D0I:10.13374.issn1001-053x.2011.12.016 第33卷第12期 北京科技大学学报 Vol.33 No.12 2011年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2011 RH纯循环对T一F钢洁净度的影响 王 敏”⑧包燕平2》 崔衡》吴维双2) 吴华杰》陈斌》 季晨曦》 1)北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心，北京1000832)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 3)首钢技术研究院，北京100087 ☒通信作者，E-mail:worldmind@163.com 摘要利用金属原位分析仪定量分析了过程A!系夹杂的数量，并用一种深度侵蚀的方法观察了夹杂物的三维真实形貌. 对过程全氧(T.O)、)含量变化进行了跟踪.通过延长RH合金化后的纯循环时间对过程洁净度进行了评价.结果表明： RH在合金化后保持8~10min的纯循环时间T.0可降低到30×10-6以下；废钢加入会极大影响钢液的洁净度，合金化完毕后 应避免废钢加入：加Al5min后夹杂物数量达到最大，为7.02mm2,主要为大型的团簇状夹杂，经过纯循环后，夹杂物数量、尺 寸均有较大的降低. 关键词F钢：炼钢：夹杂物：氧化铝：洁净度 分类号T℉769 Effect of RH pure circulation on the cleanness of titanium stabilized interstitial- free (Ti-F)steel WANG Min''☒，BAO Yan-ping》,CUl Heng,WU Wei--shuang,WU Hua-jie》,CHEN Bin》,I Chen-xi 1)National Engineering Research Center of Flat Rolling Equipment,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 3)SHOUGANG Technology Research Center,SHOUGANG Corporation,Beijing 100087,China Corresponding author,E-mail:worldmind@163.com ABSTRACT The number of Al type inclusions was analyzed by original position statistic distribution analysis (OPA)and the three- dimensional morphologies of inclusions were observed by a special depth erosion method.Total oxygen and nitrogen during the refining process were determined.Cleanness changes of the steel were evaluated by prolonging the RH pure circulation time.It is shown that the total oxygen can be reduced to 30 x 10when the RH pure circulation time is 8 to 10 min after alloying:the scrap steel should be adjusted before adding Al or titanium alloys,or it can influence the cleanness of the steel.The number of inclusions reaches the maxi- mum value of 7.02 mm"after adding Al within 5 min,with the main inclusions of cluster Al,O,,and the size and number of inclusions decrease significantly during RH pure circulation after alloying. KEY WORDS IF steel:steelmaking:inclusions;alumina;cleanliness 洁净钢的概念最早由Kiessling提出，后经不 洲、美国和日本的一些著名钢铁厂早在20世纪 断完善和发展，逐渐被量化和规范。目前对洁净钢 70一80年代为了批量、高效生产洁净钢就开始搭建 的定义认为回，当钢中杂质元素或非金属夹杂物的 洁净钢生产平台.目前我国国内也逐步的开始搭 数量、尺寸或分布对产品的性能没有影响时认为是 建“洁净钢生产平台”，部分工厂己经有了很好 洁净钢.随着社会的进步，客户对产品要求的提高， 的范例).本文通过实验探索T-F精炼过程中纯 如何高效、稳定和批量地生产洁净钢是摆在企业面 循环时间对钢液洁净度的影响，为合适的精炼时间 前的难题，也是当今炼钢技术重大的发展方向.欧 控制提供依据. 收稿日期：2010-1008 基金项目：“十一五”国家科技计划资助项目(20O6BAE03A06)
