刘伟建等：气氛保护电渣重熔过程中氧化物-CaS复合夹杂物的演变 111 60 氛中氧含量小于0.010%)结合在线脱氧操作完全 ESR 50 可以将钢中氧含量进一步降低至极低水平.这不 同于其他研究报道的低氧钢经过电渣重熔后氧含 % 量没有降低反而增加8-9 2.2夹杂物类型和形貌 自耗电极中典型夹杂物的扫描电子显微镜 (SEM-EDS,Scanning electron microscope-energy dis- persive X-ray spectrometer)元素面扫描和EDS谱 0N N器N图 图如图2所示.自耗电极中的夹杂物均为 1-2 2-33-4 4-55-6 >6 CaO-Al2O3-SiO2-Mg0和CaS形成的复合夹杂 Inclusion diameter/um 物.结合EDS能谱分析结果，氧化物夹杂按照 图1自耗电极和电渣锭中夹杂物的尺寸分布 Mg0的平均含量可以分为两类，即含3%左右Mg0 Fig.1 Size distribution of inclusions in the consumable steel and remelted steel 的Ca0-Al,03-Si02-Mg0夹杂物和含11%左右 Mg0的CaO-Al2O,-SiO2-Mg0夹杂物.EDS分析 0.0008%,钢中全氧含量的显著降低和钙含量的降 结果表明，在一些MgO含量高的氧化夹杂中， 低间接证实了由于大尺寸氧化物夹杂被大量去除 Mg0的分布并不均匀，如图2(b)所示 导致小尺寸夹杂物比率增加的推断.低氧含量自 将这两类氧化物夹杂的成分统计后分别绘入 耗电极(T.0=0.0017%)经过气氛保护电渣重熔（气 利用FactSage计算的含3%Mg0和11%Mg0的 表2电渣锭的化学成分（质量分数） Table 2 Chemical composition of the remelted ingot 9% Mn Cr Mo Ca T.0 Al Mg N 0.39 1.06 0.42 0.0016 0.16 5.67 0.97 1.47 0.0005 0.0008 0.0160 0.0002 0.0088 (a) 2 um O-KA Mg-K Al-K Si-KA Ca-KA (b) 2 Hm O-KA Mg-K Al-K Si-KA Ca-KA O-KA Mg-K A1-K Si-KA Ca-KA 3.5 (d) Acquisition 3.0 2.5 2.0 3 1.5 8 2 M 1.0 Fe 0.5 Fe 0 1 2 3456 7 3456 78 9 10 Energy/keV Energy/keV 图2自耗电极中典型夹杂物的元素面分布(a,b,c)和EDS谱图(d,e)(图(d)和(e)中的EDS谱图分别对应图(a)和(c)中夹杂物的EDS点分析) Fig.2 Element mappings (a,b,c)and EDS spectra(d,e)of complex inclusions in the consumable steel electrode (EDS spectra in(d)and (e)correspond to the inclusions shown in (a)and (c),respectively).0.0008%，钢中全氧含量的显著降低和钙含量的降 低间接证实了由于大尺寸氧化物夹杂被大量去除 导致小尺寸夹杂物比率增加的推断. 低氧含量自 耗电极（T.O=0.0017%）经过气氛保护电渣重熔（气 氛中氧含量小于 0.010%）结合在线脱氧操作完全 可以将钢中氧含量进一步降低至极低水平. 这不 同于其他研究报道的低氧钢经过电渣重熔后氧含 量没有降低反而增加[18−19] . 2.2    夹杂物类型和形貌 自耗电极中典型夹杂物的扫描电子显微镜 （SEM-EDS, Scanning electron microscope-energy dis￾persive  X-ray  spectrometer）元素面扫描 和 EDS 谱 图 如 图 2 所 示 . 自 耗 电 极 中 的 夹 杂 物 均 为 CaO –Al2O3–SiO2–MgO 和 CaS 形成的复合夹杂 物. 结合 EDS 能谱分析结果 ，氧化物夹杂按照 MgO 的平均含量可以分为两类，即含 3% 左右 MgO 的 CaO–Al2O3–SiO2–MgO 夹杂物和含 11% 左右 MgO 的 CaO–Al2O3–SiO2–MgO 夹杂物. EDS 分析 结果表明 ，在一 些 MgO 含量高的氧化夹杂中 ， MgO 的分布并不均匀，如图 2（b）所示. 将这两类氧化物夹杂的成分统计后分别绘入 利 用 FactSage  计 算 的 含 3%MgO 和 11%MgO 的 表 2 电渣锭的化学成分（质量分数） Table 2  Chemical composition of the remelted ingot % C Si Mn S Ni Cr V Mo Ca T.O Al Mg N 0.39 1.06 0.42 0.0016 0.16 5.67 0.97 1.47 0.0005 0.0008 0.0160 0.0002 0.0088 0 10 20 30 40 50 60 2−3 3−4 4−5 5−6 Number proportion of inclusions/ % Inclusion diameter/μm Electrode ESR ingot 1−2 >6 图 1    自耗电极和电渣锭中夹杂物的尺寸分布 Fig.1     Size  distribution  of  inclusions  in  the  consumable  steel  and remelted steel (a) 2 μm 2 μm 2 μm (b) (c) O-KA Mg-K Al-K Si-KA Ca-KA S-KA Mg-K Al-K Si-KA Ca-KA S-KA Mg-K Al-K Si-KA Ca-KA S-KA O-KA O-KA (d) (e) 3.5 5 3.0 4 2.5 3 2.0 1.5 2 1 1.0 Intensity (counts) 0 0.5 0 1 2 3 4 5 Energy/keV 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 Energy/keV 6 7 8 9 10 Fe Cr Cr Ca Ca Mg O V V S S Fe Si Ca Ca Mg O S Fe S Fe Al Al Si Acquisition Intensity (counts) Acquisition 图 2    自耗电极中典型夹杂物的元素面分布（a,b,c）和 EDS 谱图（d,e）（图（d）和（e）中的 EDS 谱图分别对应图（a）和（c）中夹杂物的 EDS 点分析） Fig.2    Element mappings (a,b,c) and EDS spectra (d,e) of complex inclusions in the consumable steel electrode (EDS spectra in (d) and (e) correspond to the inclusions shown in (a) and (c), respectively). 刘伟建等： 气氛保护电渣重熔过程中氧化物–CaS 复合夹杂物的演变 · 111 ·