D0L:10.13374h.issn1001-053x.2012.11.012 第34卷第11期 北京科技大学学报 Vol.34 No.11 2012年11月 Journal of University of Science and Technology Beijing Now.2012 不同脱氧方式对钢中夹杂物的影响 邓志银”朱苗勇)☒钟保军) 高新亮” 1)东北大学材料与治金学院，沈阳1108192)邢台钢铁有限责任公司技术中心，邢台054027 ☒通信作者，E-mail:myhu@mail.neu.cdu.cn 摘要为控制钢液中氮含量，实验了两种不同脱氧方式：(I)出钢过程加AI进行强脱氧：（Ⅱ）出钢时不加Al,加入Si-Mn 合金进行弱脱氧，在LF进站再喂入A1线进行强脱氧.借助气体分析仪和扫描电镜对不同脱氧方式下钢中氧氮含量和夹杂物 进行了分析.两种不同脱氧方式得到最终产品的全氧含量几乎一致，但方式（Ⅱ）对控制氮含量更为有利，可以使氮的质量分 数降低约5×10~6：两种不同脱氧方式对最终产品中夹杂物的类型和尺寸影响不大，均为球状的CaS和Ca0-MgO-A山，0，夹杂 物.文中还推断出了采用Si-M如弱脱氧时钢中夹杂物的生成过程. 关键词炼钢：脱氧：夹杂物：氮：热力学 分类号TF704.1 Effect of deoxidation methods on inclusions in steel DENG Zhi-yin',ZHU Miao→ong'☒，ZHONG Bao-jun,GA0 Xin-iang》 1)School of Materials and Metallurgy,Northeastern University,Shenyang 110819,China 2)Technology Center,Xingtai Iron Steel Co.Ltd.Xingtai 054027,China Corresponding author,E-mail:myzhu@mail.neu.edu.cn ABSTRACT In order to control the nitrogen content of liquid steel,two different deoxidation methods were applied:(I)Al blocks were added for deoxidation when tapping:(II)Si-Mn alloys without Al were added for deoxidation at first when tapping,and then Al wires were fed at the LF station.The oxygen content,nitrogen content and inclusions in steel deoxidized by the two methods were ana- lyzed by gas analyzer and scanning electron microscopy (SEM).It is found that the total oxygen content of the final product is almost the same with the two deoxidation methods,while the method (II)is more advantageous to control the nitrogen content and by using the deoxidation method the nitrogen content can decrease by about 5x10.Both the deoxidation methods affect little the type and size of inclusions in the final product,and most of the inclusions are globular CaS and CaO-MgO-Al,O,inclusions.The formation process of inclusions during Si-Mn deoxidation was inferred according to SEM observations and thermodynamics. KEY WORDS steelmaking:deoxidation:inclusions:nitrogen:thermodynamics 钢铁企业为满足客户需求，开发出一系列高品入脱氧剂以生成脱氧产物，大部分脱氧产物可以从 质钢种.这些高品质钢要求钢液尽可能纯净.钢中 钢液中排除.出钢过程钢液完全裸露，与大气直接 非金属夹杂物有相当一部分是氧化物，常将钢中氧 接触，会发生吸氮氯现象.氧是表面活性元素，可以阻 含量作为衡量钢质量的重要指标.此外，TN是一 碍钢液吸氮，若出钢过程钢水氧含量较高，钢液吸氮 种具有规则外形的硬而脆的夹杂物，对钢的性能特 则相对减少.因此在出钢过程采用强脱氧剂进行脱 别有害-.控制TN夹杂物的主要途径就是降低 氧，钢水中氧含量会大大降低，吸氮会迅速增加，这 钢液的T和N含量.因此，降低钢液中的氧氮 对控制氮含量是极为不利的. 含量成为治金科技工作者的主要任务之一. 为了减少出钢过程的增氮，本文采用了两种不 为了获得较低的氧含量，需要在出钢过程中加 同脱氧方式进行实验，研究了不同脱氧方式对氧氮 收稿日期：201107-24 基金项目：教有部基本科研业务费专项(N100102001)第 34 卷 第 11 期 2012 年 11 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 11 Nov． 