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,316 北京科技大学学报 第32卷 表7钙处理后X70钢中[%Ca]r,/%A】. 产生的Ab03进行部分改性处理，但当它们被A0: Table 7 [Ca]Tat/[%AI].in liquid steel ofX70 after calcim trat 消耗之后，则不能对后续结晶器钢水中产生的二次 ment 氧化产物Ab03进行改性处理. 钙处理后钢水中 结晶器钢水中 铸坯中 炉次 本实验中第1炉采用200m·min喂入420m [Ca]Tor/[AI].[CalTar/[%AI].[Ca]Ta /[%AI]. 硅钙线，但铸坯中也出现少量细小的M0一AO3夹 1 0.11 0.013 0.016 杂（图1和表8），表明该炉钢水在凝固过程中，由于 2 0.07 0.016 钢中钙含量很低，析出的部分二次夹杂Mg0-AO 3 0.14 0.037 0.033 没能被改性处理，这与结晶器试样中总钙的质量分 4 0.03 一 0.011 数为4×10的分析结果一致.该炉次是实验浇次 5 0.10 0.056 中的第1炉，二次氧化相对较为严重，生成了较多的 6 0.09 0.066 AbO3夹杂和Mg0-AbO3复合夹杂，钢水中剩余溶 3.3二次氧化对钙处理的影响 解钙和高Ca0含量的Ca0-AbO3夹杂不足，不能将 钙处理一般在精炼结束前进行，钢中Ab03夹 这些夹杂物全部改性·因此，管线钢生产中每个浇 杂被改性处理.在其后的连铸生产中，钢水可能会 次的第1炉钢钙处理时应喂入较多的钙线， 与空气、炉渣、覆盖剂、保护渣和耐火材料等发生反 应，产生二次氧化，二次氧化生成的夹杂是否也能得 到改性处理是冶金工作者关心的问题 Gelenhu is和Pistorius认为钢水钙处理后，钢 中溶解钙含量非常低，因此二次氧化生成的AkO3 将得不到改性处理；钙处理时过多地向钢水中加入 钙没有意义，对二次氧化产生的Ab03夹杂没有改 2.5μm 25μm 性作用， 本次X70管线钢工业试验时，钙处理在LF精 图1管线钢铸坯中未变性夹杂物形貌 炼结束前进行，其后进行RH精炼和连铸，各工序 Fig I Momphology of unmodified inchsions n pipeline slbs 试样的氧、氨分析表明，在H精炼和连铸中，各炉 表8管线钢铸坯中未变性夹杂物成分（质量分数） 次均发生了明显的二次氧化，结晶器试样中氧、氮含 Tabl8 Camposition of urmodified inclusions n pipeline shbs 量明显高于F精炼结束时所取钢样（表2），但是， 编号 AkO3 MgO 对各工序试样的夹杂物形貌和成分分析表明，大部 图1(a) 73.02 26.98 分炉次在中间包、结晶器和铸坯试样中均未发现二 图1(b) 73.80 26.20 次氧化产物Ab02,表明钙处理对后续工序中二次 氧化生成的AbO3夹杂具有一定的改性作用，由此 上面的分析表明：钙处理能否对钢水二次氧化 可推测，钙处理后，钢中部分钙以C0AkO3的形式 产生的Ab03发生改性作用，取决于二次氧化发生 存在，钢中钙含量较高时，夹杂中的coAo将大于 时钢中是否存在溶解钙或较高Ca0含量的Ca0- 12Ca07Ab03的oO,这些夹杂可以和二次氧 AO3复合夹杂，如果在钙处理后钢水富余较多的 化生成的AbO3夹杂反应，对其进行改性处理；同时 溶解钙或高koAo的Ca0-AbO3复合夹杂，则可 还有部分钙可能会以溶解钙的形式存在，也可对后 对后续生产中二次氧化产生的A03夹杂进行改性 续工序中产生的AbO3夹杂进行改性 处理；富余量越大，对二次氧化产生的AO?改性越 铸坯中夹杂物的形貌和组成分析表明，钙处理 完全，这和钢中喂入较多硅钙线后精炼和连铸过程 效果较差的炉次（采用100m·mm喂入500m和 中耐火材料浸蚀严重的机理相同， SCaBaFe处理)，铸坯中出现AkO3夹杂，原因可能 3.4钢中硫化物变性效果分析 是，由于喂钙速度较低和没有采用硅钙线处理，钙处 管线钢要求具有较强的抗HC性能，因此除了 理后钢水中的溶解钙含量相对较低，生成的C0- 必须对钢中AbO3夹杂进行变性外，还需要控制铸 AbO3复合夹杂的eoAo也比较低，这些溶解钙和 坯中MnS夹杂，一些文献采用原子浓度比ACR和 C0-AbO3夹杂能对RH和中间包中钢水二次氧化 Ca尽来衡量硫化物变性效果[4s9-o).北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 表 7 钙处理后 Ｘ70钢中 ［％Ｃａ］Ｔｏｔ／［％Ａｌ］ｓ Ｔａｂｌｅ7 ［％Ｃａ］Ｔｏｔ／［％Ａｌ］ｓｉｎｌｉｑｕｉｄｓｔｅｅｌｏｆＸ70ａｆｔｅｒｃａｌｃｉｕｍｔｒｅａｔ- ｍｅｎｔ 炉次 钙处理后钢水中 ［％Ｃａ］Ｔｏｔ／［Ａｌ］ｓ 结晶器钢水中 ［％Ｃａ］Ｔｏｔ／［％Ａｌ］ｓ 铸坯中 ［％Ｃａ］Ｔｏｔ／［％Ａｌ］ｓ 1 0∙11 0∙013 0∙016 2 0∙07 — 0∙016 3 0∙14 0∙037 0∙033 4 0∙03 — 0∙011 5 0∙10 0∙056 — 6 0∙09 0∙066 — 3∙3 二次氧化对钙处理的影响 钙处理一般在精炼结束前进行钢中 Ａｌ2Ｏ3 夹 杂被改性处理．