第 33 卷 第 12 期 2011 年 12 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 No． 12 Dec． 2011 RH 纯循环对 Ti--IF 钢洁净度的影响 王 敏1) 包燕平2) 崔 衡2) 吴维双2) 吴华杰2) 陈 斌3) 季晨曦3) 1) 北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心，北京 100083 2) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 3) 首钢技术研究院，北京 100087 通信作者，E-mail: worldmind@ 163． com 摘 要 利用金属原位分析仪定量分析了过程 Al 系夹杂的数量，并用一种深度侵蚀的方法观察了夹杂物的三维真实形貌． 对过程全氧( T． O) 、［N］含量变化进行了跟踪． 通过延长 RH 合金化后的纯循环时间对过程洁净度进行了评价． 结果表明: RH 在合金化后保持 8 ～ 10 min 的纯循环时间 T． O 可降低到 30 × 10 － 6 以下; 废钢加入会极大影响钢液的洁净度，合金化完毕后 应避免废钢加入; 加 Al 5 min 后夹杂物数量达到最大，为 7. 02 mm － 2 ，主要为大型的团簇状夹杂，经过纯循环后，夹杂物数量、尺 寸均有较大的降低． 关键词 IF 钢; 炼钢; 夹杂物; 氧化铝; 洁净度 分类号 TF769 Effect of RH pure circulation on the cleanness of titanium stabilized interstitialfree ( Ti-IF) steel WANG Min1) ，BAO Yan-ping2) ，CUI Heng2) ，WU Wei-shuang2) ，WU Hua-jie 2) ，CHEN Bin3) ，JI Chen-xi 3) 1) National Engineering Research Center of Flat Rolling Equipment，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 3) SHOUGANG Technology Research Center，SHOUGANG Corporation，Beijing 100087，China Corresponding author，E-mail: worldmind@ 163． com ABSTRACT The number of Al type inclusions was analyzed by original position statistic distribution analysis ( OPA) and the threedimensional morphologies of inclusions were observed by a special depth erosion method． Total oxygen and nitrogen during the refining process were determined． Cleanness changes of the steel were evaluated by prolonging the RH pure circulation time． It is shown that the total oxygen can be reduced to 30 × 10 － 6 when the RH pure circulation time is 8 to 10 min after alloying; the scrap steel should be adjusted before adding Al or titanium alloys，or it can influence the cleanness of the steel． The number of inclusions reaches the maximum value of 7. 02 mm － 2 after adding Al within 5 min，with the main inclusions of cluster Al2O3，and the size and number of inclusions decrease significantly during RH pure circulation after alloying． KEY WORDS IF steel; steelmaking; inclusions; alumina; cleanliness 收稿日期: 2010--10--08 基金项目: “十一五”国家科技计划资助项目( 2006BAE03A06) 洁净钢的概念最早由 Kiessling ［1］提出，后经不 断完善和发展，逐渐被量化和规范． 