D0:10.13374/5.issn1001-053x.2007.s1.041 第29卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.29 Suppl.1 2007年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 水平连铸管坯钢中的非金属夹杂物 石绍清1,2) 尹振江) 卢帝维) 彭自胜2) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)湖南衡阳钢管（集团）有限公司，衡阳421001 摘要针对衡钢“EAF-LF-VD-HCC”工艺生产的水平连铸管坯钢，通过运用金相显微镜、扫描电镜、EDAX能谱 仪、电子探针、电解、示踪剂跟踪法等各种分析手段及方法，对LF处理前后，VD处理后，中间包钢水及连铸坯，重 点是吊包钢水，中间包钢水和连铸坯所取试样中所含的显微夹杂物及大型夹杂物进行了研究.结果表明，管坯钢显微 夹杂相对个数为16.1mm2,大型夹杂物数量为214.6mgkg. 关键词水平连铸管坯钢：大型夹杂物：显微夹杂物 分类号TG115.213.3 管坯钢主要用于制造各种用途的钢管，对钢的 1.3试样分析方法 质量要求相当严格.衡钢小管坯系统采用电炉一水 小样制成金相试样，采用金相显微镜、扫描电 平连铸工艺流程生产管坯钢，先后开发了高压锅炉 镜和EDAX能谱仪对钢中显微夹杂物的数量、组成 管坯、油管用管坯、管线管坯等多个品种.现管坯 及来源进行研究.大样运用大样电解法分离出钢中 钢存在的最大问题是质量不稳定，钢管的成材率较 的大型夹杂物，然后应用扫描电镜和电子探针对大 低，经分析，钢管缺陷大部分是由钢中非金属夹杂 型夹杂物的形貌和组成进行研究：运用示踪剂跟踪 物所造成.因而，很有必要开展钢中非金属夹杂物 法对大型夹杂物的来源进行分析，分别在钢包渣中 的研究. 加入1%~2%的氧化镧，在中间包保护渣中配入4% 的氧化锶，在中间包涂料中配入4%的氧化铈). 1实验研究方法 显微夹杂物的相对个数由下式进行计算： 11生产工况 1=d%) πBD2.N/4 (1) 衡钢一炼钢系统现有30t电弧炉2座（其中1 式中，I为单位面积上当量直径为B的夹杂物的相 台为超高功率电炉)：40tLF炉3台，40tVD钢液 对个数，mm2:d,为不同尺寸范围夹杂物的平均直 真空处理装置1台，2机2流水平圆坯连铸机3台.管 坯钢的生产工艺流程为：EAF-LF-VD-HCC.电弧 径，进行<5,5~10,10-15,15~20和>20μm分 级，各级夹杂物的平均直径分别取2.5、7.5、12.5、 炉采用全冷炉料治炼出合格粗钢水，通过采用偏心 17.5和30μm:n:为不同尺寸范围夹杂物的个数：B 底方式出钢并严格控制下渣量.粗炼钢水采用LF 炉外精炼工艺对钢水进行还原及调整钢的成分和温 为夹杂物的当量直径，按国内通常做法，B值取7.5 度，然后进VD炉进行真空脱气处理.吊包前钢水 μm:D为视场直径，300um:N为视场数，200 个. 进行钙处理，并软吹7~l0min.大包钢水采用套管 进行保护浇注，通过水平连铸机铸造成圆管坯. 2实验结果与分析 1.2实验取样方法 分别在LF处理前后、VD处理后、中间包钢水 2.1显微夹杂物相对个数变化情况 及连铸坯上取大样和小样，在钢管上取小样，共进 实验钢种显微夹杂物相对个数的变化见图1. 行了高压锅炉管坯、油管用管坯、管线管坯3个品 由图1可以看出，LF吊包时钢中显微夹杂相对 种的实验，取了50炉钢试样，重点是对吊包钢水、 个数最少，说明LF精炼去除显微夹杂物的效果较 中间包钢水和连铸坯进行取样. 