DOL:10.13374h.issn1001-053x.2012.11.013 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 低合金高强钢中非金属夹杂物的改性 李强四王新华) 李海波)黄福祥” 朱国森)姜敏” 王万军) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)首钢技术研究院，北京100039 ☒通信作者，E-mail:ahutligiang@163.com 摘要借助热力学软件Thermo-Cale和ASPEX自动扫描电镜等分析手段，研究了低合金高强钢精炼过程渣-钢反应和钙处 理对夹杂物改性行为的影响.通过提高炉渣碱度和e(CaO)/e(A山，0，)值以及降低炉渣氧化性等措施，钙处理前钢中A山，O: 夹杂物转变为靠近1600℃液相区的C0Mg0一AL,0,复合夹杂物和少量的Mg0·AL20,尖晶石.在渣钢反应对A,0,部分变 性的基础上，钙线喂入量每炉由优化前的800m减少到300m仍能达到夹杂物改性的目的. 关键词高强钢：合金钢：精炼：夹杂物：改性 分类号TF769 Modification of non-metallic inclusions in high-strength low-alloy steel LI Qiang》☒，WANG Xin-hua》,LI Hai-bo2,HUANG Fu-xiang',ZHU Guo-sen，,JIANG Min'',WANG Wan-jun》 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Technology Institute of Capital Steel,Beijing 100039,China Corresponding author,E-mail:ahutligiang@163.com ABSTRACT The influences of slag-metal reaction and calcium treatment on inclusion modification in high-strength low-alloy steel were studied by means of Thermo-Cale thermodynamic software and ASPEX automated scanning electron microscope.The results of in- dustrial trials show that by increasing the basicity,reducibility and (CaO)/(Al)of slag,Al O inclusions are partially modified to Cao-Mg0-Al,O:complex inclusions nearby the liquid phase zone at 1 600 C,as well as a few Mgo.Al,O,spinel.On the basis of this change,the purpose of inclusion modification is still achieved with the addition of CaSi-wire decreasing from 800m to 300m for a heat KEY WORDS high strength steel:alloy steel:refining:inclusions:modification 优质低合金高强钢广泛应用于高层建筑、油气 数量，但加剧了钙的挥发，容易导致钢中残余钙含量 输送、海洋设施及压力容器制造等方面.为了保证 过低而难以确保Al,O,和MnS的变性效果.为了 优良的横向性能、Z向性能和抗氢致裂纹(HIC)性 避免上述弊端，Io等对抗HⅢC管线钢采取了两段 能，不但对轧后条状MS和点链状的A山，03夹杂物 式钙处理，首先在H真空前针对A山，03进行改性 有严格的限制，还要避免出现沿轧向延伸的大尺寸 处理，而后在中间包浇注时对MS改性处理，由于 钙铝酸盐等类型夹杂物习，这就给治炼带来了较 第二段仅加入少量的钙，因此减少了钙处理过程大 大的困难.就LF精炼一RH(VD)真空处理一钙处 尺寸夹杂物的生成；但是作者并未讨论中间包内钙 理的工艺而言，由于难以保证足够的软吹时间，钙处 处理对钢液洁净度的影响 理过程产生的大尺寸钙铝酸盐类夹杂物部分残留在 以往的文献6-大都是针对AL,0,和MS的改 钢中，在轧制过程破碎延伸并造成超声波探伤不 性进行分析和讨论.在低合金高强钢的生产中，由 合同.对于LF精炼一钙处理一RH(VD)真空处理 于渣一钢反应，钙处理前钢中即可能出现含钙和镁 的工艺流程，虽然真空处理减少了大尺寸夹杂物的 的复合夹杂物.