目前对洁净钢 的定义认为［2］，当钢中杂质元素或非金属夹杂物的 数量、尺寸或分布对产品的性能没有影响时认为是 洁净钢． 随着社会的进步，客户对产品要求的提高， 如何高效、稳定和批量地生产洁净钢是摆在企业面 前的难题，也是当今炼钢技术重大的发展方向． 欧 洲、美国和日本的一些著名钢铁厂早在 20 世 纪 70—80 年代为了批量、高效生产洁净钢就开始搭建 洁净钢生产平台［3］． 目前我国国内也逐步的开始搭 建“洁净钢生产平台”［4--6］，部分工厂已经有了很好 的范例［7］． 本文通过实验探索 Ti--IF 精炼过程中纯 循环时间对钢液洁净度的影响，为合适的精炼时间 控制提供依据． DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.12.016
第12期 王敏等：RH纯循环对T-F钢洁净度的影响 ·1449· 表1不同时刻钢中T.0和N门 1 实验方法 Table 1 Total oxygen and nitrogen of molten steel at different time 首钢集团迁安钢铁公司目前制备的T一F钢采 第一炉 第二炉 用BOF(210t)一RH一CC工艺路线.RH脱碳结束 t/minT.0/10-6N]/10-6t/minT.0/10-6N0/10-6 后向钢液中加Al粒脱氧，加Al3~4min后加Fe- 0.00 504 0.00 Ti70(Ti质量分数为70%的钛铁合金)合金化，之 9.00 459 4.28 875.6 后保证钢液纯循环4~6min破空.为了研究纯循环 15.00 429 13.12 728 过程对钢液洁净度的影响，本次实验在TiFe70合金 21.00 418.7 17.93 681 化后提高纯循环时间到20min,分析精炼过程洁净 22.00 416.8 23.83 659.4 度变化，确定最佳纯循环时间.实验两炉次，分别在 26.00 230 12 29.00 620 17 RH到站、RH脱碳结束取渣样.在脱碳过程中隔5 28.00 32 31.00 140 18 min利用定氧探头测定钢液活度氧(a[O]).加Al 33.00 48 17 3300 2 脱氧后每隔2min取真空针式样一个，RH处理结束 36.00 24 16 36.00 7 23 和真空室破空时连续取针样两个.精炼过程中每隔 38.00 26 7 38.00 40 21 5min取渣样和提桶样各一个，分别用来分析过程 42.00 65 18 41.00 20 20 T.0、N]和夹杂物变化. 44.00 27 16 44.00 29 20 为了对比渣中T.Fe含量对洁净度的影响，第 46.00 25 6 48.00 30 30 炉次出钢不对渣进行改质，渣T.Fe较高：第二炉 48.00 24 17 53.00 29 19 次转炉出钢后向渣面加400kg高Al缓释脱氧剂(A1 51.00 29 18 55.00 22 18 质量分数为50%)对渣进行扩散脱氧，降低渣中T.Fe. 52.00 34 19 56.00 49 23 采用金属原位分析仪(OPA-100)对Al系数量 54.00 17 18 58.00 14 18 分布进行定量分析习，对过程T.0、N]含量变化 55.00 18 17 进行跟踪，并通过一种特殊的深度侵蚀的方法对夹 注：t=0min表示RH处理开始时刻，加Al前测定值为a[O],加 杂物三维形貌进行观察 A1后测定值为T.O 2实验结果与讨论 512Fa 9512 一4→脱碳结束 -△-T.0 256 289 k --[N] 2.1RH循环过程中T.O、N]的变化 268kg 256 +A1粒 128 FeTi70 过程T.0、N)含量变化如表1，第一实验炉次 128 由于RH到站温度合适(1642℃)，精炼过程并没有加 6小 64 破空 废钢调温：第二实验炉次由于RH到站温度(1666℃) 31 32 -AA 高于目标到站温度上限(1640℃)，过程中加废钢进 16饮领脱碳 16 行调温. 第一炉RH到站钢液中a0]为504×10-6，采 0 10 20304050608 用吹氧脱碳模式，脱碳结束a[0]为417×10-6，向 RH处理时间/min 钢液中加Al粒289kg,2min内钢液中T.0迅速降 图1RH精炼过程T.0和N门含量变化（第一炉） 低到230×10-6,4min内降低到32×10-6，加入Fe- Fig.I Changes of total oxygen and nitrogen in molten steel during RH refining (Heat 1) Ti70合金后T.0上升到48×10-6.此过程T.0增 加有两方面原因：(1)渣中FO,对钢液二次氧化： 第二炉次T.0和N]含量变化与第一炉次相 (2)合金化过程导致真空度下降，造成真空室吸气. 