增刊1 崔衡等：RH真空精炼后F钢镇静工艺的洁净度研究 ·33· 净度，因此选择合理的静置时间对F钢生产具有一 0.0060 定意义.本文主要通过对不同镇静时间的钢液取样 进行全氧分析以及夹杂物金相分析，以期得到合理 0.0050 的RH精炼镇静时间. 0.0040 。 1 研究方法 0.030 . 本实验针对RH处理工艺参数相同的不同镇静 0.0020 时间的正常浇铸炉次，用提桶取样器在中间包浇铸 0.0010 稳定后取中包钢水样，冷却取出试样后，采用线切割 10 20 30405060 镇静时间min 方法在试样高度1/2处切取中5mm×30mm棒状 图1中间包钢液T[0]含量与镇静时间的关系 样，抛光后采用红外吸收法(GB/T11261一2006)分 Fig.1 Relationship between T[O]content in the tundish and hold- 析T[0];切取尺寸为15mm×15mm×15mm的金 ing time after RH treatment 相样观察夹杂物，选取镇静时间为14、18、24、29、 34、39、44、49和54min的试样，经粗磨、细磨和抛光 间可使更多、更小尺寸的夹杂物得以去除 后，在扫描电镜下观察夹杂物形貌和成分，并对各类 镇静时间在30min到40min的区间里，中间包 夹杂物的数量和尺寸进行统计，每块金相样取100 内钢液试样T[O]基本稳定，21炉钢液TO]平均含 个视场，视场范围为227um×155μm 量是27.5×10-4%，只有40min时的1炉的T[0] 含量超过30×10-4%，达到32×10-4%，占所分析 2实验结果与讨论 炉次的4.76%.从生产数据中得知，该炉RH顶渣 2.1T[0]含量分析 T.Fe含量略高于其他炉次.因此，在考虑RH镇静 生产F钢时，钢液的全氧含量对冷轧板的表面 工艺时要注意控制合适的顶渣氧化性，顶渣氧化性 质量有着重要影响.有文献报道，当结晶器中的全 对F钢液洁净度的影响在文献4]中已详细讨论， 氧量（质量分数）低于0.0020%时，冷轧钢板表面缺 本文不再赘述.该镇静时段内，钢包钢液中夹杂物 陷（线形缺陷和鼓包缺陷）的数量将显著减少. 上浮去除速率基本与钢渣氧化钢液的速率相等，接 随着钢中全氧含量的增加，钢中宏观夹杂物的数量 近平衡状态.因此，在该时段内，中间包钢液的洁净 也显著增加.钢液中的全氧含量T[O]为钢中溶 度水平趋于稳定，较适于浇铸 解氧与夹杂物结合氧之和，F钢在RH精炼过程中 从镇静40min后试样的T[O]含量数据可明显 使用铝脱氧，钢液中与溶解在钢中的铝元素相平衡 看出，中间包内钢液T[O]随镇静时间的延长呈上 的溶解氧很低（其质量分数约0.0003%）而且波动 升趋势.该镇静时段内，钢液与钢渣和钢包耐火材 不大，因此可以用全氧含量来表征钢中显微夹杂物 料的反应对钢液洁净度的影响开始显现，造成钢液 的水平 T[O]含量的上升，致使中间包钢液洁净度水平下 选取RH脱碳结束后钢液溶解氧含量相近的72 降.此外，镇静时间延长会导致钢液温度下降，要保 炉次的分析数据，不同炉次中间包钢液的T[O]含 证连铸浇铸温度需提高转炉出钢温度，此举会影响 量与镇静时间的关系如图1所示 转炉炉衬寿命；而且经过一定的镇静时间，大尺寸的 由图1可知，随着镇静时间的延长，中间包内钢 A山O,夹杂物得到有效去除，且钢液温度下降过程 液测得的T[O]含量总体呈先下降后回升的趋势. 中，其黏度不断增大，A山，O3夹杂物的去除效率亦不 RH精炼过程结束后的镇静时间在30min之内，中 断下降.因此，在该厂现行操作工艺下，镇静时间不 间包钢液洁净度水平随镇静时间的延长而呈上升趋 宜超过40min. 势，该时段内，T[0]的快速下降尤其显著，从46× 川崎Mizushima厂通过实验找出了冷轧薄板缺 10-4%下降至30×10-4%.该时段内，钢液中未在 陷与中间包钢水T[0]的关系，认为：中间包钢 RH处理过程中去除的夹杂物断续长大，并通过集 T[O]<30×104%时，冷轧薄板缺陷极少，产品不 聚来降低表面能，以脱氧产物A山203为主的夹杂物 需要经任何检验；中间包钢T[0]在30×104%~ 在钢液中不断上浮至渣/钢界面并被吸附.根据 50×10-4%范围内，冷轧薄板可能会产生缺陷，因此 Stocks定律，在静止钢液中脱氧产物上浮到渣/钢界 必须经过检验；当中间包T[0]>55×10-4%时，冷 面所需的时间与脱氧产物尺寸成反比，延长镇静时 轧薄板自动降级使用.因此，就T[O]评价F钢洁增刊 1 崔 衡等: ＲH 真空精炼后 IF 钢镇静工艺的洁净度研究 净度，因此选择合理的静置时间对 IF 钢生产具有一 定意义． 