IF钢铸坯表层洁净度研究

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1、IF钢铸坯表层洁净度研究田恩华J崔衡-尤大利-王振炜J杜建新$（1.北京科技大学冶金工程研究院，北京100083；2.北京科大恒兴高技术冇限公司，北京100083）摘要：采用金属原位分析仪（OPA・100）对国内某厂同浇次不同浇铸阶段（开浇头坯、正常坯、浇铸末期尾坏）的IF钢铸坏表层非金属夹杂物含屋及夹杂物粒径分布进行了研究分析。结果表明：铸坯内弧和外弧表层非金属夹杂物含最及粒径的趋势基本吻合。铸坯中铝系夹杂物含量：头坯〉尾坯〉正常坯，正常坯中铝系夹杂物含量稳定，处于非稳态浇铸期的头坯和尾坯屮铝系夹杂物含量波动较人，在距铸坯表面5.6mm之后逐渐减小；铸坯屮铝系夹杂物的平均粒度和

2、人于5//m的夹杂物所占比例均随着距铸坯表面距离的增加而减小。关键词：OPA；IF钢；夹杂物；非稳态浇铸由于IF钢中没有间隙原子，具有优越的深冲性能和非时效性，而广泛应用于汽车面板的牛产[口】。为了保证IF钢产品良好的表面质量，不仅要严格满足成分要求，对钢中非金属夹杂物的要求也非常严格⑴，尤具耍严格控制铸坯表层的非金属夹杂物。1研究方法1.1工艺条件某钢厂生产IF钢的流程为：铁水预处理-顶底复吹转炉->RH真空精炼t连铸。连铸机的工艺参数见表1。表1连铸机工艺参数连铸机机型断面规格中间包结晶器长正常拉速/容址々度/mm（memin）直瓠形23()mmX16()0mm60CXX)1

3、.1〜1.41.2取样方法本试验浇次共4个炉次，取本试验浇次的第一炉第一块铸坯（头坯），第二炉第一块铸坯（正常坯），最后一炉最后一块铸坯（尾坯）。试验浇次屮间包钢水化学成分如表2所示。衰21F钢中间包钢水化学成分铸坯类型CSiMnPSAl,ALTi头坯止常坯尾坯0.()02()().()1()0.1200.(M)6(h(M)60.()280.025()•070()•(X)270.02()0.15()0.(M)6(h0060.0290.()25()•070()•()023(h0100.12()0.(M)60.(M)60.0290.0260.070在每块铸坯的内弧、外弧分别取金属原位

4、分析试样，金属原位分析试样尺寸为80mmx60mmx40mmo其中60mm为拉坯方向，80mm为铸坯宽度方向，位置为宽度方向铸坯边部处，40nm为铸坯厚度方向，位置为内（外）弧至厚度方向40mmo在试验进行之前，首先要去掉铸坯表而的氧化铁皮，氧化铁皮的厚度人约为0.8mm,之后每次试验刨掉1.6mm,刨削加工4次，在每次加工后均采用金属原位分析仪对试样表面进行走行扫描分析。1.3分析方法1.3.1金属原位分析采用金属原位分析仪（OPA-100）对表层的非金属夹杂物含量及粒度进行分析测定〔处]。OPA-100基本工作参数见表3[4'5]o«3OPA-IO0基本工作参数扫描方式扫描速

5、度/知搂商出澈发频率/激发电容/激发电阻/行间距/激发深度/(mm*s)Hz卩卜flmmpm面扫描1.050mmX3()mm5007.06.02mm9〜2()金属原位分析仪在试样表面扫描检测到非金属夹杂物时，反映该夹杂物组成元索的光谱强度会出现异常增加(通称为异常信号)。异常信号的净强度值与夹杂物的粒径分布有相关性，而界常信号的相对频数则与夹杂物含量具有和关性。通过统计分析界常信号的净强度和其出现频度门J以获得夹杂物的含量和粒度，其数学表达式见式(1)、式⑵w(ad-w(Al,)(r-/<»)j^p(1)D=t2/Zix/Wo(2)式中，负Al)为铝系夹杂物的质量分数，%；e(A

6、lJ为钢中全铝质量分数，%；r为界常火花强度；A)为总体平均强度；P为异常频数；只为火花总频数；Q为夹杂物粒径；6为夹杂物粒径阈值；仆b为常数项。1.3.2金相法分析在光学显微镜下观察和统计夹杂物的数量、尺寸分布。对所有金相试样(12mmx12mmx1Omm)进行粗解、细磨和抛光后，在金相显微镜下放大500倍，各观察50个视场，对不同粒径夹杂物的数量进行统计。133扫描电镜和能谱仪分析对表面抛光好的金相试样(12mmxl2mmxl0mm),用ZEISSULTRA55热场发射扫描电子显微镜观察典型夹杂物的形貌和尺寸，并用X射线能谱仪分析夹杂物成分。2试验结果及讨论2.1铝系夹杂物含

7、量分析图1为距内弧、外弧表而不同距离的铝系夹杂物含量。可以看出，头坯的铝系夹杂物含虽均高于同浇次英他铸坯，这主要是由于此时处于开浇阶段，发生了较严重的卷渣和二次氧化。夹杂物在屮间包内没有足够的上浮时间而被凝固坯壳捕获，同时，屮间包覆盖剂和结品器保护渣还没有及时熔化、铺展，还没有形成稳定的熔渣层而不足以防止二次氧化，且当液而波动大时由于液渣层较薄而更易引起卷渣，致使头坏铝系夹杂物含量鮫高。55w50?45540235黒30畫25牛20宴1531050.81.62.43.24.04.