似，如图2所示.脱碳结束后钢液中T.0为620× 随着纯循环的进行钢液中T.0进一步降低，纯循环 10-6,加Al后2min降低到140×10-6,4min降低到 6~8min后降低到28×10-6，此后T.0降低缓慢， 38×10-6,加TiFe70后T.0也有较大增加，纯循环 纯循环20min后T.0降低到24×10-6.RH破空时 8min后T.0降低到了20×10-6.之后由于加入 钢液有明显的增氧，主要由于钢液回落造成渣/钢界 142kg废钢，钢液中T.0升高约10×10-6，随着纯 面波动引起空气二次氧化.随着时间延长液面平稳 循环的进行降低到破空前的22×10~6 T.0最低达到18×10-6，如图1所示. 精炼过程N]由真空处理前的12×10-6增加到
第 12 期 王 敏等: RH 纯循环对 Ti--IF 钢洁净度的影响 1 实验方法 首钢集团迁安钢铁公司目前制备的 Ti--IF 钢采 用 BOF( 210 t) —RH—CC 工艺路线． RH 脱碳结束 后向钢液中加 Al 粒脱氧，加 Al 3 ～ 4 min 后加 FeTi70 ( Ti 质量分数为 70% 的钛铁合金) 合金化，之 后保证钢液纯循环 4 ～ 6 min 破空． 为了研究纯循环 过程对钢液洁净度的影响，本次实验在 TiFe70 合金 化后提高纯循环时间到 20 min，分析精炼过程洁净 度变化，确定最佳纯循环时间． 实验两炉次，分别在 RH 到站、RH 脱碳结束取渣样． 在脱碳过程中隔 5 min 利用定氧探头测定钢液活度氧( a［O］) ． 加 Al 脱氧后每隔 2 min 取真空针式样一个，RH 处理结束 和真空室破空时连续取针样两个． 精炼过程中每隔 5 min 取渣样和提桶样各一个，分别用来分析过程 T． O、［N］和夹杂物变化． 为了对比渣中 T． Fe 含量对洁净度的影响，第 一炉次出钢不对渣进行改质，渣 T． Fe 较高; 第二炉 次转炉出钢后向渣面加 400 kg 高 Al 缓释脱氧剂( Al 质量分数为50%) 对渣进行扩散脱氧，降低渣中 T． Fe． 采用金属原位分析仪( OPA--100) 对 Al 系数量 分布进行定量分析［8--9］，对过程 T． O、［N］含量变化 进行跟踪，并通过一种特殊的深度侵蚀的方法对夹 杂物三维形貌进行观察． 2 实验结果与讨论 2. 1 RH 循环过程中 T． O、［N］的变化 过程 T． O、［N］含量变化如表 1，第一实验炉次 由于 RH 到站温度合适( 1 642 ℃) ，精炼过程并没有加 废钢调温; 第二实验炉次由于 RH 到站温度( 1 666 ℃) 高于目标到站温度上限( 1 640 ℃ ) ，过程中加废钢进 行调温． 第一炉 RH 到站钢液中 a［O］为 504 × 10 － 6 ，采 用吹氧脱碳模式，脱碳结束 a［O］为 417 × 10 － 6 ，向 钢液中加 Al 粒 289 kg，2 min 内钢液中 T． O 迅速降 低到 230 × 10 － 6 ，4 min 内降低到 32 × 10 － 6 ，加入 FeTi70 合金后 T． O 上升到 48 × 10 － 6 ． 此过程 T． O 增 加有两方面原因: ( 1) 渣中 FeOx 对钢液二次氧化; ( 2) 合金化过程导致真空度下降，造成真空室吸气． 随着纯循环的进行钢液中 T． O 进一步降低，纯循环 6 ～ 8 min 后降低到 28 × 10 － 6 ，此后 T． O 降低缓慢， 纯循环 20 min 后 T． O 降低到 24 × 10 － 6 ． RH 破空时 钢液有明显的增氧，主要由于钢液回落造成渣/钢界 面波动引起空气二次氧化． 随着时间延长液面平稳 T． O 最低达到 18 × 10 － 6 ，如图 1 所示． 表 1 不同时刻钢中 T． O 和［N］ Table 1 Total oxygen and nitrogen of molten steel at different time 第一炉 第二炉 t /min T． O/10 － 6 ［N］/10 － 6 t /min T． O/10 － 6 ［N］/10 － 6 0. 00 504 — 0. 00 — — 9. 00 459 — 4. 28 875. 6 — 15. 00 429 — 13. 12 728 — 21. 00 418. 7 — 17. 93 681 — 22. 00 416. 8 — 23. 83 659. 4 — 26. 00 230 12 29. 00 620 17 28. 00 32 12 31. 00 140 18 33. 00 48 17 33. 00 38 21 36. 00 24 16 36. 00 79 23 38. 00 26 17 38. 00 40 21 42. 00 65 18 41. 00 20 20 44. 00 27 16 44. 00 29 20 46. 00 25 16 48. 00 30 20 48. 00 24 17 53. 00 29 19 51. 