第36卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.36 Suppl.1 2014年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2014 管线钢精炼过程中夹杂物CaO和CaS的研究 李树森2，任英”，张立峰)，杨 文) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)首钢迁钢公司技术质量部，迁安064400 ☒通信作者，E-mail:zhanglifeng@usth.cd.cm 摘要通过现场取样进行电镜观察检测，研究了管线钢精炼过程中钢中大尺寸C0和CS复合夹杂物形貌、尺寸和成分， 并结合钢液中Ca0和CaS平衡曲线、Ca0和CaS热力学分析，对其形成机理和形成原因进行了研究.实验结果表明：夹杂 物可能是由于钙处理时喂入了过量硅钙线造成的 关键词管线钢：钙处理：CaO:CaS:热力学 分类号TF703.5 Study on Cao and CaS inclusions in pipeline steel during refining process LI Shu-sen'),REN Ying",ZHANG Lifeng,YANG Wen) 1)School of Metallurgical and Ecological Engineerin,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Technology and Quality Departments of Hebei Shougang Qian'an Iron Steel Co.,Ld.,Qian'an 064400,China Corresponding author,E-mail:zhanglifeng@ustb.edu.cn ABSTRACT The morphology,size,and composition of inclusions were studied by scanning electron microscopy (SEM)in pipeline steel during refining process.The Ca-0 equilibrium curve,Ca-S equilibrium curve,and the stability diagrams of inclusions (Ca0 and CaS)were discussed to explain the formation mechanism of CaO and CaS complex inclusions.The results show that the excessive addi- tion of Ca-Si wireis the reason causing the formation of Cao and Cas complex inclusions. KEY WORDS pipeline steel:calcium treatment:CaO:CaS:thermodynamics 钢液脱氧过程会产生大量的夹杂物，尤其是氧 10-6~30×10-6,硫含量（质量分数）为20×10-6 化铝夹杂物和镁铝尖晶石夹杂物，严重危害产品的 在轧板中发现了由大尺寸夹杂物引起的探伤不合 性能，还会造成水口结瘤堵塞-习.人们往往采用钙 因此，对此处的试样进行制样、研磨和抛光，并在扫 处理方法，将镁铝尖晶石改性成为低熔点的钙铝酸 描电子显微镜一能量色散光谱下对此类大尺寸夹杂 盐或钙镁铝酸盐，来减少镁铝尖晶石对钢材的危害. 物进行观察和检测 然而，钙处理过程并不是喂入的硅钙线越多越 好日，喂入过量的硅钙线也可能会生成大尺寸的 2实验结果与分析 Ca0或CaS基夹杂物，同样影响钢材质量，对此类夹 2.1实验结果 杂物和钙处理最优情况的研究很有必要 对实验钢种产品进行探伤检测，发现引起探伤 1冶炼条件与研究方法 不合的主要原因是大尺寸夹杂物.在电镜下对这些 夹杂物进行观察，结果如图1所示.发现引起探伤 试验钢种的工艺路线为：铁水预处理→210t顶 不合的夹杂物主要为大尺寸的条链状夹杂物，长度 底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH真空处理→钙处理一→ 在100μm以上.其中，在条链状夹杂物细条相之间 连铸→热轧.产品中钙含量（质量分数）约为20× 存在着许多10um左右的大颗粒相.这些夹杂物容 收稿日期：2013-10-22 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51274034) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.s1.031:http://jourals.ustb.edu.cn第 36 卷 增刊 1 2014 年 4 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 Suppl． 1 Apr． 2014 管线钢精炼过程中夹杂物 CaO 和 CaS 的研究 李树森1，2) ，任 英1) ，张立峰1) ，杨 文1) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 首钢迁钢公司技术质量部，迁安 064400 通信作者，E-mail: zhanglifeng@ ustb． edu． cn 摘 要 通过现场取样进行电镜观察检测，研究了管线钢精炼过程中钢中大尺寸 CaO 和 CaS 复合夹杂物形貌、尺寸和成分， 并结合钢液中 Ca--O 和 Ca--S 平衡曲线、CaO 和 CaS 热力学分析，对其形成机理和形成原因进行了研究． 实验结果表明: 夹杂 物可能是由于钙处理时喂入了过量硅钙线造成的． 关键词 管线钢; 钙处理; CaO; CaS; 热力学 分类号 TF703. 5 Study on CaO and CaS inclusions in pipeline steel during refining process LI Shu-sen1，2) ，ＲEN Ying1) ，ZHANG Li-feng1)  ，YANG Wen1) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineerin，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Technology and Quality Departments of Hebei Shougang Qian’an Iron ＆ Steel Co． ，Ltd． ，Qian’an 064400，China Corresponding author，E-mail: zhanglifeng@ ustb． edu． cn ABSTＲACT The morphology，size，and composition of inclusions were studied by scanning electron microscopy ( SEM) in pipeline steel during refining process． The Ca-O equilibrium curve，Ca-S equilibrium curve，and the stability diagrams of inclusions ( CaO and CaS) were discussed to explain the formation mechanism of CaO and CaS complex inclusions． The results show that the excessive addi￾tion of Ca-Si wireis the reason causing the formation of CaO and CaS complex inclusions． KEY WOＲDS pipeline steel; calcium treatment; CaO; CaS; thermodynamics 收稿日期: 2013--10--22 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51274034) DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． s1． 031; http: / /journals． ustb． edu． cn 钢液脱氧过程会产生大量的夹杂物，尤其是氧 化铝夹杂物和镁铝尖晶石夹杂物，严重危害产品的 性能，还会造成水口结瘤堵塞［1--2］． 人们往往采用钙 处理方法，将镁铝尖晶石改性成为低熔点的钙铝酸 盐或钙镁铝酸盐，来减少镁铝尖晶石对钢材的危害． 然而，钙处理过程并不是喂入的硅钙线越多越 好［3］，喂入过量的硅钙线也可能会生成大尺寸的 CaO 或 CaS 基夹杂物，同样影响钢材质量，对此类夹 杂物和钙处理最优情况的研究很有必要． 1 冶炼条件与研究方法 试验钢种的工艺路线为: 铁水预处理→210 t 顶 底复吹转炉冶炼→LF 精炼→ＲH 真空处理→钙处理→ 连铸→热轧． 产品中钙含量( 质量分数) 约为20 × 10 － 6 ～ 30 × 10 － 6 ，硫含量( 质量分数) 为 20 × 10 － 6 ． 在轧板中发现了由大尺寸夹杂物引起的探伤不合． 因此，对此处的试样进行制样、研磨和抛光，并在扫 描电子显微镜--能量色散光谱下对此类大尺寸夹杂 物进行观察和检测． 2 实验结果与分析 2. 1 实验结果 对实验钢种产品进行探伤检测，发现引起探伤 不合的主要原因是大尺寸夹杂物． 在电镜下对这些 夹杂物进行观察，结果如图 1 所示． 发现引起探伤 不合的夹杂物主要为大尺寸的条链状夹杂物，长度 在 100 μm 以上． 其中，在条链状夹杂物细条相之间 存在着许多 10 μm 左右的大颗粒相． 这些夹杂物容