增刊1 陈俊杰等：F钢连铸坯表层夹杂物 ·177· 在3mm表面Al系夹杂物的平均粒径最大，为 此类复合型夹杂物（图10(d))的中心是细小 5.61μm,从3到6mm逐渐减小，在6mm处为 的A山，03，外围多是方形TiN,少数为多边形TN. 5.28um.在3mm表面处，大于10μm的夹杂物所 AL,O3是TiN的异质形核中心，钢中的Ti和N是在 占比例为12.34%，到6mm处降到9.5%. A山2O3基础上形成TN并长大的.这类夹杂物尺寸 2.4典型夹杂物分析 较小，多数在5m以下，在钢中大量分布 铸坯中典型夹杂物的形貌如图10所示，主要有 (3)纯TiN夹杂物. 以下几种类型： 这也是在铸坯中普遍存在的夹杂物类型之一 (1)纯A山，03夹杂物 (图10(e)),尺寸较小，一般在2~5m不等，基本 这是F钢中最普遍存在的一类夹杂物，有3 是以立方体存在的.TN夹杂物在钢液中不容易生 种形式：群络状（图10(a)),主要是颗粒状夹杂物 成，只有在凝固过程中由于温度降低，TN在钢中过 聚集长大而成，尺寸较大，有些可达100μm,在头 饱和度降低，加上T在凝固前沿的偏析升高，在凝 坯表层分布较多；颗粒状（图10(b)),尺寸较小， 固前沿直接析出[ 一般在10μm以内，数量众多，主要为脱氧产物； (4)Al203-Ti02系复合夹杂物 块状（图10(c)),尺寸较大，形状不规则，可能来 这类夹杂物在铸坯中并不多，主要是二次氧化 自于钢水二次氧化的产物和水口结瘤物.较大的 的产物，延展性较低，尺寸多数在10um以下.夹 A山，03在轧制过程中会形成夹杂物带，对质量影响 杂物中含Ti量不高，图10()中夹杂物颜色为灰色 很大. 部分Ti的原子数分数为27.58%，黑色部分Ti的原 (2)A山，03-TiN复合夹杂物 子数分数为7.63%. 20 um 15m (e) 1um 2 um 2 pm 图10铸坯中典型夹杂物形貌.(a)群络状AL203:(b)颗粒状AL203:(c)块状A山203；(d)AL203-TiN:(e)纯TN:(DAL203-TO2 Fig.10 Morphologies of typical inclusions in slabs:a)cluster type Al20:(b)granular type Al2O3:(c)blocky type Al2O:d)Al2O,TiN:e) pure TiN:(f)Al2O-TiO2 3结论 6mm处夹杂数量最多.铸坯表层大于l0um的夹 杂物数量明显高于内部. (1)正常浇铸时铸坯中平均T[0]为19.3× (3)原位统计分布分析得到铸坯表层A1系夹 10-6,平均[N]为27×10-6，符合内控要求.不稳定 杂物平均为23.8×10-6，平均粒度为5.19μm.铸 浇铸下，二次氧化严重，钢中T[0]和[N]急剧增加. 坯1/4位置夹杂物含量高于边部和中部.随着距内 (2)金相统计得到头坯表层夹杂物数量最多， 弧表面距离的增加，A!系夹杂物平均粒度越来越 平均为7.4mm2,其他坯次在4.5mm-2以下.夹杂 小，大于10m的夹杂物比例也越来越小. 物平均粒度为3.6μm,随着夹杂物粒径的递增，其 (4)铸坯表层含有大量的A山，03夹杂物，有些 所占比例递减，头坯中大夹杂数量最多.铸坯1/4 呈群络状，尺寸较大，可达100um,其中在头坯中出 位置表层夹杂物数量高于边部和中部，厚度方向在 现最多.铸坯中出现较多的还有A山，O3-TN复合夹增刊 1 陈俊杰等: IF 钢连铸坯表层夹杂物 在 3 mm 表面 Al 系 夹 杂 物 的 平 均 粒 径 最 大，为 5. 61 μm，从 3 到 6 mm 逐 渐 减 小，在 6 mm 处 为 5. 28 μm． 在 3 mm 表面处，大于 10 μm 的夹杂物所 占比例为 12. 