袁保辉等：RH强制脱碳与自然脱碳工艺生产F钢精炼效果分析 1111 杂物，主要含有Ca、Mg、Al等元素，部分夹杂物还 夹杂物、Mg0-Al2O3-TiO,夹杂物和CaO-Al2O3-TiOx 含有少量Ti元素.图7为Al2O3夹杂物、Al2O3-TiOx 夹杂物的能谱面扫描图. (a) 2 um 5 um 5um (b) 5 um 5 um 5μm (c) 2 um 5 um 2 um 图5自然脱碳工艺炉次1钢中夹杂物的典型形貌.(a)AlO3夹杂物；(b)Al20,-TiO,夹杂物；(c)Ca0-Al20,-Ti0、MgO-Al2O3、 Mg0-Al20,-TiO.夹杂物 Fig.5 Typical morphologies of inclusions in the natural decarburization process of Heat 1:(a)Al2O3 inclusions;(b)Al2O-TiO,inclusions; (c)Cao-Al2O,-TiO MgO-Al2O,-TiO,and MgO-Al2O3 inclusions 结合图5~图7可知，热轧板中A12O3夹杂形 顶渣氧化性仍然较强，炉渣对钢液的二次氧化作 状不规则，分别呈球状、三角形状和多边形状，部 用也会生成AlO,-TiO,复合夹杂5刀，具体反应如 分夹杂存在破碎情况，这是由轧制过程AlO3夹杂 式(4)、(5)所示.其他类夹杂物边缘比较粗糙且含 发生变形导致.实验所取热轧板样表面质量较好， 有Ca、Mg、Al等元素，应为炉渣卷入钢液引起的. 未发现簇群状A12O3夹杂物.这是由于该钢厂生 3Ti]+5A2O3=3Al2O3·Ti02+4[A1] (4) 产F钢时，在加入海绵T合金化后纯循环时间为 (x+3)[O]+2[Al]+[Ti]=Al2O3TiOx (5) 8~10min,镇静时间也在30min左右，依据生产经 图8为不同脱碳工艺三类夹杂物尺寸分布箱 验⑧-山，该钢厂夹杂物上浮时间比较充分，有利于 型图，图中的夹杂物尺寸分布为该夹杂物在各脱 钢中大颗粒Al2O3夹杂物上浮去除27，钢中是否存 碳工艺的热轧板中部、1/4处、边部三个位置总的 在簇群状A12O3夹杂物与脱碳结束钢中氧活度密 尺寸分布，以夹杂物的等效圆直径表示夹杂物尺 切相关28-0，也有研究指出RH真空结束很难发现 寸.统计夹杂物尺寸分布时，将所有夹杂物尺寸按 簇群状夹杂物B,对于Al2O3-TiO,夹杂物，形状多 从小到大排列成有序序列，图中的百分数就是指 为球形，Ti元素含量较少且多分布在Al2O3夹杂外 在图中对应的夹杂物尺寸值以下的夹杂物数量占 层，该类夹杂物的形成主要是因为在钢液中加入 夹杂物总数量的百分比.由图8可知，三类夹杂物 Ti后，Al2O3将会由外向内逐渐被T还原最终形 的尺寸分布中间值更靠近较小尺寸夹杂物，说明 成Ti-A1-O类夹杂物四：同时，由于该厂RH结束 钢中大多数为小尺寸夹杂物，且钢中8um以下的杂物，主要含有 Ca、Mg、Al 等元素，部分夹杂物还 含有少量 Ti 元素. 图 7 为 Al2O3 夹杂物、Al2O3−TiOx 夹杂物、MgO−Al2O3−TiOx 夹杂物和CaO−Al2O3−TiOx 夹杂物的能谱面扫描图. 2 μm 5 μm 5 μm 5 μm 5 μm 5 μm 2 μm 5 μm 2 μm (a) (b) (c) 图  5     自 然 脱 碳 工 艺 炉 次 1 钢 中 夹 杂 物 的 典 型 形 貌 .  （ a） Al2O3 夹 杂 物 ； （ b） Al2O3−TiOx 夹 杂 物 ； （ c） CaO−Al2O3−TiOx、 MgO−Al2O3、 MgO−Al2O3−TiOx 夹杂物 Fig.5     Typical  morphologies  of  inclusions  in  the  natural  decarburization  process  of  Heat  1： (a)  Al2O3 inclusions;  (b)  Al2O3–TiOx inclusions; (c) CaO–Al2O3–TiOx , MgO–Al2O3–TiOx , and MgO–Al2O3 inclusions 结合图 5～图 7 可知，热轧板中 Al2O3 夹杂形 状不规则，分别呈球状、三角形状和多边形状，部 分夹杂存在破碎情况，这是由轧制过程 Al2O3 夹杂 发生变形导致. 实验所取热轧板样表面质量较好， 未发现簇群状 Al2O3 夹杂物. 这是由于该钢厂生 产 IF 钢时，在加入海绵 Ti 合金化后纯循环时间为 8～10 min，镇静时间也在 30 min 左右，依据生产经 验[8−11] ，该钢厂夹杂物上浮时间比较充分，有利于 钢中大颗粒 Al2O3 夹杂物上浮去除[27] ；钢中是否存 在簇群状 Al2O3 夹杂物与脱碳结束钢中氧活度密 切相关[28−30] ，也有研究指出 RH 真空结束很难发现 簇群状夹杂物[31] . 对于 Al2O3−TiOx 夹杂物，形状多 为球形，Ti 元素含量较少且多分布在 Al2O3 夹杂外 层，该类夹杂物的形成主要是因为在钢液中加入 Ti 后 ，Al2O3 将会由外向内逐渐被 Ti 还原最终形 成 Ti−Al−O 类夹杂物[32] ；同时，由于该厂 RH 结束 顶渣氧化性仍然较强，炉渣对钢液的二次氧化作 用也会生成 Al2O3−TiOx 复合夹杂[5−7] ，具体反应如 式（4）、（5）所示. 其他类夹杂物边缘比较粗糙且含 有 Ca、Mg、Al 等元素，应为炉渣卷入钢液引起的. 3[Ti]+5Al2O3= 3Al2O3 ·TiO2+4[Al] （4） (x+3)[O]+2[Al]+[Ti]= Al2O3 ·TiOx （5） 图 8 为不同脱碳工艺三类夹杂物尺寸分布箱 型图，图中的夹杂物尺寸分布为该夹杂物在各脱 碳工艺的热轧板中部、1/4 处、边部三个位置总的 尺寸分布，以夹杂物的等效圆直径表示夹杂物尺 寸. 统计夹杂物尺寸分布时，将所有夹杂物尺寸按 从小到大排列成有序序列，图中的百分数就是指 在图中对应的夹杂物尺寸值以下的夹杂物数量占 夹杂物总数量的百分比. 由图 8 可知，三类夹杂物 的尺寸分布中间值更靠近较小尺寸夹杂物，说明 钢中大多数为小尺寸夹杂物，且钢中 8 μm 以下的 袁保辉等： RH 强制脱碳与自然脱碳工艺生产 IF 钢精炼效果分析 · 1111 ·