在其后的连铸生产中钢水可能会 与空气、炉渣、覆盖剂、保护渣和耐火材料等发生反 应产生二次氧化二次氧化生成的夹杂是否也能得 到改性处理是冶金工作者关心的问题． Ｇｅｌｄｅｎｈｕｉｓ和 Ｐｉｓｔｏｒｉｕｓ ［4］认为钢水钙处理后钢 中溶解钙含量非常低因此二次氧化生成的 Ａｌ2Ｏ3 将得不到改性处理；钙处理时过多地向钢水中加入 钙没有意义对二次氧化产生的 Ａｌ2Ｏ3 夹杂没有改 性作用． 本次 Ｘ70管线钢工业试验时钙处理在 ＬＦ精 炼结束前进行其后进行 ＲＨ精炼和连铸．各工序 试样的氧、氮分析表明在 ＲＨ精炼和连铸中各炉 次均发生了明显的二次氧化结晶器试样中氧、氮含 量明显高于 ＬＦ精炼结束时所取钢样 （表 2）．但是 对各工序试样的夹杂物形貌和成分分析表明大部 分炉次在中间包、结晶器和铸坯试样中均未发现二 次氧化产物 Ａｌ2Ｏ3表明钙处理对后续工序中二次 氧化生成的 Ａｌ2Ｏ3夹杂具有一定的改性作用．由此 可推测钙处理后钢中部分钙以ＣａＯ--Ａｌ2Ｏ3的形式 存在钢中钙含量较高时夹杂中的 ｎＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3将大于 12ＣａＯ·7Ａｌ2Ｏ3的 ｎＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3这些夹杂可以和二次氧 化生成的 Ａｌ2Ｏ3夹杂反应对其进行改性处理；同时 还有部分钙可能会以溶解钙的形式存在也可对后 续工序中产生的 Ａｌ2Ｏ3夹杂进行改性． 铸坯中夹杂物的形貌和组成分析表明钙处理 效果较差的炉次 （采用 100ｍ·ｍｉｎ —1喂入 500ｍ和 ＳｉＣａＢａＦｅ处理 ）铸坯中出现 Ａｌ2Ｏ3夹杂．原因可能 是由于喂钙速度较低和没有采用硅钙线处理钙处 理后钢水中的溶解钙含量相对较低生成的ＣａＯ-- Ａｌ2Ｏ3复合夹杂的 ｎＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3也比较低．这些溶解钙和 ＣａＯ--Ａｌ2Ｏ3夹杂能对 ＲＨ和中间包中钢水二次氧化 产生的 Ａｌ2Ｏ3进行部分改性处理但当它们被 Ａｌ2Ｏ3 消耗之后则不能对后续结晶器钢水中产生的二次 氧化产物 Ａｌ2Ｏ3进行改性处理． 本实验中第 1炉采用 200ｍ·ｍｉｎ —1喂入 420ｍ 硅钙线但铸坯中也出现少量细小的 ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3夹 杂 （图 1和表 8）表明该炉钢水在凝固过程中由于 钢中钙含量很低析出的部分二次夹杂ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3 没能被改性处理．这与结晶器试样中总钙的质量分 数为 4×10 —6的分析结果一致．该炉次是实验浇次 中的第 1炉二次氧化相对较为严重生成了较多的 Ａｌ2Ｏ3夹杂和 ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3 复合夹杂钢水中剩余溶 解钙和高 ＣａＯ含量的ＣａＯ--Ａｌ2Ｏ3 夹杂不足不能将 这些夹杂物全部改性．因此管线钢生产中每个浇 次的第 1炉钢钙处理时应喂入较多的钙线． 图 1 管线钢铸坯中未变性夹杂物形貌 Ｆｉｇ．1 Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｉｎｐｉｐｅｌｉｎｅｓｌａｂｓ 表 8 管线钢铸坯中未变性夹杂物成分 （质量分数 ） Ｔａｂｌｅ8 Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｉｎｐｉｐｅｌｉｎｅｓｌａｂｓ ％ 编号 Ａｌ2Ｏ3 ＭｇＯ 图 1（ａ） 73∙02 26∙98 图 1（ｂ） 73∙80 26∙20 上面的分析表明：钙处理能否对钢水二次氧化 产生的 Ａｌ2Ｏ3发生改性作用取决于二次氧化发生 时钢中是否存在溶解钙或较高 ＣａＯ含量的ＣａＯ-- Ａｌ2Ｏ3复合夹杂如果在钙处理后钢水富余较多的 溶解钙或高 ｎＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3的 ＣａＯ--Ａｌ2Ｏ3 复合夹杂则可 对后续生产中二次氧化产生的 Ａｌ2Ｏ3夹杂进行改性 处理；富余量越大对二次氧化产生的 Ａｌ2Ｏ3改性越 完全．这和钢中喂入较多硅钙线后精炼和连铸过程 中耐火材料浸蚀严重的机理相同． 3∙4 钢中硫化物变性效果分析 管线钢要求具有较强的抗 ＨＩＣ性能因此除了 必须对钢中 Ａｌ2Ｏ3 夹杂进行变性外还需要控制铸 坯中 ＭｎＳ夹杂．一些文献采用原子浓度比 ＡＣＲ和 Ｃａ／Ｓ来衡量硫化物变性效果 ［4--59--10］． ·316·