DOL:10.13374/.issn1001-053x.2011.07.018 第33卷第7期 北京科技大学学报 Vol.33 No.7 2011年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jul.2011 精炼渣成分对高强度低合金钢中非金属夹杂物影响 张 静四 于会香王新华王万军王茂 北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:zhangjingzi666@163.com 摘要采用渣钢平衡的实验方法研究了1600℃下不同碱度和不同A,0,含量的强还原性精炼渣对高强度低合金钢中非金 属夹杂物的影响.结果表明：渣钢反应平衡后，炉渣中Ca0和Si02的质量比为1.9-4.5、Al,03质量分数为21%-33%，钢中 夹杂物主要为球状的C0一Mg0一A山，0Si02系，尺寸在5μum以下，炉渣成分对夹杂物的成分影响很大.夹杂物主要分布在 Si02含量一定的C0-Mg0-AL,03-Si02伪三元相图中1400-1500℃的低熔点区，随着炉渣碱度的提高和AL,0,含量的降 低，部分夹杂物逐渐偏离低熔点区域，夹杂物的总数量逐渐减小.当渣中A1203质量分数为21.22%、碱度为3.27时，有大量 夹杂物分布在高熔点区域，夹杂物的总数量最小. 关键词高强钢：低合金钢；精炼渣：夹杂物；氧化铝 分类号TF769.2 Effect of refining slag composition on non-metallic inclusions in high-strength low-alloy steel ZHANG Jing,YU Hui-xiang,WANG Xin-hua,WANG Wan-jun,WANG Mao School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Seience and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:zhangjingzi666@163.com ABSTRACT The effect of strongly reduced refining slag with different basicities and Al2O,contents on non-metallic inclusions in molten steel was investigated through the slag-metal equilibrium at 1600C.When the slag-metal equilibrium is reached,the mass ratio of CaO to SiO2 in refining slag is from 1.9 to 4.5,and the mass fraction of Al2O,is from 21%to 33%.Non-metallic inclusions in steel are mainly the spherical Cao-MgO-Al,OSiO,system with size smaller than 5 pm.The composition of refining slag has a great effect on inclusions.Inclusions mainly distribute in the low melting point region of the Cao-MgO-Al2O,SiO quasi-ternary phase diagram with stable content of SiO2 between 1400C and 1 500C.With the basicity of refining slag increasing and the Al2O,content decreasing,part of inclusions gradually deviate from the low melting point region and the total number of inclusions decreases.When the mass fraction of Al2O,is 21.22%and the basicity of refining slag is 3.27,lots of inclusions distribute in the high melting point region and the total number of inclusions is the smallest. KEY WORDS high strength steel;low alloy steel:refining slag:inclusions;alumina 高强度低合金钢热轧中厚板广泛用于造船、桥 性能显著降低：(2)钢板由于氢致开裂(HⅢC)和硫化 梁、油气管线、高层建筑和海洋设施等，对强度、延 物应力腐蚀(SSC)产生的裂纹大多在条状或串状夹 性、低温韧性、焊接、抗氢致开裂和抗层状撕裂等性 杂物中形成.近年来，随着超低硫精炼、钢液钙 能等有很高要求回.非金属夹杂物尤其是条状 处理和洁净钢生产技术的进步，由条状MnS和串状 MnS、串状A山203或mCa0·nA山，03类夹杂物对此类 A山，0，夹杂物造成的钢板缺陷显著减少，而沿轧制 钢性能的影响很大.这主要是因为：(1)沿轧制方向 方向延伸的较低熔点mCa0·nAl,O3类夹杂物 延伸的条状或串状夹杂物造成钢板非轧制方向力学 (12Ca0·7Al,03、5Ca0·3Al,03和Ca0·Al,03)造成 收稿日期：201007-13 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(No.2010CB630806)第 33 卷 第 7 期 2011 年 7 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 No． 