本文主要通过对不同镇静时间的钢液取样 进行全氧分析以及夹杂物金相分析，以期得到合理 的 ＲH 精炼镇静时间． 1 研究方法 本实验针对 ＲH 处理工艺参数相同的不同镇静 时间的正常浇铸炉次，用提桶取样器在中间包浇铸 稳定后取中包钢水样，冷却取出试样后，采用线切割 方法在试样高度 1 /2 处切取 5 mm × 30 mm 棒状 样，抛光后采用红外吸收法( GB /T11261—2006) 分 析 T［O］; 切取尺寸为 15 mm × 15 mm × 15 mm 的金 相样观察夹杂物，选取镇静时间为 14、18、24、29、 34、39、44、49 和 54 min 的试样，经粗磨、细磨和抛光 后，在扫描电镜下观察夹杂物形貌和成分，并对各类 夹杂物的数量和尺寸进行统计，每块金相样取 100 个视场，视场范围为 227 μm × 155 μm． 2 实验结果与讨论 2. 1 T［O］含量分析 生产 IF 钢时，钢液的全氧含量对冷轧板的表面 质量有着重要影响． 有文献报道，当结晶器中的全 氧量( 质量分数) 低于 0. 0020% 时，冷轧钢板表面缺 陷( 线形缺陷和鼓包缺陷) 的数量将显著减少［5］． 随着钢中全氧含量的增加，钢中宏观夹杂物的数量 也显著增加［6］． 钢液中的全氧含量 T［O］为钢中溶 解氧与夹杂物结合氧之和，IF 钢在 ＲH 精炼过程中 使用铝脱氧，钢液中与溶解在钢中的铝元素相平衡 的溶解氧很低( 其质量分数约 0. 0003% ) 而且波动 不大，因此可以用全氧含量来表征钢中显微夹杂物 的水平． 选取 ＲH 脱碳结束后钢液溶解氧含量相近的 72 炉次的分析数据，不同炉次中间包钢液的 T［O］含 量与镇静时间的关系如图 1 所示． 由图 1 可知，随着镇静时间的延长，中间包内钢 液测得的 T［O］含量总体呈先下降后回升的趋势． ＲH 精炼过程结束后的镇静时间在 30 min 之内，中 间包钢液洁净度水平随镇静时间的延长而呈上升趋 势，该时段内，T［O］的快速下降尤其显著，从 46 × 10 － 4 % 下降至 30 × 10 － 4 % ． 该时段内，钢液中未在 ＲH 处理过程中去除的夹杂物断续长大，并通过集 聚来降低表面能，以脱氧产物 Al2 O3 为主的夹杂物 在钢液中不断上浮 至 渣/钢界面并被吸附． 根 据 Stocks 定律，在静止钢液中脱氧产物上浮到渣/钢界 面所需的时间与脱氧产物尺寸成反比，延长镇静时 图 1 中间包钢液 T［O］含量与镇静时间的关系 Fig． 1 Ｒelationship between T［O］content in the tundish and hold￾ing time after ＲH treatment 间可使更多、更小尺寸的夹杂物得以去除． 镇静时间在 30 min 到 40 min 的区间里，中间包 内钢液试样 T［O］基本稳定，21 炉钢液 T［O］平均含 量是 27. 5 × 10 － 4 % ，只有 40 min 时的 1 炉的 T［O］ 含量超过 30 × 10 － 4 % ，达到 32 × 10 － 4 % ，占所分析 炉次的 4. 76% ． 从生产数据中得知，该炉 ＲH 顶渣 T． Fe 含量略高于其他炉次． 因此，在考虑 ＲH 镇静 工艺时要注意控制合适的顶渣氧化性，顶渣氧化性 对 IF 钢液洁净度的影响在文献［4］中已详细讨论， 本文不再赘述． 该镇静时段内，钢包钢液中夹杂物 上浮去除速率基本与钢渣氧化钢液的速率相等，接 近平衡状态． 因此，在该时段内，中间包钢液的洁净 度水平趋于稳定，较适于浇铸． 从镇静 40 min 后试样的 T［O］含量数据可明显 看出，中间包内钢液 T［O］随镇静时间的延长呈上 升趋势． 该镇静时段内，钢液与钢渣和钢包耐火材 料的反应对钢液洁净度的影响开始显现，造成钢液 T［O］含量的上升，致使中间包钢液洁净度水平下 降． 此外，镇静时间延长会导致钢液温度下降，要保 证连铸浇铸温度需提高转炉出钢温度，此举会影响 转炉炉衬寿命; 而且经过一定的镇静时间，大尺寸的 Al2O3夹杂物得到有效去除，且钢液温度下降过程 中，其黏度不断增大，Al2O3夹杂物的去除效率亦不 断下降． 因此，在该厂现行操作工艺下，镇静时间不 宜超过 40 min． 川崎 Mizushima 厂通过实验找出了冷轧薄板缺 陷与 中 间 包 钢 水 T［O］的 关 系，认 为: 中 间 包 钢 T［O］＜ 30 × 10 － 4 % 时，冷轧薄板缺陷极少，产品不 需要经任何检验; 中间包钢 T［O］在 30 × 10 － 4 % ～ 50 × 10 － 4 % 范围内，冷轧薄板可能会产生缺陷，因此 必须经过检验; 当中间包 T［O］＞ 55 × 10 － 4 % 时，冷 轧薄板自动降级使用． 因此，就 T［O］评价 IF 钢洁 ·33·