00 29 18 55. 00 22 18 52. 00 34 19 56. 00 49 23 54. 00 17 18 58. 00 14 18 55. 00 18 17 注: t = 0 min 表示 RH 处理开始时刻，加 Al 前测定值为 a［O］，加 Al 后测定值为 T． O． 图 1 RH 精炼过程 T． O 和［N］含量变化( 第一炉) Fig． 1 Changes of total oxygen and nitrogen in molten steel during RH refining ( Heat 1) 第二炉次 T． O 和［N］含量变化与第一炉次相 似，如图 2 所示． 脱碳结束后钢液中 T． O 为 620 × 10 － 6 ，加 Al 后 2 min 降低到 140 × 10 － 6 ，4 min 降低到 38 × 10 － 6 ，加 TiFe70 后 T． O 也有较大增加，纯循环 8 min 后 T． O 降低到了 20 × 10 － 6 ． 之后由于加入 142 kg 废钢，钢液中 T． O 升高约 10 × 10 － 6 ，随着纯 循环的进行降低到破空前的 22 × 10 － 6 ． 精炼过程［N］由真空处理前的 12 × 10 － 6 增加到 ·1449·
·1450· 北京科技大学学报 第33卷 1024F -a-T.0 1024 2父 -★A1,0 --[N 512 -o-le0 。废钢 512 2 256 ★Al粒 点粉e 4e1i70 256 脱C结束· 128 128 破空 64 20 32 16 16 16 14 8H到站10 203040 50 1 H到站 10 2030405060 RH处理时间min RH处理时间min 图2RH精炼过程T.0和门含量变化（第二炉） 图3 不同时刻渣中(F0,)与(A山2O,)质量分数的变化（第一 Fig.2 Changes of total oxygen and nitrogen in molten steel during 炉) RH refining (Heat 2) Fig.3 Changes of (FeO,)and (Al2O3)in slag at different time 了破空后的19×10-6.明显增N]的环节有两个： (Heat 1) (1)加TiFe70后钢液增N]约5×10-6；(2)破空后 40 增N]约2×10-6 附 -★A10 -Fe() 综合两炉次精炼过程T.0的变化可以判断： TiFe70加入完毕后应该保证至少8min纯循环时间 34 钢中T.0可以降低到30×10-6以下，且达到平稳， 32 纯循环过程中加入废钢会影响钢液洁净度，废钢的 加入应在脱碳过程中完成，合金化完毕后应避免废 钢加入. 脱碳结束→ 2.2RH循环过程中渣成分的变化 RH到站 10 20 30 40 50 脱碳过程中渣中(Fe0,)和(A山，03)变化较小， ll处理时间/min 随着钢液加Al脱氧，渣中(FO,)迅速降低，而 图4不同时刻渣中(F0,)与(A,0）质量分数的变化（第二 炉) (Al,O3)则迅速增加，直到RH处理40min(纯循环 Fig.4 Changes of (Fe0,)and (Al2 O3)in slag at different time 10min)后渣中(Fe0)达到最小值，（AL,03)达到最 (Heat 2) 大值，如图3所示.第二炉次由于出钢过程中加入 高A!缓释脱氧剂对渣进行扩散脱氧，RH到站渣中 2.0 ▲第一炉 (Fe0.)为7.74%：随着脱碳的进行(Fe0.)逐渐增 1.8 控制范围 加，脱碳结束后达到18.85%，由于钢液中a[O]高， 1.6 渣/钢平衡的氧势低于钢液中的氧势，缓释脱氧剂间 1.4 接对钢液进行脱氧而没有达到降低渣氧化性的目 的.随着钢液加Al脱氧，渣中(FeO)开始降低.渣 1.0 0 中(Al203)与(F0.)的变化趋势相反，脱碳结束 0.8 00000 (AL,0,）降到最低，精炼42min(纯循环10min)时达 0.6 到最大值（见图4）.从渣中(Fe0)、(A山03)判断， RH到站 10 2030405060 RH处理时间/min 最佳纯循环时间应控制在10min.综合图1~图4， 图5不同时刻渣中Ca0/A203的变化 目前工艺RH最佳纯循环时间应该控制在8~10min. Fig.5 Change of Ca0/Al2O in slag at different time 熔渣中(Ca0/A山，03)质量比在1.6~1.8之 间0时，渣对ALO3夹杂的吸附能力最强.如图5 (A山203)从脱碳结束后的32.33%增加到最大值的 所示.对比两炉次CaO/A山，O3可知，第一炉次RH 39.00%经过24min. 脱碳结束后渣对夹杂物的吸收能力优于第二炉次： TF钢治炼过程中，渣的合理控制对钢液洁 第一炉次渣中(AL,03)从脱碳结束的24.33%增加 净度至关重要.渣中(FeO)高会在后序过程中对钢 到最大值的32.07%经过16min,而第二炉次渣中 液造成二次氧化，但若出钢过程中将渣氧化性降低