7 Jul． 2011 精炼渣成分对高强度低合金钢中非金属夹杂物影响 张 静 于会香 王新华 王万军 王 茂 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: zhangjingzi666@ 163． com 摘 要 采用渣钢平衡的实验方法研究了 1 600 ℃下不同碱度和不同 Al2O3 含量的强还原性精炼渣对高强度低合金钢中非金 属夹杂物的影响． 结果表明: 渣钢反应平衡后，炉渣中 CaO 和 SiO2 的质量比为 1. 9 ～ 4. 5、Al2O3 质量分数为 21% ～ 33% ，钢中 夹杂物主要为球状的 CaO--MgO--Al2O3 --SiO2 系，尺寸在 5 μm 以下，炉渣成分对夹杂物的成分影响很大． 夹杂物主要分布在 SiO2 含量一定的 CaO--MgO--Al2O3 --SiO2 伪三元相图中 1 400 ～ 1 500 ℃ 的低熔点区，随着炉渣碱度的提高和 Al2O3 含量的降 低，部分夹杂物逐渐偏离低熔点区域，夹杂物的总数量逐渐减小． 当渣中 Al2O3 质量分数为 21. 22% 、碱度为 3. 27 时，有大量 夹杂物分布在高熔点区域，夹杂物的总数量最小． 关键词 高强钢; 低合金钢; 精炼渣; 夹杂物; 氧化铝 分类号 TF769. 2 Effect of refining slag composition on non-metallic inclusions in high-strength low-alloy steel ZHANG Jing ，YU Hui-xiang，WANG Xin-hua，WANG Wan-jun，WANG Mao School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: zhangjingzi666@ 163． com ABSTRACT The effect of strongly reduced refining slag with different basicities and Al2O3 contents on non-metallic inclusions in molten steel was investigated through the slag-metal equilibrium at 1600 ℃ ． When the slag-metal equilibrium is reached，the mass ratio of CaO to SiO2 in refining slag is from 1. 9 to 4. 5，and the mass fraction of Al2O3 is from 21% to 33% ． Non-metallic inclusions in steel are mainly the spherical CaO-MgO-Al2O3-SiO2 system with size smaller than 5 μm． The composition of refining slag has a great effect on inclusions． Inclusions mainly distribute in the low melting point region of the CaO-MgO-Al2O3-SiO2 quasi-ternary phase diagram with stable content of SiO2 between 1 400 ℃ and 1 500 ℃ ． With the basicity of refining slag increasing and the Al2O3 content decreasing，part of inclusions gradually deviate from the low melting point region and the total number of inclusions decreases． When the mass fraction of Al2O3 is 21. 22% and the basicity of refining slag is 3. 27，lots of inclusions distribute in the high melting point region and the total number of inclusions is the smallest． KEY WORDS high strength steel; low alloy steel; refining slag; inclusions; alumina 收稿日期: 2010--07--13 基金项目: 国家重点基础研究发展计划资助项目( No． 2010CB630806) 高强度低合金钢热轧中厚板广泛用于造船、桥 梁、油气管线、高层建筑和海洋设施等，对强度、延 性、低温韧性、焊接、抗氢致开裂和抗层状撕裂等性 能等有很高要求［1--2］． 非金属夹杂物 尤 其 是 条 状 MnS、串状 Al2O3 或 mCaO·nAl2O3 类夹杂物对此类 钢性能的影响很大． 这主要是因为: ( 1) 沿轧制方向 延伸的条状或串状夹杂物造成钢板非轧制方向力学 性能显著降低; ( 2) 钢板由于氢致开裂( HIC) 和硫化 物应力腐蚀( SSC) 产生的裂纹大多在条状或串状夹 杂物中形成［3--5］． 近年来，随着超低硫精炼、钢液钙 处理和洁净钢生产技术的进步，由条状 MnS 和串状 Al2O3 夹杂物造成的钢板缺陷显著减少，而沿轧制 方向 延 伸 的 较 低 熔 点 mCaO·nAl2O3 类 夹 杂 物 ( 12CaO·7Al2O3、5CaO·3Al2O3 和 CaO·Al2O3 ) 造成 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.07.018