正在加载图片...
.778 北京科技大学学报 第29卷 素，可以认为中间包覆盖剂基本不会进入钢液，不是 3示踪实验 钢中夹杂物的主要来源 3.1实验方法 在上述三个实验及前期的连铸坯取样分析中， 为研究从AOD至连铸各处理工序中炉渣及各 共分析了12个金相样，都未在夹杂物中发现Na元 种保护渣对钢中夹杂物的影响，分析钢中非金属夹 素.因此，可以确定结晶器保护渣也基本不会对钢 杂物的主要来源，分别做了示踪实验，采用碳酸锶 水造成污染 作为示踪剂，其成分（质量分数）为：SC03≥95%， 表2AOD冶炼0Cr18Ni9不锈钢还原渣成分（质量分数） CaC03≤1.2，BaC03≤2.0.主要成分SrC03加入后 Table 2 Composition of AOD reducing slag when refining 0Cr18Ni9 会分解为Sr0 stainless steel % 实验1：A0D出钢前扒渣70%（剩余渣量约为 Si02 Ca0 Al203 Mgo Mno Cr203 FeO CaF2 S 1t),向渣面加100kg示踪剂，出钢 31.0354.982.588.260.120.010.446.120.20 实验2：A0D出钢前扒渣70%（剩余渣量约为 1t),出钢后立即向大包渣面加100kg示踪剂 3.3结果讨论 实验3：在中间包覆盖剂中预先均匀混合5%的 从前面的夹杂物成分分析结果来看，OCrl8Ni9 碳酸锶粉剂. 不锈钢中的非金属夹杂物主要为Ca0一SiO2一 以上三个实验可分别说明AOD出钢时钢渣混 A2O3Mg0系复合夹杂物.通过对AOD还原渣成 出、钢包顶渣及中间包覆盖剂对夹杂物的影响.而 分进行分析（表2为实验过程中12炉A0D还原渣 结晶器保护渣由于含8.5%~10%的Na20,且Na 的平均成分)，可以发现它们之间基本是相似的，但 元素在炉渣及中间包覆盖剂中都是微量的，因此可 对比AOD还原渣成分与连铸坯中夹杂物成分，会 将Na元素作为结晶器保护渣的示踪剂， 发现夹杂物中的A203含量要明显高于还原渣. 上述实验各进行了3炉， AOD还原期的搅拌强度仍然较高，钢渣混合效 3.2实验结果 果好，促进了还原和脱硫反应的进行，但同时也使大 实验1中，在连铸坯内各粒度的夹杂物中都发 量渣滴进入钢水中，其后的钢渣混出进一步增大了 现了Sr元素，说明在AOD钢渣混出过程中卷入钢 进入钢水内的渣滴量，这些渣滴悬浮于钢液中，在 液内的小渣滴，经过吹氩站搅拌、钢水镇静及中间包 出钢之后的吹氩站底吹搅拌及连铸中间包治金过程 治金等过程都未能全部上浮排除，从而进入结晶器 中，绝大多数大颗粒渣滴及大部分小渣滴逐渐聚合、 内，形成连铸坯中的非金属夹杂物 上浮，从钢液中排出，但还是有少量小渣滴未能在 实验2的连铸坯夹杂物中未发现Sr元素，表明 进入结晶器之前实现上浮排除，从而进入连铸坯，形 在吹氩站吹氩搅拌过程中，不会发生钢水卷吸钢包 成非金属夹杂物，示踪实验1的结果验证了这 顶渣污染钢水的情况，或卷吸程度非常微弱，另外， 一点 在每包钢水浇俦末期，当钢包内液面高度低于一定 从理论上讲，内生夹杂应是钢中非金属夹杂物 值后，顶渣会被钢流抽吸，通过长水口进入中间包 的主要来源之一·AOD精炼过程中，由于还原操作 内，污染钢液，在实验2的三个连铸样中有两个样 在钢液中生成的SO2会在高温下与悬浮于钢液中 分别取自第二、第三炉的连浇过渡段，但在三个试样 的其他氧化物发生反应，从而生成各种复杂的硅酸 中的夹杂物内都未发现Sr元素，表明钢包浇铸末期 盐化合物，它们中的很少一部分在进入结晶器之前 钢流对顶渣的抽吸不会明显影响连铸坯内的夹杂物 也未能被排出钢液，从而形成铸坯中的硅酸盐夹杂 成分及数量，该实验结果说明中间包的设计结构较 物，但无法用示踪实验的方法将这部分夹杂物区分 为合理，中间包覆盖剂的选择也较为恰当，被钢流抽 出来，AOD精炼期的脱硫产物也是主要的内生夹 吸进入中间包内的大包顶渣，在中间包内能够基本 杂物，在每个连铸坯样中都发现了硫化物夹杂 实现上浮，并被中间包覆盖剂吸附，但是，或许由于 (MnS、Cas). 被抽吸进入中间包内的较大渣滴在中间包都能够上 连铸坯中发现的少量Cr、Mn氧化物夹杂主要 浮排除，只有比例很少的小渣滴被钢流带入结晶器 是由于AOD还原期脱氧不完全残余的金属氧化物 从而形成夹杂物；因所取金相样太小，数量也少，未 或AOD出钢时钢流与空气接触造成的二次氧化产 能取到这种夹杂物 物，吹氩站底吹搅拌过程中钢水不会裸露，也不加 实验3中，连铸坯内的夹杂物中未发现Sr元 入氧化物，因此在吹氩站处理过程中钢水二次氧化3 示踪实验 3∙1 实验方法 为研究从 AOD 至连铸各处理工序中炉渣及各 种保护渣对钢中夹杂物的影响分析钢中非金属夹 杂物的主要来源分别做了示踪实验．