本文在此背景下，通过优化渣-钢反 收稿日期：201107-23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 低合金高强钢中非金属夹杂物的改性 李 强1) 王新华1) 李海波2) 黄福祥1) 朱国森2) 姜 敏1) 王万军1) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 首钢技术研究院，北京 100039 通信作者，E-mail: ahutliqiang@ 163． com 摘 要 借助热力学软件 Thermo-Calc 和 ASPEX 自动扫描电镜等分析手段，研究了低合金高强钢精炼过程渣--钢反应和钙处 理对夹杂物改性行为的影响． 通过提高炉渣碱度和 w( CaO) /w( Al2O3 ) 值以及降低炉渣氧化性等措施，钙处理前钢中 Al2O3 夹杂物转变为靠近 1600 ℃液相区的 CaO--MgO--Al2O3 复合夹杂物和少量的 MgO·Al2O3 尖晶石． 在渣--钢反应对 Al2O3 部分变 性的基础上，钙线喂入量每炉由优化前的 800 m 减少到 300 m 仍能达到夹杂物改性的目的． 关键词 高强钢; 合金钢; 精炼; 夹杂物; 改性 分类号 TF769 Modification of non-metallic inclusions in high-strength low-alloy steel LI Qiang1) ，WANG Xin-hua1) ，LI Hai-bo 2) ，HUANG Fu-xiang1) ，ZHU Guo-sen2) ，JIANG Min1) ，WANG Wan-jun1) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Technology Institute of Capital Steel，Beijing 100039，China Corresponding author，E-mail: ahutliqiang@ 163． com ABSTRACT The influences of slag-metal reaction and calcium treatment on inclusion modification in high-strength low-alloy steel were studied by means of Thermo-Calc thermodynamic software and ASPEX automated scanning electron microscope． The results of in￾dustrial trials show that by increasing the basicity，reducibility and w( CaO) /w( Al2O3 ) of slag，Al2O3 inclusions are partially modified to CaO-MgO-Al2O3 complex inclusions nearby the liquid phase zone at 1 600 ℃，as well as a few MgO·Al2O3 spinel． On the basis of this change，the purpose of inclusion modification is still achieved with the addition of CaSi-wire decreasing from 800 m to 300 m for a heat． KEY WORDS high strength steel; alloy steel; refining; inclusions; modification 收稿日期: 2011--07--23 优质低合金高强钢广泛应用于高层建筑、油气 输送、海洋设施及压力容器制造等方面． 为了保证 优良的横向性能、Z 向性能和抗氢致裂纹( HIC) 性 能，不但对轧后条状 MnS 和点链状的 Al2O3 夹杂物 有严格的限制，还要避免出现沿轧向延伸的大尺寸 钙铝酸盐等类型夹杂物［1--2］，这就给冶炼带来了较 大的困难． 就 LF 精炼—RH( VD) 真空处理—钙处 理的工艺而言，由于难以保证足够的软吹时间，钙处 理过程产生的大尺寸钙铝酸盐类夹杂物部分残留在 钢中，在轧制过程破碎延伸并造成超声波探伤不 合［3］． 对于 LF 精炼—钙处理—RH( VD) 真空处理 的工艺流程，虽然真空处理减少了大尺寸夹杂物的 数量，但加剧了钙的挥发，容易导致钢中残余钙含量 过低而难以确保 Al2O3 和 MnS 的变性效果［4］． 为了 避免上述弊端，Ito 等［5］对抗 HIC 管线钢采取了两段 式钙处理，首先在 RH 真空前针对 Al2O3 进行改性 处理，而后在中间包浇注时对 MnS 改性处理，由于 第二段仅加入少量的钙，因此减少了钙处理过程大 尺寸夹杂物的生成; 但是作者并未讨论中间包内钙 处理对钢液洁净度的影响． 以往的文献［6--8］大都是针对 Al2O3 和 MnS 的改 性进行分析和讨论． 在低合金高强钢的生产中，由 于渣--钢反应，钙处理前钢中即可能出现含钙和镁 的复合夹杂物． 本文在此背景下，通过优化渣--钢反 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.11.013