苑鹏等：超低碳钢顶渣氧化性对钢液洁净度的影响 ·1703· 铸参数、浸入式水口设计7、电磁制动或电磁搅 柱状，进行磨抛后使用Aspex自动扫描电镜进行夹杂 拌参数-@等可得到不同条件下的理论最优流场，然 物的检测，每一试样的检测面积约为90mm2,设置检 而受浸入式水口堵塞影响，生产中实际流场与理想流 测的最小尺寸为5um,之后进行自动扫描，对自动检 场有很大差距.改善钢液洁净度是减少水口堵塞的有 测到的夹杂物的形貌、成分、尺寸和数量进行记录，自 效途径，因此无论是从保护渣卷入角度还是从大尺寸 动扫描结束后使用“再定位”功能对大尺寸夹杂物进 簇群状氧化铝夹杂物生成角度，都应对钢液洁净度进 行尺寸的重新复检，同时结合夹杂物的形貌和成分对 行有效控制. 夹杂物进行筛选，排除并非夹杂物的外来物质。 近年来，随着国内生产高品质汽车板炼钢工艺的 表2取样位置和时间 日渐成熟，改善钢液洁净度的主要工作由RH脱碳速 Table 2 Sampling position and time 率的优化四、RH纯循环时吹氩流量及处理时间的优 取样时间 化2-围、镇静时间的优化和中间包流场的优化▣ 取样位置 炉渣样 钢水样 转向转炉终点碳氧积控制、顶渣氧化性控制和全保护 BOF 转炉终点 转炉终点 浇注三个方面，其中顶渣氧化性控制已经成为进一步 RH进站 RH进站 改善超低碳钢洁净度的主要思路.基于此，国内某钢 RH精炼 H结束 RH结束 厂在转炉出钢后对顶渣进行改质，以探究顶渣氧化性 中间包 大包浇注100t时 变化情况，并分析不同阶段顶渣氧化性对钢液活度氧 和夹杂物的影响，为进一步改善钢液洁净度提供理论 2 基础. 实验结果与讨论 1实验及研究方法 2.1顶渣氧化性与轧板缺陷率的关系 保护渣夹杂物和大尺寸的簇群状氧化铝夹杂物是 某钢厂生产超低碳F钢的工艺流程为：顶底复吹 造成冷轧薄板表面缺陷的主要原因6一四.图1是超低 转炉一RH精炼一镇静一板坯连铸.选取3个浇次中 碳F钢热轧板中所发现的一处明显的表面缺陷，图2 20炉进行降低顶渣氧化性工业实验，在转炉出钢后根 是该缺陷在扫描电镜下的形貌，图3为此缺陷的能谱 据终点氧的不同向钢包顶渣加入具有脱氧作用的改质 面扫描图.由图可以看出，缺陷处有Ca、Si和Na元 剂，以降低渣中(FeO),同时调整顶渣成分.进行实验 素，此缺陷应该为保护渣卷入造成.此缺陷尺寸较大， 的20炉为3个浇次的中间炉次，以排除首尾炉的影 若不及时处理，在后续冷轧中会造成十分严重的表面 响.实验炉次中间包钢水的平均化学成分如表1 所示 表1实验炉次中间包钢水化学成分（质量分数） Table 1 Composition of test steel in the tundish % C Si Mn P S Al,Al,Ti 0.00160.00550.120.010.00570.03380.03180.056 10 mm 炉渣试样和钢水试样的取样位置和取样时间如表 图1F钢热轧板表面缺陷的宏观形貌 2所示，其中在RH真空处理结束8min所取钢水提桶 Fig.1 Photograph of surface defects on IF steel hot rolled sheet 样用于夹杂物分析，试样加工成中30mm×15mm的圆 (a) 100 图2热轧板表面缺陷在扫描电镜下的图像 Fig.2 SEM images of the surface defects of hot rolled steel sheets苑 鹏等: 超低碳钢顶渣氧化性对钢液洁净度的影响 铸参数［4--6］、浸入式水口设计［7--8］、电磁制动或电磁搅 拌参数［9--10］等可得到不同条件下的理论最优流场，然 而受浸入式水口堵塞影响，生产中实际流场与理想流 场有很大差距． 