北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 图 2 RH 精炼过程 T． O 和［N］含量变化( 第二炉) Fig． 2 Changes of total oxygen and nitrogen in molten steel during RH refining ( Heat 2) 了破空后的 19 × 10 － 6 ． 明显增［N］的环节有两个: ( 1) 加 TiFe70 后钢液增［N］约 5 × 10 － 6 ; ( 2) 破空后 增［N］约 2 × 10 － 6 ． 综合两炉次精炼过程 T． O 的变化可以判断: TiFe70 加入完毕后应该保证至少 8 min 纯循环时间 钢中 T． O 可以降低到 30 × 10 － 6 以下，且达到平稳， 纯循环过程中加入废钢会影响钢液洁净度，废钢的 加入应在脱碳过程中完成，合金化完毕后应避免废 钢加入． 2. 2 RH 循环过程中渣成分的变化 脱碳过程中渣中( FeOx ) 和( Al2O3 ) 变化较小， 随着 钢 液 加 Al 脱 氧，渣 中 ( FeOx ) 迅 速 降 低，而 ( Al2O3 ) 则迅速增加，直到 RH 处理 40 min ( 纯循环 10 min) 后渣中( FeOx ) 达到最小值，( Al2O3 ) 达到最 大值，如图 3 所示． 第二炉次由于出钢过程中加入 高 Al 缓释脱氧剂对渣进行扩散脱氧，RH 到站渣中 ( FeOx ) 为 7. 74% ; 随着脱碳的进行( FeOx ) 逐渐增 加，脱碳结束后达到 18. 85% ，由于钢液中 a［O］高， 渣/钢平衡的氧势低于钢液中的氧势，缓释脱氧剂间 接对钢液进行脱氧而没有达到降低渣氧化性的目 的． 随着钢液加 Al 脱氧，渣中( FeOx ) 开始降低． 渣 中( Al2O3 ) 与( FeOx ) 的变化 趋 势 相 反，脱 碳 结 束 ( Al2O3 ) 降到最低，精炼 42 min( 纯循环 10 min) 时达 到最大值( 见图 4) ． 从渣中( FeOx ) 、( Al2O3 ) 判断， 最佳纯循环时间应控制在 10 min． 综合图 1 ～ 图 4， 目前工艺 RH 最佳纯循环时间应该控制在8 ～10 min． 熔渣 中 ( CaO/Al2O3 ) 质 量 比 在 1. 6 ～ 1. 8 之 间［10］时，渣对 Al2O3 夹杂的吸附能力最强． 如图 5 所示． 对比两炉次 CaO/Al2O3 可知，第一炉次 RH 脱碳结束后渣对夹杂物的吸收能力优于第二炉次; 第一炉次渣中( Al2O3 ) 从脱碳结束的 24. 33% 增加 到最大值的 32. 07% 经过 16 min，而第二炉次渣中 图 3 不同时刻渣中( FeOx ) 与( Al2O3 ) 质量分数的变化( 第一 炉) Fig． 3 Changes of ( FeOx ) and ( Al2O3 ) in slag at different time ( Heat 1) 图 4 不同时刻渣中( FeOx ) 与( Al2O3 ) 质量分数的变化( 第二 炉) Fig． 4 Changes of ( FeOx ) and ( Al2O3 ) in slag at different time ( Heat 2) 图 5 不同时刻渣中 CaO/Al2O3 的变化 Fig． 5 Change of CaO/Al2O3 in slag at different time ( Al2O3 ) 从脱碳结束后的 32. 33% 增加到最大值的 39. 00% 经过 24 min． Ti--IF 钢冶炼过程中，渣的合理控制对钢液洁 净度至关重要． 渣中( FeOx ) 高会在后序过程中对钢 液造成二次氧化，但若出钢过程中将渣氧化性降低 ·1450·
第12期 王敏等：RH纯循环对T-F钢洁净度的影响 ·1451· 到较低水平，脱碳过程中仍然会导致钢液向渣传氧， 12min后达到2.98mm-2,此时夹杂物数量趋于稳定. 且由于改质后渣中高的(A山，0，)会降低后序过程渣 对A山，O,的吸收能力.应该采用双步法对渣进行改 质，出钢过程中将渣氧化性适当降低，在RH脱碳结 束后再进一步降低渣氧化性，同时在改质过程中应 5 考虑合理的CaO/Al,O3控制范围. 4 2.3RH过程夹杂物的变化 3 图6表明：加Al后2min钢中当量直径5um夹 杂物平均为l.85mm-2,加Al后5min(加TiFe70后 2min)平均夹杂物数量达到最大，为7.02mm-2,Al 2 3 5 工序 粒加入后，钢液中一边反应形成细小的A山，03，一边 工序：1一加Al后2min:2一加TiFe70后2min:3一纯循环4min 碰撞、长大，图7为加Al5min后形成的典型团簇状 4一纯循环8min:5一纯循环12min:6一RH结束 A山，O3,直到自由氧全部转化成A山，O,后夹杂物数量 图6各工序平均夹杂物数量（当量直径5μm) 达到最大；合金化完毕随着H纯循环的进行，夹杂 Fig.6 Average number of inclusions at different positions (equiva- 物数量逐渐降低，纯循环8min降低到5.74mm-2, lent diameter5um） 26kUX2,5618m 55 SEI 图7团簇状Al203(加Al5min) Fig.7 Cluster Al,O (5 min after Al addition) 属学会译.