D0I:10.13374/i.issm1001053x.2003.06.010 第25卷第6期 北京科技大学学报 VoL.25 No.6 2003年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2003 低碱度顶渣控制帘线钢中MnO-AO,-SiO2 类夹杂物成分的实验研究 王立峰张炯明王新华靳庆峰 北京科技大学冶金学院，北京100083 摘要在实验室中使用高温管式炉对以工业纯铁为原料配制的帘线钢进行脱氧和顶渣熔 炼，研究了顶渣成分对MnO-Al,O,SiO类夹杂物的成分的影响.结果表明，在顶渣碱度为 0.7-1.36时，随着顶渣中AlO,含量的增加，夹杂物中的Al,D含量也随之增加.当顶渣中Al,O 含量低于8%时，MO-Al,O,-SiO,类夹杂物的成分在塑性区范围.通过控制脱氧条件和顶渣的 成分可以把MnO-AO,-SiO2类夹杂物的成分控制在塑性区内的， 关键词布线钢：夹杂物：顶渣：脱氧 分类号T℉703.6 汽车工业的发展，要求减轻汽车自重，降低 共进行了28炉实验，配渣的原则是碱度的4个因 汽车轮胎骨架材料的帘线钢用量，因而必须提高 素与A10,含量的7个因素共28种全排列组合. 钢帘线用钢丝的强度和疲劳强度，提高帘线钢疲 渣料中所用的CaO,SiO2和Al,O,都采用分析纯的 劳寿命的关键因素之一就是减少脆性夹杂物的 氧化物，其中对CaO进行了粉碎和预脱水处理. 含量，控制夹杂物成分常用的工艺是控制脱氧条 表1渣料的配渣方案 件和采用低碱度顶渣进行熔炼，对此国内外的有 Table 1 Composition of slag 关文献很少详细阐述其原理和控制工艺. 水平 We/WsIo: WAno/ 本文阐述了用低碱度渣处理工业纯铁配制 1 0.8 的高碳帘线钢的方法，研究了顶渣成分对钢中 2 1.0 10 1.2 15 MnO-Al,O,-SiO2类夹杂物成分的影响和顶渣、酸 1.5 20 溶铝与夹杂物之间的关系， 5 25 6 一 30 1原料及处理 40 11实验用钢的配制 2实验方法 实验用钢是用工业纯铁在真空电磁感应炉 中进行熔炼，真空度为6.7kPa,加入碳粉、单晶硅 实验是在SGO216-B1型高温管式炉中进行， 和工业纯的单质锰来调整钢液的C,Si和Mn的 炉子的温度误差在±2℃以内，A,O,炉管的恒温 含量，调整后的钢液主要化学成分（质量分数） 带为200mm.炉管的底部通入高纯的氩气进行 为：C,0.65%-0.78%:Si,0.13%-0.24%;Mn, 气氛保护，炉管的上部用高温橡胶密封. 0.60%0.63%:A5,0.02%0.07%. 在Mg0坩埚中加入预先配制的钢料1kg,加 1.2渣料的配制 热熔化并将温度保持在1600℃，5min后取样：加 实验用顶渣的配比如表1所示，本次实验总 入单晶硅进行脱氧，用钼丝棒搅拌30s,加入硅5 收稿日期200303-8王立峰男，28岁，博士研究生 min取样；然后加入质量是钢料20%的渣料，渣 *国家自然科学基金资助项目(No.50274006) 料熔化后开始计时，每隔5min取钢样和渣样，同第 2 5 卷 第 6 期 2 0 03 年 1 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 OJ u r n a l o f U n iv e sr iyt o f S e i e n e e a n d eT e h n o le gy B iej in g V b L25 N o . 6 D即 . 2 0 0 3 低碱度顶 渣控制 帘线钢 中 M n o , A 1 2 O -3 IS O Z 类夹杂物成分 的实验研究 王 立 峰 张 炯 明 王 新 华 靳庆峰 北 京科 技大学 冶 金学 院 , 北京 10 0 0 83 摘 要 在 实验 室 中使用 高温管 式炉 对 以工 业纯铁 为原料 配 制 的帘线 钢进 行 脱氧 和顶 渣熔 炼 , 研 究 了顶 渣成 分 对 M n o - A 1 2 0 3一 51 0 2 类 夹 杂物 的成 分 的影 响 . 结 果表 明 , 在 顶 渣碱 度 为 .0 7一 1 . 