冷却至液相线温度过程中析出的脱氧产物，称为二次脱氧产物；三是从液相线温度冷却至固相线温度时析出的脱氧产物，称为三次脱氧产物。如果只有铝脱氧时：一次脱氧产物的性质是不能控制的，但一次脱氧产物的数量是可以控制的，它决定于钢液中的铝含量。二次和三次脱氧产物的成

2、分可以通过控制钢液中强脱氧元素铝和钙的含量来控制，使它们具有良好的热加工变形能力。通过这一方法既达到减少氧化物夹杂总量，又减少氧化物夹杂尺寸的目的，这就是氧化物夹杂成分和形态控制的基本技术思想。论文首先对威钢“转炉一钢包吹氩一连铸”工艺生产Q195钢连铸板坯中的夹杂物进行研究，包括夹杂物的类型、形态、数量和尺寸分布；其次对碱土金属合金的脱氧能力进行了热力学计算，同时对脱氧产物的控制原理进行了探讨。计算了二次脱氧产物成分与钢液之间的关系，确定了为使二次脱氧产物具有良好变形能力应具备的钢液条件；研究了钢液流

3、动现象对一次脱氧去除的影响；最后讨论了夹杂物在板坯中的分布。根据实验和热力学计算得到以下结果：1)威钢生产的连铸板坯中非金属夹杂物绝大部分为球形的氧化物夹杂，极少量为三角形等规则形状的硅酸盐夹杂物；尺寸以小于10／．zm的为主，占80％以上，大型夹杂物比较少。2)板坯中的夹杂物以硅铝酸盐为主，主要成分是A1203和Si02，还有Mn、Ca、Ti、Mg的氧化物，硫化物夹杂物很少。大型的复合型夹杂物，中心以A1203为主，在外围包围一层硅铝酸盐。夹杂物主要来源于脱氧产物和凝固过程中由于平衡移动而产生的没有来

4、得及上浮的夹杂物。3)连铸板坯中的夹杂物的分布具有一定的规律性。厚度方向上，夹杂物在距离表面1／4和1／3处出现聚集，两端夹杂物比较少；宽度方向上，夹杂物也是在距表面1／4处出现聚集，其他位置的分布比较均匀。4)使用碱土合金脱氧时，一方面要控制夹杂物的性质和形态，使之成为对钢材无害的塑性夹杂；另一方面要增大夹杂物与钢液间的表面张力，利于夹杂物的上浮与排除。5)通过热力学计算表明，使用SiAlCa合金脱氧时，生成液态脱氧产物的区域重庆大学硕士学位论文是相当宽的。然而，具有最大变形能力的化合物CaO．A12

5、03．2S102的生成区域相对较窄，而且当铝含量较高时，还有可能生成单独的A1203夹杂。因而，在生产过程中必须严格控制钢液中的元素含量，将生成的复合氧化物的成分控制在生成CaO．A12032S102的生成区域范围内和不析出脆性夹杂物A1203。6)钢包吹氩条件下夹杂物的去除主要依靠尺寸为O．5～2rnm的小气泡的浮选作用，夹杂物去除效率决定于吹入钢水的氩气总量和气泡尺寸。然而有时不能去除大颗粒夹杂物，这是由于钢包吹氨产生的钢水环流使钢中夹杂物作跟随运动而得不到有效去除。过高的吹氩流量还会引起钢水卷渣。

6、关键词：连铸板坯，非金属夹杂物，脱氧，碱土金属合金II英文摘要ABSTRACTThecharactersoftheinclusionsintheliquidsteel，especiallyoxideinclusionsproducedduringdeoxidizingprocessesaffectthequalityofthesteeldirectly．Therefore，itisoneofthekeyproblemsofproducingthecleansteeltocontrolthedeoxidi

7、zationanddeoxidizingproductsoftheliquidsteel．T11eoxideinclusionsappearedinthesteelaremainlycomingfromthreeparts：Oneiscalledthefirstlydeoxidizingproductsappearedatthetimeofalloyingandfinaldeoxidizationwithaluminum；oneiscalledthesecondlydeoxidizingproducts

8、thatappearatthetimeofcoolingsteelfromrefinetemperaturetoliquidtemperature；anotheriscalledthirdlydeoxidizingproductsthatappearatthetimeofcoolingthesteelfromliquidphaselinetemperaturetosolidphaselinetemperature．Thenatureofth