Vol.29 Suppl.1 李长荣等：高级管线钢生产适宜洁净度的研究 11 杂物；采用英国Cambridges-.250MK3扫描电镜对夹 搅拌和倒包操作、保护浇铸装置、中间包操作、以 杂物形貌进行观察，同时，结合能谱分析对夹杂物 及浇铸操作等等，是能够获得理想的钢材洁净度的， 成分进行测定：采用红外吸收法测定钢中的T[O] 对于钢材洁净度的表征，尚无标准，不同用途 含量 的钢材对夹杂物粒度的控制是不相同的.国际钢铁 2.2研究结果与分析 协会(IIS)技术委员会(TECHCO)洁净钢研究报告] 研究结果显示：该钢厂的管线钢在LF精炼处 认为管线钢中的夹杂物总氧含量应小于100×10~6， 理前的钢水中T[0]平均为60.17×10-6.结晶器中 小于30μm的夹杂危害性不大.从上述研究中的夹 T[O]的平均值为20.83×10-6，正常铸坯中T[O]的平 杂物粒径分布可以看出，钢中的夹杂物比较细小， 均值为17.33×10-6. 都小于30um.,但是为了避免出现较大尺寸的夹杂 LF炉精炼对降低钢中T[O]、减少钢中夹杂物 和减少夹杂物数量，生产中人们通常总是尽量降低 数量成效显著：VD炉的精炼工艺，对降低钢中T[O] T[O]含量.从图2可以看出：随着精炼时间的延长， 效果显著，但对减少显微夹杂物数量效果并不明显： 其精炼效果并不是线性增加的34，精炼中脱S、脱 中间包治金，对减少显微夹杂物数量效果显著：铸 P、脱气也有类似规律 坯中的T[O]为17.33×106，铸坯中显微夹杂物数量 100 为2.40个mm2:结晶器钢水及铸坯都具有较高的 清洁度水平. 80I 采用金相法在金相显微镜下连续观察100个视 60- 场.统计各阶段夹杂物的数量，类型及尺寸分布， 每个视场中的夹杂按尺寸分为<2.5um,2.5~5μm, 40- 5~10um,10~20um,>20μm五级，并用直线法进 20 行统计.统计结果见图1. 80 300 600 900 1200 ■<2.5μm▣10-20um ■2.5-5um■>20μm 口5-10μm 脱氧后处理时间/s 图2RH精炼过程中TO1的行为， 精炼时间的延长会带来一系列的问题：如钢水 温度降低、钢水在钢包内滞留时间的延长、精炼效 LF前LF后VD中间包结品器铸坯 率降低等.钢水洁净度的提高不可避免地使炼钢成 各工序钢 本有所上升，如何在满足钢材质量的前提下降低生 产成本是企业极为关心的问题 图1各工序钢中显微夹杂物粒径分布的变化 由图1可知，各工序钢水中的显微夹杂物都集 4管线钢生产适宜的洁净度的寻求 中分布在0~5m之间.可以看出：从LF精炼处理 前开始，到以后的各工序，<2.5μm的小颗粒夹杂 目前，世界范围内生产管线钢的精炼设备种类 有增加的趋势.同时10~20μm以及>20μm的较大 很多，都可以达到相当的洁净度，虽然工艺路线不 颗粒夹杂则有明显降低的趋势，说明经过各道工序 同，但结果证明，工艺路线不影响钢水的洁净度， 之后夹杂物的粒径在逐步变小，有利于钢水质量的 国内管线钢生产厂家的生产工艺也不尽相同， 提高. 本研究中的炼钢厂采用的生产工艺为：铁水预处理 →100t顶吹转炉→LF精炼处理→VD精炼处理→连 3 钢水洁净度与生产成本之间的关 铸工艺生产X70管线钢.而宝钢高韧性X70钢的生 系 产工艺为：铁水三脱→300t顶底复吹转炉→LF处 理→RH及钙处理一板坯连铸→板坯再加热→控扎 以上的研究表明：只要严格控制整个炼钢工艺 控冷→卷取) 和浇注过程，将控制钢的洁净度贯穿整个生产过程， 根据文献介绍，欧洲管线钢的生产工艺达16 其中包括脱氧和合金化的时间及地点、炉外精炼、 种之多，出钢时的溶解氧含量变化范围很大（从Vol.29 Suppl.1 李长荣等：高级管线钢生产适宜洁净度的研究 • 11 • 杂物；采用英国 Cambridges-250MK3 扫描电镜对夹 杂物形貌进行观察，同时，结合能谱分析对夹杂物 成分进行测定；采用红外吸收法测定钢中的 T[O] 含量． 