3 6 时 ` , 随着 顶 渣 中 A 1 2 0 , 含 量 的增加 , 夹杂物 中的 1A 2 0 。 含 量 也随 之增 加 . 当顶渣 中 1A 2 q 含量低 于 8 % 时 , M n o we A 1 2 q 名10 2类夹 杂物 的成 分在 塑性 区范 围 . 通 过控 制脱 氧条 件和顶 渣 的 成 分 可 以把 M n o 峨1 2 0 3一 51 0 2 类夹 杂 物 的成分 控 制在 塑性 区 内 的 . 关键 词 帘 线钢 ; 夹杂 物 ; 顶渣 ; 脱氧 分类 号 FT 703 .6 汽 车 工业 的发 展 , 要 求 减 轻汽 车 自重 , 降低 汽 车轮 胎 骨 架材 料 的帘 线钢 用 量 , 因 而必 须提 高 钢 帘线 用 钢 丝 的强度 和 疲劳 强度 . 提 高帘 线钢 疲 劳 寿 命 的关 键 因 素 之 一就 是 减 少脆性 夹 杂 物 的 含 量 . 控 制 夹杂 物成 分 常用 的工艺 是控 制 脱氧 条 件 和采 用 低碱 度 顶渣 进 行熔炼 , 对 此 国 内外 的有 关文 献 很 少详 细 阐述 其 原 理 和控 制 工 艺 . 本文 阐述 了 用低 碱 度 渣 处 理 工 业 纯 铁配 制 的 高碳 帘 线 钢 的方 法 , 研 究 了顶 渣 成 分 对 钢 中 M n C卜 A 1 2 0 3一51 0 2 类 夹 杂物 成 分 的 影响 和 顶渣 、 酸 溶铝 与夹 杂物 之 间 的关 系 . 1 原 料及 处理 L l 实 验 用钢 的 配 制 实 验 用 钢 是用 工 业纯 铁在 真 空 电磁 感 应 炉 中进行 熔 炼 , 真 空 度 为 .6 7沙 a , 加 入碳 粉 、 单 晶硅 和 工业 纯 的单 质锰 来 调 整 钢液 的 C , iS 和 M n 的 含 量 , 调整 后 的钢 液主 要 化 学 成分 (质 量 分 数 ) 为 : C , 0 . 6 5 % 一0 . 7 8 % ; 5 1 , 0 . 1 3 % 刁 . 2 4 % ; M n , 0 . 6 0 % 一0 . 6 3 % ; A l s , 0 . 0 2% 一0 . 0 7% . 1 .2 渣 料 的配 制 实 验 用顶 渣 的 配 比如 表 1 所 示 . 本 次实 验 总 收稿 日期 20 03 刁3 一 8 王 立峰 男 , 28 岁 , 博士研 究生 * 国 家 自然 科 学基 金资 助项 目 ( N o . 5 02 74 0 6) 共进 行 了 28 炉 实验 , 配渣 的原则 是碱度 的 4 个 因 素 与 A LO , 含 量 的 7 个 因素 共 28 种 全 排 列 组合 . 渣料 中所用 的 C aO , is q 和 1A 2 O 3 都采 用 分 析纯 的 氧化 物 , 其 中对 C a o 进 行 了粉碎 和 预 脱 水处 理 . 表 1 渣料 的配 渣方 案 aT b l e 1 C o m p o s 川0 0 o f s 肠 g 水 平 Wc 澎Ws io : 巩即 3 /% 1 0 . 8 5 2 1 . 0 10 3 1 . 2 15 4 1 . 5 2 0 5 一 2 5 6 一 3 0 7 一 4 0 2 实验方 法 实 验是在 S G O 1Z 6 - B ll 型 高温 管式 炉 中进 行 , 炉子 的温 度误 差 在 士2 ℃ 以 内 , 1A 2 O , 炉管 的恒 温 带为 2 0 ~ . 炉 管 的底 部 通 入 高纯 的氢 气 进 行 气 氛 保 护 , 炉 管 的 上 部用 高温 橡 胶 密 封 . 在 M g O 增 祸 中 加入 预 先 配制 的钢 料 I gk , 加 热 熔 化 并将 温 度 保持 在 1 6 0 ℃ , s m in 后 取 样 : 加 入 单 晶硅 进 行 脱氧 , 用 钥丝 棒 搅拌 30 5 , 加 入硅 5 m in 取 样 ; 然 后加 入 质 量是 钢 料 20 % 的渣料 , 渣 料 熔 化后 开 始 计 时 , 每 隔 s m in 取钢 样 和渣样 , 同 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2003. 06. 010