明显，VD后钢中显微夹杂数量略有增加，主要是 收精日期：2007-02-21修回日期：2007-04-25 作者简介：石绍清(1963一)，男，教授级高工第 29 卷 增刊 1 北 京 科 技 大 学 学 报 Vol.29 Suppl.1 2007 年 6 月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 收稿日期：2007−02−21 修回日期：2007−04−25 作者简介：石绍清（1963—），男，教授级高工 水平连铸管坯钢中的非金属夹杂物 石绍清 1,2) 尹振江 1) 卢帝维 1) 彭自胜 2) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 湖南衡阳钢管(集团)有限公司，衡阳 421001 摘 要 针对衡钢“EAF−LF−VD−HCC”工艺生产的水平连铸管坯钢，通过运用金相显微镜、扫描电镜、EDAX 能谱 仪、电子探针、电解、示踪剂跟踪法等各种分析手段及方法，对 LF 处理前后，VD 处理后，中间包钢水及连铸坯，重 点是吊包钢水，中间包钢水和连铸坯所取试样中所含的显微夹杂物及大型夹杂物进行了研究．结果表明，管坯钢显微 夹杂相对个数为 16.1 mm−2 ，大型夹杂物数量为 214.6 mg⋅kg−1 ． 关键词 水平连铸管坯钢；大型夹杂物；显微夹杂物 分类号 TG115.21+ 3.3 管坯钢主要用于制造各种用途的钢管，对钢的 质量要求相当严格．衡钢小管坯系统采用电炉—水 平连铸工艺流程生产管坯钢，先后开发了高压锅炉 管坯、油管用管坯、管线管坯等多个品种．现管坯 钢存在的最大问题是质量不稳定，钢管的成材率较 低，经分析，钢管缺陷大部分是由钢中非金属夹杂 物所造成．因而，很有必要开展钢中非金属夹杂物 的研究． 1 实验研究方法 1.1 生产工况 衡钢一炼钢系统现有 30 t 电弧炉 2 座(其中 1 台为超高功率电炉)；40 t LF 炉 3 台，40 t VD 钢液 真空处理装置 1 台，2 机 2 流水平圆坯连铸机 3 台．管 坯钢的生产工艺流程为：EAF−LF−VD−HCC．电弧 炉采用全冷炉料冶炼出合格粗钢水，通过采用偏心 底方式出钢并严格控制下渣量．粗炼钢水采用 LF 炉外精炼工艺对钢水进行还原及调整钢的成分和温 度，然后进 VD 炉进行真空脱气处理．吊包前钢水 进行钙处理，并软吹 7~10 min．大包钢水采用套管 进行保护浇注，通过水平连铸机铸造成圆管坯[1-2]． 1.2 实验取样方法 分别在 LF 处理前后、VD 处理后、中间包钢水 及连铸坯上取大样和小样，在钢管上取小样．共进 行了高压锅炉管坯、油管用管坯、管线管坯 3 个品 种的实验，取了 50 炉钢试样，重点是对吊包钢水、 中间包钢水和连铸坯进行取样． 1.3 试样分析方法 小样制成金相试样，采用金相显微镜、扫描电 镜和 EDAX 能谱仪对钢中显微夹杂物的数量、组成 及来源进行研究．大样运用大样电解法分离出钢中 的大型夹杂物，然后应用扫描电镜和电子探针对大 型夹杂物的形貌和组成进行研究；运用示踪剂跟踪 法对大型夹杂物的来源进行分析，分别在钢包渣中 加入 1%~2%的氧化镧，在中间包保护渣中配入 4% 的氧化锶，在中间包涂料中配入 4%的氧化铈[3]． 显微夹杂物的相对个数由下式进行计算[4]： 2 ( ) π / 4 d n i i I BD N ⋅ = ⋅ ∑ (1) 式中，I 为单位面积上当量直径为 B 的夹杂物的相 对个数，mm−2 ；di 为不同尺寸范围夹杂物的平均直 径，进行＜5，5~10，10~15，15~20 和＞20 µm 分 级，各级夹杂物的平均直径分别取 2.5、7.5、12.5、 17.5 和 30 µm；ni 为不同尺寸范围夹杂物的个数；B 为夹杂物的当量直径，按国内通常做法，B 值取 7.5 µm； D 为视场直径，300 µm； N 为视场数，200 个． 2 实验结果与分析 2.1 显微夹杂物相对个数变化情况 实验钢种显微夹杂物相对个数的变化见图 1． 由图 1 可以看出，LF 吊包时钢中显微夹杂相对 个数最少，说明 LF 精炼去除显微夹杂物的效果较 明显．VD 后钢中显微夹杂数量略有增加，主要是 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2007.s1.041