潘明等：RH精炼过程中吹氧量对F钢洁净度的影响 849· 下，类球状A1-Ti-O夹杂物一般含Ti量较高，颜色 标：T.0质量分数小于0.0030%时，可直接交货； 较浅，如图4(a)所示；不规则状的Al-Ti-0夹杂物 T.O质量分数大于0.0055%时，直接降级：居两者 常常伴随有颜色较浅的灰色区域和颜色较深的黑 之间待检查后方可交货.本研究中，对ASPEX扫 色区域，面扫描发现灰色区域含T量很高，黑色区 描电镜检测到的钢中夹杂物进行整理统计，采用 域含A1量很高，如图4(b)所示.Do0等2四1也对 T.O含量，N含量，夹杂物数量密度和夹杂物面积 A1脱氧后Ti合金化形成的Al-Ti-O复合夹杂物 比来评判钢水的洁净度.其中，夹杂物数量密度定 进行过研究，发现夹杂物呈粗糙的球形，且包含黑 义为单位检测面积上夹杂物的数量，夹杂物面积 色、灰色和亮色三种不同颜色区域，通过EDS扫 比定义为单位检测面积上夹杂物的面积，分别如 描发现其成分分别是Al、Al-Ti复合及Fe,这与本 式(1)和式(2)所示 文观察到的结果是一致的 Nin A= (1) 图5显示了吹氧量分别为35、160和295m3 Sse 情况下钢中夹杂物的尺寸分布.可以发现，无论吹 B=Sin (2) 氧量多少，整个生产过程中，夹杂物尺寸主要分布 Sse 在5~10um,大于50m的夹杂物数量很少：吹氧 式中，A为夹杂物的数量密度，mm2;B为夹杂物的 量增大，加Al2min时夹杂物的数量，尤其是大尺 面积比，106：Nm为检测出的夹杂物的数量；Sn为 寸夹杂物的数量增多，但是随后的生产过程中夹 所有检测出的夹杂物的总面积，m子，Sc为试样检 杂物的量与吹氧量关系并不大 测的总面积.mm2 2.2RH不同吹氧量下精炼-连铸过程中钢液洁净 图6和图7分别为钢液中T.O含量和N含量 度的变化 变化.随着生产的进行，钢中工.O含量大体上呈下 前人研究评价F钢洁净度一般采用T.O含量 降的趋势，铸坯中T.0含量最低，全部为0.0015% 和非金属夹杂物的数量.Hasunuma等2]提出用中 以下，达到了很高的洁净度，另外，值得注意的是， 间包钢水的T.O含量作为钢水洁净度的评价指 从中包到铸坯T.O含量下降十分明显，说明该实 30 3.0 2-r (a) Add Al 2 min ww/ (b) Add Al 4 min ☐Add Al2min Add Al 6 min Add Al 4 min 目Vacuum broken Add Al 6 min 2.0 IHolding 2.0 目/acuum broken Tundish IHolding 1.5 為 Slab 5 ☑Slab 1.0 0.5 0 5-10 10-1515-2020-50 >50 5-10 10-1515-2020-50 >50 Size of inclusions/um Size of inclusions/um 9.5 (c) uw/su 9.4 Add Al 2 min 9.3 Add Al6 92 broken 9.1 9.0 1 1.0 0.5 0 级口 5-10 10-1515-2020-50>50 Size of inclusions/μm 图5不同RH吹氧量下钢中夹杂物的尺寸分布.(a)35m:(b)160m3:(c)295m3 Fig.5 Size distribution of inclusions in different oxygen blowing in RH:(a)35 m;(b)160 m3;(c)295 m下，类球状 Al‒Ti‒O 夹杂物一般含 Ti 量较高，颜色 较浅，如图 4（a）所示；不规则状的 Al‒Ti‒O 夹杂物 常常伴随有颜色较浅的灰色区域和颜色较深的黑 色区域，面扫描发现灰色区域含 Ti 量很高，黑色区 域含 Al 量很高，如图 4（ b）所示. Doo 等[22] 也对 Al 脱氧后 Ti 合金化形成的 Al‒Ti‒O 复合夹杂物 进行过研究，发现夹杂物呈粗糙的球形，且包含黑 色、灰色和亮色三种不同颜色区域，通过 EDS 扫 描发现其成分分别是 Al、Al‒Ti 复合及 Fe，这与本 文观察到的结果是一致的. 图 5 显示了吹氧量分别为 35、160 和 295 m3 情况下钢中夹杂物的尺寸分布. 可以发现，无论吹 氧量多少，整个生产过程中，夹杂物尺寸主要分布 在 5～10 μm，大于 50 μm 的夹杂物数量很少；吹氧 量增大，加 Al 2 min 时夹杂物的数量，尤其是大尺 寸夹杂物的数量增多，但是随后的生产过程中夹 杂物的量与吹氧量关系并不大. 2.2    RH 不同吹氧量下精炼−连铸过程中钢液洁净 度的变化 前人研究评价 IF 钢洁净度一般采用 T.O 含量 和非金属夹杂物的数量. Hasunuma 等[23] 提出用中 间包钢水的 T.O 含量作为钢水洁净度的评价指 标 ：T.O 质量分数小于 0.0030% 时，可直接交货； T.O 质量分数大于 0.0055% 时，直接降级；居两者 之间待检查后方可交货. 本研究中，对 ASPEX 扫 描电镜检测到的钢中夹杂物进行整理统计，采用 T.O 含量，N 含量，夹杂物数量密度和夹杂物面积 比来评判钢水的洁净度. 其中，夹杂物数量密度定 义为单位检测面积上夹杂物的数量，夹杂物面积 比定义为单位检测面积上夹杂物的面积，分别如 式（1）和式（2）所示. A = Nin Ssc （1） B = Sin Ssc （2） 式中，A 为夹杂物的数量密度，mm−2 ；B 为夹杂物的 面积比，10−6 ；Nin 为检测出的夹杂物的数量；Sin 为 所有检测出的夹杂物的总面积，μm2 ，Ssc 为试样检 测的总面积，mm2 . 图 6 和图 7 分别为钢液中 T.O 含量和 N 含量 变化. 随着生产的进行，钢中 T.O 含量大体上呈下 降的趋势，铸坯中 T.O 含量最低，全部为 0.0015% 以下，达到了很高的洁净度，另外，值得注意的是， 从中包到铸坯 T.O 含量下降十分明显，说明该实 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 5−10 10−15 15−20 Size of inclusions/μm Number density of inclusions/mm−2 20−50 >50 Add Al 2 min Add Al 4 min Add Al 6 min Vacuum broken Holding Tundish Slab (a) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 5−10 10−15 15−20 Size of inclusions/μm Number density of inclusions/mm−2 20−50 >50 Add Al 2 min Add Al 4 min Add Al 6 min Vacuum broken Holding Slab (b) 9.5 0 5−10 10−15 15−20 Size of inclusions/μm Number density of inclusions/mm−2 20−50 >50 Add Al 2 min Add Al 4 min Add Al 6 min Vacuum broken Holding Tundish Slab (c) 9.4 9.3 9.2 9.1 9.0 1.5 1.0 0.5 图 5    不同 RH 吹氧量下钢中夹杂物的尺寸分布. （a）35 m3 ；（b）160 m3 ；（c）295 m3 Fig.5    Size distribution of inclusions in different oxygen blowing in RH: (a) 35 m3 ; (b) 160 m3 ; (c) 295 m3 潘    明等： RH 精炼过程中吹氧量对 IF 钢洁净度的影响 · 849 ·