北京：治金工业出版社，2006：23) 3结论 B]Xu K D.Certain basic subjects on clean steel.Acta Metall Sin, 2009,45(3):257 (1)目前工艺条件下RH在TiFe70合金化后 (徐匡迪.关于洁净钢的若干基本问题.金属学报，2009,45 保持8~10min的纯循环时间T.0可降低到30× (3):257) 10-6以下. 4]Yin R Y.Integrated technology of the platform for clean steel pro- (2)合金化之后再加入废钢会影响钢液的洁净 ductionan important direction of the technology progress in steel- 度，T.0最多可升高10×106 making.Steelmaking,2009,25(6):1 (股瑞钰.洁净钢平台集成技术—现代炼钢技术进步的重 (3)加Al后5min内夹杂物数量达到最大为 要方向.炼钢，2009,25(6)：1) 7.02mm2,主要为大型的团簇状夹杂，经过纯循环 5 Yin R Y.Selecting secondary refining technology properly and 后，夹杂物数量尺寸均有较大的降低. pushing forward construction of high efficient and low cost "clean steel platform".Steelmaking,2010,26(2):1 参考文献 (殷瑞钰.合理选择二次精炼技术，推进高效率低成本“洁净 钢平台”建设.炼钢，2010,26(2)：1) [Kiessling R.Non-Metallic Inclusions in Steel.London:The Iron 6 Liu LA proposal to establish a platform for manufacturing high ef and Steel Institute,1968 ficiency and low cost clean steel.Iron Steel,2010,45(1):1 D]IISI.Clean Steel:Clean Steel Production Technology.Chinese So- (刘浏.如何建立高效低成本洁净钢平台.钢铁，2010,45 ciety for Metals,Translated.Beijing:Metallurgical Industry (1):1) Press,2006:23 7]Li B H.Zhang J.Li Y D,et al.Production technology of clean (国际钢铁协会编著.洁净钢：洁净钢生产工艺技术。中国金 steel applied in Shougang.China Metall,2004,28(7):7
第 12 期 王 敏等: RH 纯循环对 Ti--IF 钢洁净度的影响 到较低水平，脱碳过程中仍然会导致钢液向渣传氧， 且由于改质后渣中高的( Al2O3 ) 会降低后序过程渣 对 Al2O3 的吸收能力． 应该采用双步法对渣进行改 质，出钢过程中将渣氧化性适当降低，在 RH 脱碳结 束后再进一步降低渣氧化性，同时在改质过程中应 考虑合理的 CaO/Al2O3 控制范围． 2. 3 RH 过程夹杂物的变化 图 6 表明: 加 Al 后 2 min 钢中当量直径 5 μm 夹 杂物平均为 1. 85 mm － 2 ，加 Al 后 5 min ( 加 TiFe70 后 2 min) 平均夹杂物数量达到最大，为 7. 02 mm － 2 ，Al 粒加入后，钢液中一边反应形成细小的 Al2O3，一边 碰撞、长大，图 7 为加 Al 5 min 后形成的典型团簇状 Al2O3，直到自由氧全部转化成 Al2O3 后夹杂物数量 达到最大; 合金化完毕随着 RH 纯循环的进行，夹杂 物数量逐渐降低，纯循环 8 min 降低到 5. 74 mm － 2 ， 12 min 后达到2. 98 mm －2 ，此时夹杂物数量趋于稳定． 工序: 1—加 Al 后 2 min; 2—加 TiFe70 后 2 min; 3—纯循环 4 min; 4—纯循环 8 min; 5—纯循环 12 min; 6—RH 结束 图 6 各工序平均夹杂物数量( 当量直径 5 μm) Fig． 6 Average number of inclusions at different positions ( equivalent diameter 5 μm) 图 7 团簇状 Al2O3 ( 加 Al 5 min) Fig． 