采用碳酸锶 作为示踪剂其成分（质量分数）为：SrCO3≥95％ CaCO3≤1∙2BaCO3≤2∙0．主要成分 SrCO3 加入后 会分解为 SrO． 实验1：AOD 出钢前扒渣70％（剩余渣量约为 1t）向渣面加100kg 示踪剂出钢． 实验2：AOD 出钢前扒渣70％（剩余渣量约为 1t）出钢后立即向大包渣面加100kg 示踪剂． 实验3：在中间包覆盖剂中预先均匀混合5％的 碳酸锶粉剂． 以上三个实验可分别说明 AOD 出钢时钢渣混 出、钢包顶渣及中间包覆盖剂对夹杂物的影响．而 结晶器保护渣由于含8∙5％～10％的 Na2O且 Na 元素在炉渣及中间包覆盖剂中都是微量的因此可 将 Na 元素作为结晶器保护渣的示踪剂． 上述实验各进行了3炉． 3∙2 实验结果 实验1中在连铸坯内各粒度的夹杂物中都发 现了 Sr 元素说明在 AOD 钢渣混出过程中卷入钢 液内的小渣滴经过吹氩站搅拌、钢水镇静及中间包 冶金等过程都未能全部上浮排除从而进入结晶器 内形成连铸坯中的非金属夹杂物． 实验2的连铸坯夹杂物中未发现 Sr 元素表明 在吹氩站吹氩搅拌过程中不会发生钢水卷吸钢包 顶渣污染钢水的情况或卷吸程度非常微弱．另外 在每包钢水浇铸末期当钢包内液面高度低于一定 值后顶渣会被钢流抽吸通过长水口进入中间包 内污染钢液．在实验2的三个连铸样中有两个样 分别取自第二、第三炉的连浇过渡段但在三个试样 中的夹杂物内都未发现 Sr 元素表明钢包浇铸末期 钢流对顶渣的抽吸不会明显影响连铸坯内的夹杂物 成分及数量．该实验结果说明中间包的设计结构较 为合理中间包覆盖剂的选择也较为恰当被钢流抽 吸进入中间包内的大包顶渣在中间包内能够基本 实现上浮并被中间包覆盖剂吸附．但是或许由于 被抽吸进入中间包内的较大渣滴在中间包都能够上 浮排除只有比例很少的小渣滴被钢流带入结晶器 从而形成夹杂物；因所取金相样太小数量也少未 能取到这种夹杂物． 实验3中连铸坯内的夹杂物中未发现 Sr 元 素可以认为中间包覆盖剂基本不会进入钢液不是 钢中夹杂物的主要来源． 在上述三个实验及前期的连铸坯取样分析中 共分析了12个金相样都未在夹杂物中发现 Na 元 素．因此可以确定结晶器保护渣也基本不会对钢 水造成污染． 表2 AOD 冶炼0Cr18Ni9不锈钢还原渣成分（质量分数） Table2 Composition of AOD reducing slag when refining0Cr18Ni9 stainless steel ％ SiO2 CaO Al2O3 MgO MnO Cr2O3 FeO CaF2 S 31∙03 54∙98 2∙58 8∙26 0∙12 ＜0∙01 0∙44 6∙12 0∙20 3∙3 结果讨论 从前面的夹杂物成分分析结果来看0Cr18Ni9 不锈 钢 中 的 非 金 属 夹 杂 物 主 要 为 CaO－SiO2－ Al2O3－MgO 系复合夹杂物．通过对 AOD 还原渣成 分进行分析（表2为实验过程中12炉 AOD 还原渣 的平均成分）可以发现它们之间基本是相似的．但 对比 AOD 还原渣成分与连铸坯中夹杂物成分会 发现夹杂物中的 Al2O3 含量要明显高于还原渣． AOD 还原期的搅拌强度仍然较高钢渣混合效 果好促进了还原和脱硫反应的进行但同时也使大 量渣滴进入钢水中．其后的钢渣混出进一步增大了 进入钢水内的渣滴量这些渣滴悬浮于钢液中．在 出钢之后的吹氩站底吹搅拌及连铸中间包冶金过程 中绝大多数大颗粒渣滴及大部分小渣滴逐渐聚合、 上浮从钢液中排出但还是有少量小渣滴未能在 进入结晶器之前实现上浮排除从而进入连铸坯形 成非金属夹杂物．示踪实验 1 的结果验证了这 一点． 从理论上讲内生夹杂应是钢中非金属夹杂物 的主要来源之一．AOD 精炼过程中由于还原操作 在钢液中生成的 SiO2 会在高温下与悬浮于钢液中 的其他氧化物发生反应从而生成各种复杂的硅酸 盐化合物．它们中的很少一部分在进入结晶器之前 也未能被排出钢液从而形成铸坯中的硅酸盐夹杂 物但无法用示踪实验的方法将这部分夹杂物区分 出来．AOD 精炼期的脱硫产物也是主要的内生夹 杂物在每个连铸坯样中都发现了硫化物夹杂 （MnS、CaS）． 连铸坯中发现的少量 Cr、Mn 氧化物夹杂主要 是由于 AOD 还原期脱氧不完全残余的金属氧化物 或 AOD 出钢时钢流与空气接触造成的二次氧化产 物．吹氩站底吹搅拌过程中钢水不会裸露也不加 入氧化物因此在吹氩站处理过程中钢水二次氧化 ·778· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