第7期 张静等：精炼渣成分对高强度低合金钢中非金属夹杂物影响 ·831 5.1807mm2.各渣系与钢液反应后所得钢样上表 式中：I为单位面积上直径相当于B的夹杂物的个 面和中间面的夹杂物数量及尺寸分布见表5.其 数(mm2);N为视场个数，本计算中为200：S为视 中，当量直径下夹杂物数量的计算方法为： 场面积：B为夹杂物当量直径，本计算中取B= ∑(sn,) 3m;S:为不同直径夹杂物的平均面积；n:为各级夹 I= N·S·T·B2/4 杂个数. Mgo Mgo Mgo 0.940.1 0.90.1 0.90.1 0.8 A0.2 0.8 0.2 (e) 0.8 0.2 0.7 0.3 0.7 0.3 0.7 2 0.3 0.6 0.6 0.6 0.5 0.54 0.54 0.5 0.4 .4/ 0.6会 0.4 0.34 0.3 0.7 0.34 200 06 7 0.7 02 0.8 0.2 0.8 0.2 0.8 0.1 0.9 0.1 0.9 0.1 0.9 Ca00.90.80.70.60.50.40.30.20.1A1,0 Ca00.90.80.70.60.50.40.30.20.1A1,0, Ca00.90.80.70.60.50.40.3020.1A1,0, 图3不同炉渣碱度钢中夹杂物的组成分布.(a)w(Ca0)/w(Si02)=1.93:(b)(Ca0)/e(Si02)=3.26:(c)w(Ca0)/w(Si02)=4.54 Fig.3 Distribution of inclusions in steel with different basicities of slags:(a)w(Ca0)/w(Si0,)=1.93:(b)(Ca0)/(SiO2)=3.26:(c) w(Ca0)/w(Si02）=4.54 表5不同炉渣碱度的钢中夹杂物数量及尺寸分布 Table 5 Inclusion number and size distribution in steel with different basicities of slags 碱度， 夹杂物个数/mm2 渣系 位置 w(CaO）1w(SiO2) 1~3μm 3~5μm 5-10μm >10um 当量直径B=3μm 上 1.93 14.28 4.44 1.35 0.19 27.51 中 1.93 17.37 4.05 0.58 0 18.55 上 3.26 10.42 3.09 0.58 0 13.74 2 3.26 13.70 2.90 0.39 0 13.65 上 4.54 12.35 2.32 0.39 0 12.02 名 4.54 13.51 2.32 0.19 0 11.33 从表5可以看出，各渣系试样中绝大多数的夹 ☐Ca0 Z☑AL0, 杂物尺寸分布在1~3m,所占比例70%以上，其中 50 四Si0, m Mgo 888Mn0 2~3um左右的夹杂物居多，并且上表面1~3μm 40 夹杂物的数量比中间表面少，而大尺寸夹杂物的数 低 量比中间表面多，这是由钢液中小尺寸的夹杂物聚 30 集上浮造成的.针对渣系1、2和3，随着炉渣碱度的 30 增加，夹杂物的总数量尤其是大尺寸夹杂的数量减 少，当量直径B=3um的夹杂物数量也明显减少. 从夹杂物的尺寸来看，随着炉渣碱度的降低，半径大 2122 25.00 304 于3um的夹杂物数量明显增加，说明随着炉渣碱度 渣中A山，0，质量分数% 的降低，钢中生成大尺寸夹杂物的可能性增大 图4夹杂物中各组元成分与渣中A山203的关系 2.4炉渣A山，03含量对非金属夹杂物的影响 Fig.4 Relation between the composition of inclusions and Al,O 2.4.1对非金属夹杂物成分和分布的影响 本研究渣-钢反应平衡后，渣系4、2和5的碱度 A山20，含量的增加，夹杂物成分中的Al,03和Ca0 在3.3左右，Al203质量分数分别为21.22%、25% 含量相应增加，w(Ca0)/o(A山03)变化不大，在1 和30.04%，图4是三个渣系的夹杂物中各组元成 左右，Mg0含量显著下降，SiO2和Mn0含量没有明 分与渣中A2O3含量的关系.