7 Cluster Al2O3 ( 5 min after Al addition) 3 结论 ( 1) 目前工艺条件下 RH 在 TiFe70 合金化后 保持 8 ～ 10 min 的纯循环时间 T． O 可降低到 30 × 10 － 6 以下． ( 2) 合金化之后再加入废钢会影响钢液的洁净 度，T． O 最多可升高 10 × 10 － 6 ． ( 3) 加 Al 后 5 min 内夹杂物数量达到最大为 7. 02 mm － 2 ，主要为大型的团簇状夹杂，经过纯循环 后，夹杂物数量尺寸均有较大的降低． 参 考 文 献 ［1］ Kiessling R． Non-Metallic Inclusions in Steel． London: The Iron and Steel Institute，1968 ［2］ IISI． Clean Steel: Clean Steel Production Technology． Chinese Society for Metals， Translated． Beijing: Metallurgical Industry Press，2006: 23 ( 国际钢铁协会编著． 洁净钢: 洁净钢生产工艺技术． 中国金 属学会译． 北京: 冶金工业出版社，2006: 23) ［3］ Xu K D． Certain basic subjects on clean steel． Acta Metall Sin， 2009，45( 3) : 257 ( 徐匡迪． 关于洁净钢的若干基本问题． 金属学报，2009，45 ( 3) : 257) ［4］ Yin R Y． Integrated technology of the platform for clean steel production—an important direction of the technology progress in steelmaking． Steelmaking，2009，25( 6) : 1 ( 殷瑞钰． 洁净钢平台集成技术———现代炼钢技术进步的重 要方向． 炼钢，2009，25( 6) : 1) ［5］ Yin R Y． Selecting secondary refining technology properly and pushing forward construction of high efficient and low cost“clean steel platform”． Steelmaking，2010，26( 2) : 1 ( 殷瑞钰． 合理选择二次精炼技术，推进高效率低成本“洁净 钢平台”建设． 炼钢，2010，26( 2) : 1) ［6］ Liu L． A proposal to establish a platform for manufacturing high efficiency and low cost clean steel． Iron Steel，2010，45( 1) : 1 ( 刘浏． 如何建立高效低成本洁净钢平台． 钢铁，2010，45 ( 1) : 1) ［7］ Li B H，Zhang J，Li Y D，et al． Production technology of clean steel applied in Shougang． China Metall，2004，28( 7) : 7 ·1451·
·1452· 北京科技大学学报 第33卷 (李本海，章军，李永东，等.洁净钢治炼技术在首钢的应用 nique for clean steel.J Unie Sci Technol Beijing,2007,29 (9): 中国治金，2004,28(7)：7) 890 8]Wang HZ.Original position statistic distribution analysis-new (唐复平，常桂华，栗红，等.洁净钢中夹杂物快速检测技术 analytical method in quality evaluation of process metallurgy and 北京科技大学学报，2007,29(9)：890) metal materials.Chin J Nonferrous Met,2004,14 (Suppl 1):98 [10]Yoon B H,Heo K H,Kim J S,et al.Improvement of steel (王海舟.原位统计分布分析一治金工艺及材料性能的判 cleanliness by controlling slag composition.fronmaking Steelmak- 据新技术.中国有色金属学报，2004,14（增刊1）：98) img,2002,29(3):215 Tang F P,Chang G H,Li H,et al.Inclusion quick analysis tech-
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