D0L:10.13374h.issn1001-053x.2007.s1.039 第29卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.29 Suppl.1 2007年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 津西H型钢冶炼过程中夹杂物行为 韦士来”杨景军2 1)河北津西钢铁股份有限公司，唐山0630062)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 摘要通过津西钢铁公司H型钢冶炼过程中全氧和氮含量的变化分析了其对H型钢质量的影响，钢中的大型夹杂 物和显微夹杂物的类型、形态等.利用体积率法计算了钢中各类型夹杂物的分布情况.钢水一次脱氧不彻底，钢中T[O] 高，造成夹杂物多，夹杂含量波动为裂纹的形成埋下隐患；由中间包到铸坯，夹杂物的去除率约为40%左右，大部分 夹杂物来源并不单一；铸坯中显微夹杂粒径较小，0-10um的夹杂占64%以上，而大于20um的夹杂约占20%. 关健词炼钢：全氧：夹杂物：脱氧 分类号TG203*.1 热轧H型钢是一种具有优越力学性能的经济断 的8%~10%加入，取所用中间包的第一炉钢水、第 面型材.自20世纪60年代起，随着世界钢铁工业 二炉钢水，在转炉出钢13时投入到钢包中： 的发展，H型钢的生产也随之得到迅速发展，被广 中间包示踪剂采用La203,按渣量8%~10%加 泛应用在建筑、电力、水利、化工、石油等领域.在 入，和中包覆盖剂混合均匀后装袋按常规操作加入 H型钢的生产过程中，近终形异型连铸坯由于铸坯 到中间包，一炉加完： 断面接近最终产品形状，同时减少工序、提高成品 中间包打结料中加入示踪剂CezO3,中间包打 收得率、降低能耗等方面的优势，成为生产H型钢 结好后，在水口区域打结料表面局部再涂抹一层含 的理想坯料山 50%示踪剂铈的打结料，烘烤备用： 河北津西钢铁股份有限公司100万t/aH型钢厂 结晶器保护渣的示踪利用保护渣中本身所含的 自2006年5月投产以来不断消化吸收近终形异型坯 Na2O、KzO即可，取渣样分析成分. 连铸及初轧、万能串列轧制技术，顺利进入规范化 在转炉终点，脱氧结束，中间包的出口、入口 试生产阶段.由于异型坯截面形状的复杂，给连铸 处，铸坯和轧材上取钢样，进行分析. 工艺、轧制控制等带来较大困难，尤其是异型坯和 轧后H型钢出现的表面裂纹成为急需解决的问 2实验结果与分析 题.为改善津西钢铁公司异型坯的表面质量，本文 2.1钢中T[O]和N含量变化 对H型钢治炼过程中T[O]、N门变化，宏观夹杂物 和显微夹杂物的种类、大小、数量等进行了分析， 将取自钢包、中间包、结晶器及铸坯中的试样 进行氧、氮含量分析，钢中T[O]及N含量变化如表 讨论夹杂物对异型坯产生表面裂纹的影响. 1和表2所示. 1实验方案 由图1，在稳定浇注条件下，中间包内T[O]含 量总趋势随着浇注炉数的增加而降低，但变化幅度 采用示踪剂追踪，系统取样，使用大样电解、 很小，变化区间介于9.4×10-5~9×106，在1、2炉 金相显微镜和扫描电镜分析钢中夹杂物的数量、形 交接处由于中间包液面波动，T[O]含量有所增加， 态、尺寸、分布、来源等综合分析方法对H型钢异 达到1.06×104.结晶器内T[O]和N含量变化如图2 型坯生产过程洁净度水平和夹杂物来源进行研究， 所示 并分析其对产生表面裂纹的影响.采用一个浇次并 由图3对比1流铸坯和2流铸坯的T[O]量变化 加入示踪剂进行试验.