2012 不同脱氧方式对钢中夹杂物的影响 邓志银1) 朱苗勇1) 钟保军2) 高新亮1) 1) 东北大学材料与冶金学院，沈阳 110819 2) 邢台钢铁有限责任公司技术中心，邢台 054027 通信作者，E-mail: myzhu@ mail． neu． edu． cn 摘 要 为控制钢液中氮含量，实验了两种不同脱氧方式: ( Ⅰ) 出钢过程加 Al 进行强脱氧; ( Ⅱ) 出钢时不加 Al，加入 Si--Mn 合金进行弱脱氧，在 LF 进站再喂入 Al 线进行强脱氧． 借助气体分析仪和扫描电镜对不同脱氧方式下钢中氧氮含量和夹杂物 进行了分析． 两种不同脱氧方式得到最终产品的全氧含量几乎一致，但方式( Ⅱ) 对控制氮含量更为有利，可以使氮的质量分 数降低约 5 × 10 － 6 ; 两种不同脱氧方式对最终产品中夹杂物的类型和尺寸影响不大，均为球状的 CaS 和 CaO--MgO--Al2O3 夹杂 物． 文中还推断出了采用 Si--Mn 弱脱氧时钢中夹杂物的生成过程． 关键词 炼钢; 脱氧; 夹杂物; 氮; 热力学 分类号 TF704. 1 Effect of deoxidation methods on inclusions in steel DENG Zhi-yin1) ，ZHU Miao-yong1) ，ZHONG Bao-jun2) ，GAO Xin-liang1) 1) School of Materials and Metallurgy，Northeastern University，Shenyang 110819，China 2) Technology Center，Xingtai Iron ＆ Steel Co． Ltd． ，Xingtai 054027，China Corresponding author，E-mail: myzhu@ mail． neu． edu． cn ABSTRACT In order to control the nitrogen content of liquid steel，two different deoxidation methods were applied: ( Ⅰ) Al blocks were added for deoxidation when tapping; ( Ⅱ) Si-Mn alloys without Al were added for deoxidation at first when tapping，and then Al wires were fed at the LF station． The oxygen content，nitrogen content and inclusions in steel deoxidized by the two methods were ana￾lyzed by gas analyzer and scanning electron microscopy ( SEM) ． It is found that the total oxygen content of the final product is almost the same with the two deoxidation methods，while the method ( Ⅱ) is more advantageous to control the nitrogen content and by using the deoxidation method the nitrogen content can decrease by about 5 × 10 － 6 ． Both the deoxidation methods affect little the type and size of inclusions in the final product，and most of the inclusions are globular CaS and CaO-MgO-Al2O3 inclusions． The formation process of inclusions during Si-Mn deoxidation was inferred according to SEM observations and thermodynamics． KEY WORDS steelmaking; deoxidation; inclusions; nitrogen; thermodynamics 收稿日期: 2011--07--24 基金项目: 教育部基本科研业务费专项( N100102001) 钢铁企业为满足客户需求，开发出一系列高品 质钢种． 这些高品质钢要求钢液尽可能纯净． 钢中 非金属夹杂物有相当一部分是氧化物，常将钢中氧 含量作为衡量钢质量的重要指标． 此外，TiN 是一 种具有规则外形的硬而脆的夹杂物，对钢的性能特 别有害［1--4］． 控制 TiN 夹杂物的主要途径就是降低 钢液的 Ti 和 N 含量［1--6］． 因此，降低钢液中的氧氮 含量成为冶金科技工作者的主要任务之一． 为了获得较低的氧含量，需要在出钢过程中加 入脱氧剂以生成脱氧产物，大部分脱氧产物可以从 钢液中排除． 出钢过程钢液完全裸露，与大气直接 接触，会发生吸氮现象． 氧是表面活性元素，可以阻 碍钢液吸氮，若出钢过程钢水氧含量较高，钢液吸氮 则相对减少． 因此在出钢过程采用强脱氧剂进行脱 氧，钢水中氧含量会大大降低，吸氮会迅速增加，这 对控制氮含量是极为不利的． 为了减少出钢过程的增氮，本文采用了两种不 同脱氧方式进行实验，研究了不同脱氧方式对氧氮 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.11.012