改善钢液洁净度是减少水口堵塞的有 效途径，因此无论是从保护渣卷入角度还是从大尺寸 簇群状氧化铝夹杂物生成角度，都应对钢液洁净度进 行有效控制． 近年来，随着国内生产高品质汽车板炼钢工艺的 日渐成熟，改善钢液洁净度的主要工作由 ＲH 脱碳速 率的优化［11］、ＲH 纯循环时吹氩流量及处理时间的优 化［12--13］、镇静时间的优化［14］和中间包流场的优化［15］ 转向转炉终点碳氧积控制、顶渣氧化性控制和全保护 浇注三个方面，其中顶渣氧化性控制已经成为进一步 改善超低碳钢洁净度的主要思路． 基于此，国内某钢 厂在转炉出钢后对顶渣进行改质，以探究顶渣氧化性 变化情况，并分析不同阶段顶渣氧化性对钢液活度氧 和夹杂物的影响，为进一步改善钢液洁净度提供理论 基础． 1 实验及研究方法 某钢厂生产超低碳 IF 钢的工艺流程为: 顶底复吹 转炉—ＲH 精炼—镇静—板坯连铸． 选取 3 个浇次中 20 炉进行降低顶渣氧化性工业实验，在转炉出钢后根 据终点氧的不同向钢包顶渣加入具有脱氧作用的改质 剂，以降低渣中( FeO) ，同时调整顶渣成分． 进行实验 的 20 炉为 3 个浇次的中间炉次，以排除首尾炉的影 响． 实 验 炉 次 中 间 包 钢 水 的 平 均 化 学 成 分 如 表 1 所示． 表 1 实验炉次中间包钢水化学成分( 质量分数) Table 1 Composition of test steel in the tundish % C Si Mn P S Alt Als Ti 0. 0016 0. 0055 0. 12 0. 01 0. 0057 0. 0338 0. 0318 0. 056 图 2 热轧板表面缺陷在扫描电镜下的图像 Fig． 2 SEM images of the surface defects of hot rolled steel sheets 炉渣试样和钢水试样的取样位置和取样时间如表 2 所示，其中在 ＲH 真空处理结束 8 min 所取钢水提桶 样用于夹杂物分析，试样加工成 30 mm × 15 mm 的圆 柱状，进行磨抛后使用 Aspex 自动扫描电镜进行夹杂 物的检测，每一试样的检测面积约为 90 mm2 ，设置检 测的最小尺寸为 5 μm，之后进行自动扫描，对自动检 测到的夹杂物的形貌、成分、尺寸和数量进行记录，自 动扫描结束后使用“再定位”功能对大尺寸夹杂物进 行尺寸的重新复检，同时结合夹杂物的形貌和成分对 夹杂物进行筛选，排除并非夹杂物的外来物质． 表 2 取样位置和时间 Table 2 Sampling position and time 取样位置 取样时间 炉渣样 钢水样 BOF 转炉终点 转炉终点 ＲH 精炼 ＲH 进站 ＲH 进站 ＲH 结束 ＲH 结束 中间包 ― 大包浇注 100 t 时 2 实验结果与讨论 2. 1 顶渣氧化性与轧板缺陷率的关系 保护渣夹杂物和大尺寸的簇群状氧化铝夹杂物是 造成冷轧薄板表面缺陷的主要原因［16--19］． 图 1 是超低 碳 IF 钢热轧板中所发现的一处明显的表面缺陷，图 2 是该缺陷在扫描电镜下的形貌，图 3 为此缺陷的能谱 面扫描图． 由图可以看出，缺陷处有 Ca、Si 和 Na 元 素，此缺陷应该为保护渣卷入造成． 此缺陷尺寸较大， 若不及时处理，在后续冷轧中会造成十分严重的表面 图 1 IF 钢热轧板表面缺陷的宏观形貌 Fig． 1 Photograph of surface defects on IF steel hot rolled sheet ·1703·