2.2 研究结果与分析 研究结果显示：该钢厂的管线钢在 LF 精炼处 理前的钢水中 T[O]平均为 60.17×10−6 ．结晶器中 T[O]的平均值为 20.83×10−6 ，正常铸坯中 T[O]的平 均值为 17.33×10−6 ． LF 炉精炼对降低钢中 T[O]、减少钢中夹杂物 数量成效显著；VD 炉的精炼工艺，对降低钢中 T[O] 效果显著，但对减少显微夹杂物数量效果并不明显； 中间包冶金，对减少显微夹杂物数量效果显著；铸 坯中的 T[O]为 17.33×10−6 ，铸坯中显微夹杂物数量 为 2.40 个/mm2 ；结晶器钢水及铸坯都具有较高的 清洁度水平． 采用金相法在金相显微镜下连续观察 100 个视 场．统计各阶段夹杂物的数量，类型及尺寸分布， 每个视场中的夹杂按尺寸分为<2.5 µm，2.5∼5 µm， 5∼10 µm，10∼20 µm，>20 µm 五级，并用直线法进 行统计．统计结果见图 1． 图 1 各工序钢中显微夹杂物粒径分布的变化 由图 1 可知，各工序钢水中的显微夹杂物都集 中分布在 0∼5 µm 之间．可以看出：从 LF 精炼处理 前开始，到以后的各工序，<2.5 µm 的小颗粒夹杂 有增加的趋势．同时 10∼20 µm 以及>20 µm 的较大 颗粒夹杂则有明显降低的趋势，说明经过各道工序 之后夹杂物的粒径在逐步变小，有利于钢水质量的 提高． 3 钢水洁净度与生产成本之间的关 系 以上的研究表明：只要严格控制整个炼钢工艺 和浇注过程，将控制钢的洁净度贯穿整个生产过程， 其中包括脱氧和合金化的时间及地点、炉外精炼、 搅拌和倒包操作、保护浇铸装置、中间包操作、以 及浇铸操作等等，是能够获得理想的钢材洁净度的． 对于钢材洁净度的表征，尚无标准，不同用途 的钢材对夹杂物粒度的控制是不相同的．国际钢铁 协会(IISI)技术委员会(TECHCO)洁净钢研究报告[2] 认为管线钢中的夹杂物总氧含量应小于 100×10−6 ， 小于 30 µm 的夹杂危害性不大．从上述研究中的夹 杂物粒径分布可以看出，钢中的夹杂物比较细小， 都小于 30 µm．但是为了避免出现较大尺寸的夹杂 和减少夹杂物数量，生产中人们通常总是尽量降低 T[O]含量．从图 2 可以看出：随着精炼时间的延长， 其精炼效果并不是线性增加的[3-4]，精炼中脱 S、脱 P、脱气也有类似规律． 图 2 RH 精炼过程中 T[O]的行为[4] 精炼时间的延长会带来一系列的问题：如钢水 温度降低、钢水在钢包内滞留时间的延长、精炼效 率降低等．钢水洁净度的提高不可避免地使炼钢成 本有所上升，如何在满足钢材质量的前提下降低生 产成本是企业极为关心的问题． 4 管线钢生产适宜的洁净度的寻求 目前，世界范围内生产管线钢的精炼设备种类 很多，都可以达到相当的洁净度，虽然工艺路线不 同，但结果证明，工艺路线不影响钢水的洁净度． 国内管线钢生产厂家的生产工艺也不尽相同， 本研究中的炼钢厂采用的生产工艺为：铁水预处理 →100 t顶吹转炉→LF精炼处理→VD精炼处理→连 铸工艺生产 X70 管线钢．而宝钢高韧性 X70 钢的生 产工艺为：铁水三脱→300 t 顶底复吹转炉→LF 处 理→RH 及钙处理→板坯连铸→板坯再加热→控扎 控冷→卷取[5]． 根据文献介绍，欧洲管线钢的生产工艺达 16 种之多[2]，出钢时的溶解氧含量变化范围很大(从