示踪剂种类及加入量如下： 可以发现，1流铸坯的T[O]量在浇注初期高于2流 转炉渣示踪剂采用BaCO3,按BaO占钢包渣量 铸坯的T[O]量，分析认为是流场分布不合理，造成 收精日期：2007-02-01修回日期：2007-04-15 作者简介：韦士来(1967一)，男，工程师第 29 卷 增刊 1 北 京 科 技 大 学 学 报 Vol.29 Suppl.1 2007 年 6 月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 收稿日期：2007−02−01 修回日期：2007−04−15 作者简介：韦士来(1967 ⎯), 男, 工程师 津西 H 型钢冶炼过程中夹杂物行为 韦士来 1) 杨景军 2) 1)河北津西钢铁股份有限公司，唐山 063006 2)北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 摘 要 通过津西钢铁公司 H 型钢冶炼过程中全氧和氮含量的变化分析了其对 H 型钢质量的影响，钢中的大型夹杂 物和显微夹杂物的类型、形态等．利用体积率法计算了钢中各类型夹杂物的分布情况．钢水一次脱氧不彻底，钢中 T[O] 高，造成夹杂物多，夹杂含量波动为裂纹的形成埋下隐患; 由中间包到铸坯，夹杂物的去除率约为 40%左右; 大部分 夹杂物来源并不单一; 铸坯中显微夹杂粒径较小，0~10 µm 的夹杂占 64%以上，而大于 20 µm 的夹杂约占 20%． 关键词 炼钢；全氧；夹杂物；脱氧 分类号 TG 203+ .1 热轧 H 型钢是一种具有优越力学性能的经济断 面型材．自 20 世纪 60 年代起，随着世界钢铁工业 的发展，H 型钢的生产也随之得到迅速发展，被广 泛应用在建筑、电力、水利、化工、石油等领域．在 H 型钢的生产过程中，近终形异型连铸坯由于铸坯 断面接近最终产品形状，同时减少工序、提高成品 收得率、降低能耗等方面的优势，成为生产 H 型钢 的理想坯料[1]． 河北津西钢铁股份有限公司 100万 t/a H型钢厂 自 2006年 5月投产以来不断消化吸收近终形异型坯 连铸及初轧、万能串列轧制技术，顺利进入规范化 试生产阶段．由于异型坯截面形状的复杂，给连铸 工艺、轧制控制等带来较大困难，尤其是异型坯和 轧后 H 型钢出现的表面裂纹成为急需解决的问 题．为改善津西钢铁公司异型坯的表面质量，本文 对 H 型钢冶炼过程中 T[O]、[N]变化，宏观夹杂物 和显微夹杂物的种类、大小、数量等进行了分析， 讨论夹杂物对异型坯产生表面裂纹的影响． 1 实验方案 采用示踪剂追踪，系统取样，使用大样电解、 金相显微镜和扫描电镜分析钢中夹杂物的数量、形 态、尺寸、分布、来源等综合分析方法对 H 型钢异 型坯生产过程洁净度水平和夹杂物来源进行研究， 并分析其对产生表面裂纹的影响．采用一个浇次并 加入示踪剂进行试验．示踪剂种类及加入量如下： 转炉渣示踪剂采用 BaCO3，按 BaO 占钢包渣量 的 8%~10%加入，取所用中间包的第一炉钢水、第 二炉钢水，在转炉出钢 1/3 时投入到钢包中； 中间包示踪剂采用 La2O3，按渣量 8%~10%加 入，和中包覆盖剂混合均匀后装袋按常规操作加入 到中间包，一炉加完； 中间包打结料中加入示踪剂 Ce2O3，中间包打 结好后，在水口区域打结料表面局部再涂抹一层含 50％示踪剂铈的打结料，烘烤备用； 结晶器保护渣的示踪利用保护渣中本身所含的 Na2O、K2O 即可，取渣样分析成分． 在转炉终点，脱氧结束，中间包的出口、入口 处，铸坯和轧材上取钢样，进行分析． 2 实验结果与分析 2.1 钢中 T[O]和 N 含量变化 将取自钢包、中间包、结晶器及铸坯中的试样 进行氧、氮含量分析，钢中 T[O]及 N 含量变化如表 1 和表 2 所示． 由图 1，在稳定浇注条件下，中间包内 T[O]含 量总趋势随着浇注炉数的增加而降低，但变化幅度 很小，变化区间介于 9.4×10−5 ~9×10−6 ，在 1、2 炉 交接处由于中间包液面波动，T[O]含量有所增加， 达到 1.06×10−4 ．结晶器内 T[O]和 N 含量变化如图 2 所示． 由图 3 对比 1 流铸坯和 2 流铸坯的 T[O]量变化 可以发现，1 流铸坯的 T[O]量在浇注初期高于 2 流 铸坯的 T[O]量，分析认为是流场分布不合理，造成 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2007.s1.039