34% ，到 6 mm 处降到 9. 5% ． 2. 4 典型夹杂物分析 铸坯中典型夹杂物的形貌如图 10 所示，主要有 以下几种类型: ( 1) 纯 Al2O3 夹杂物． 这是 IF 钢中最普遍存在的一类夹杂物，有 3 种形式: 群络状( 图 10( a) ) ，主要是颗粒状夹杂物 聚集长大而成，尺寸较大，有些可达 100 μm，在头 坯表层分布较多; 颗粒状( 图 10 ( b) ) ，尺寸较小， 一般在 10 μm 以内，数量众多，主要为脱氧产物; 块状( 图 10( c) ) ，尺寸较大，形状不规则，可能来 自于钢水二次氧化的产物和水口结瘤物． 较大的 Al2O3 在轧制过程中会形成夹杂物带，对质量影响 很大． ( 2) Al2O3 --TiN 复合夹杂物． 此类复合型夹杂物( 图 10( d) ) 的中心是细小 的 Al2O3，外围多是方形 TiN，少数为多边形 TiN． Al2O3 是 TiN 的异质形核中心，钢中的 Ti 和 N 是在 Al2O3 基础上形成 TiN 并长大的． 这类夹杂物尺寸 较小，多数在 5 μm 以下，在钢中大量分布． ( 3) 纯 TiN 夹杂物． 这也是在铸坯中普遍存在的夹杂物类型之一 ( 图 10( e) ) ，尺寸较小，一般在 2 ～ 5 μm 不等，基本 是以立方体存在的． TiN 夹杂物在钢液中不容易生 成，只有在凝固过程中由于温度降低，TiN 在钢中过 饱和度降低，加上 Ti 在凝固前沿的偏析升高，在凝 固前沿直接析出［12］． ( 4) Al2O3 --TiO2 系复合夹杂物． 这类夹杂物在铸坯中并不多，主要是二次氧化 的产物，延展性较低，尺寸多数在 10 μm 以下． 夹 杂物中含 Ti 量不高，图 10( f) 中夹杂物颜色为灰色 部分 Ti 的原子数分数为 27. 58% ，黑色部分 Ti 的原 子数分数为 7. 63% ． 图 10 铸坯中典型夹杂物形貌 . ( a) 群络状 Al2O3 ; ( b) 颗粒状 Al2O3 ; ( c) 块状 Al2O3 ; ( d) Al2O3 --TiN; ( e) 纯 TiN; ( f) Al2O3 --TiO2 Fig． 10 Morphologies of typical inclusions in slabs: ( a) cluster type Al2O3 ; ( b) granular type Al2O3 ; ( c) blocky type Al2O3 ; ( d) Al2O3 -TiN; ( e) pure TiN; ( f) Al2O3 -TiO2 3 结论 ( 1) 正常浇铸时铸坯中平均 T［O］为 19. 3 × 10 － 6 ，平均［N］为 27 × 10 － 6 ，符合内控要求． 不稳定 浇铸下，二次氧化严重，钢中 T［O］和［N］急剧增加． ( 2) 金相统计得到头坯表层夹杂物数量最多， 平均为 7. 4 mm － 2 ，其他坯次在 4. 5 mm － 2 以下． 夹杂 物平均粒度为 3. 6 μm，随着夹杂物粒径的递增，其 所占比例递减，头坯中大夹杂数量最多． 铸坯 1 /4 位置表层夹杂物数量高于边部和中部，厚度方向在 6 mm 处夹杂数量最多． 铸坯表层大于 10 μm 的夹 杂物数量明显高于内部． ( 3) 原位统计分布分析得到铸坯表层 Al 系夹 杂物平均为 23. 8 × 10 － 6 ，平均粒度为 5. 19 μm． 铸 坯 1 /4 位置夹杂物含量高于边部和中部． 随着距内 弧表面距离的增加，Al 系夹杂物平均粒度越来越 小，大于 10 μm 的夹杂物比例也越来越小． ( 4) 铸坯表层含有大量的 Al2O3 夹杂物，有些 呈群络状，尺寸较大，可达 100 μm，其中在头坯中出 现最多． 铸坯中出现较多的还有 Al2O3 --TiN 复合夹 ·177·