可以看到：随着渣中 显变化.渣中A山203质量分数由21.22%增加到第 7 期 张 静等: 精炼渣成分对高强度低合金钢中非金属夹杂物影响 5. 180 7 mm2 ． 各渣系与钢液反应后所得钢样上表 面和中间面的夹杂物数量及尺寸分布见表 5． 其 中，当量直径下夹杂物数量的计算方法为: I = ∑( Si·ni ) N·S·π·B2 /4 ． 式中: I 为单位面积上直径相当于 B 的夹杂物的个 数( mm － 2 ) ; N 为视场个数，本计算中为 200; S 为视 场面积; B 为夹杂物当量直径，本 计 算 中 取 B = 3 μm; Si为不同直径夹杂物的平均面积; ni为各级夹 杂个数． 图 3 不同炉渣碱度钢中夹杂物的组成分布． ( a) w( CaO) /w( SiO2 ) = 1. 93; ( b) w( CaO) /w( SiO2 ) = 3. 26; ( c) w( CaO) /w( SiO2 ) = 4. 54 Fig． 3 Distribution of inclusions in steel with different basicities of slags: ( a) w( CaO) /w( SiO2 ) = 1. 93; ( b) w( CaO) /w( SiO2 ) = 3. 26; ( c) w( CaO) /w( SiO2 ) = 4. 54 表 5 不同炉渣碱度的钢中夹杂物数量及尺寸分布 Table 5 Inclusion number and size distribution in steel with different basicities of slags 渣系 位置 碱度， w( CaO) /w( SiO2 ) 夹杂物个数/mm － 2 1 ～ 3 μm 3 ～ 5 μm 5 ～ 10 μm ＞ 10 μm 当量直径 B = 3 μm 1 上 1. 93 14. 28 4. 44 1. 35 0. 19 27. 51 中 1. 93 17. 37 4. 05 0. 58 0 18. 55 2 上 3. 26 10. 42 3. 09 0. 58 0 13. 74 中 3. 26 13. 70 2. 90 0. 39 0 13. 65 3 上 4. 54 12. 35 2. 32 0. 39 0 12. 02 中 4. 54 13. 51 2. 32 0. 19 0 11. 33 从表 5 可以看出，各渣系试样中绝大多数的夹 杂物尺寸分布在 1 ～ 3 μm，所占比例 70% 以上，其中 2 ～ 3 μm 左右的夹杂物居多，并且上表面 1 ～ 3 μm 夹杂物的数量比中间表面少，而大尺寸夹杂物的数 量比中间表面多，这是由钢液中小尺寸的夹杂物聚 集上浮造成的． 针对渣系 1、2 和 3，随着炉渣碱度的 增加，夹杂物的总数量尤其是大尺寸夹杂的数量减 少，当量直径 B = 3 μm 的夹杂物数量也明显减少． 从夹杂物的尺寸来看，随着炉渣碱度的降低，半径大 于 3 μm 的夹杂物数量明显增加，说明随着炉渣碱度 的降低，钢中生成大尺寸夹杂物的可能性增大． 2. 4 炉渣 Al2O3 含量对非金属夹杂物的影响 2. 4. 1 对非金属夹杂物成分和分布的影响 本研究渣--钢反应平衡后，渣系 4、2 和 5 的碱度 在 3. 3 左右，Al2O3 质量分数分别为 21. 22% 、25% 和 30. 04% ，图 4 是三个渣系的夹杂物中各组元成 分与渣中Al2 O3 含量的关系． 可以看到: 随着渣中 图 4 夹杂物中各组元成分与渣中 Al2O3 的关系 Fig． 4 Relation between the composition of inclusions and Al2O3 Al2O3 含量的增加，夹杂物成分中的 Al2O3 和 CaO 含量相应增加，w( CaO) /w( Al2O3 ) 变化不大，在 1 左右，MgO 含量显著下降，SiO2 和 MnO 含量没有明 显变化． 渣 中 Al2O3 质 量 分 数 由 21. 22% 增 加 到 ·831·