.136 北京科技大学学报 2009年增刊1 的含量和分布情况，并对工艺进行了分析讨论 2.2试样加工 1工艺特点 将所取的试样加工成Φ20mm×15mm的金相 样，锻造后钢锭所取方坯样加工成尺寸为200mm× S34MnV的冶炼流程为：30t电弧炉(EAF)→ 200mmX24mm的电解样. 30tLF精炼→扒渣→30tVD精炼→二次LF精 2.3试样分析 炼→85t钢锭真空浇铸(VT)→热送锻造.冶炼一炉 将金相样进行粗磨、细磨、粗抛光、细抛光后，首 钢约需7~8个小时. 先用DM500型正置式光学显微镜对钢样非金属 配料时要严格控制原料中的S、P等杂质元素 夹杂物的数量和粒径分布进行统计，在金相显微镜 和Cu,Pb、Sn、As、Sb、Bi等残余金属元素；采用30t 放大倍数为100倍下观察抛光平面上面积为0.50 电炉全冷料冶炼，分熔化期、氧化期和还原期，出钢 mm的正方形视场，每个视场内统计各尺寸区间 槽出钢；在LF精炼期造精炼渣脱硫及去夹杂，底吹 (054m、5~10m、10~15m、15~20m、20~ 氩气搅拌，采用铝终脱氧：VD真空精炼，在20Pa的 30m、>30m)内的夹杂物个数，每个金相样抛光 真空度下吹氩精炼20min;二次LF精炼，进一步调 面上统计100个视场·然后采用英国剑桥公司产 节温度和成分，白渣出钢：在氩气保护下真空浇注， $360型扫描电镜分析夹杂物成分；对锻造后试样分 2实验方法 别进行金相夹杂物评级和大样电解分析， 本实验针对三炉次生产过程中的21个试样采 3洁净度的分析与讨论 用SEM扫描电镜分析，对锻造后钢锭10个试样进 3.1冶炼过程显微夹杂物的数量统计 行大型夹杂物分析， 取样炉次各工序中夹杂物的数量变化见图2. 2.1取样方案 由图2可知，电炉期夹杂物平均个数在15.72~ (1)电炉期：在电炉扒氧化渣后10min(电炉还 39.41个/mm2之间波动，精炼期夹杂物个数在 原前期)和电炉出钢前（电炉还原末期）取杯状样， 1.74~6.05个/mm2之间.三炉次中从电炉还原期 (2)LF/VD精炼期：LF通电后20min(LF前 至LF精炼中期，夹杂物的个数均呈急剧减少的趋 期)、LF通电后40min(LF中期)、VD精炼结束、二 势，降低幅度达到90%以上，在LF前期到LF中期 次LF精炼后，用圆饼状取样器取金相样 的过程中，由数据可知钢液中夹杂物的数量呈明显 (③)浇注期：用取样勺在氩气保护的浇注钢流 下降趋势，如2065炉次降幅是46%，1070炉次降幅 中取样，浇注成杯状， 达到65%，充分说明LF精炼对夹杂物去除的效果. (4)锻造后钢锭：在距钢锭帽口端500mm和钢 锭尾端300mm的横截面上切割240mm×240mm 电炉还原前期 口VD精炼结束 浇注 四电炉还原末期 二次LF精炼后 ×25mm的电解样和金相样，钢锭横截面取样位置 oLF前期 四LF中期 见图1，帽口和钢锭尾部按取样位置分别标识为 30 A1、A2、A3、A4、A5,B1,B2B3,B4,B5 20 10 1058 2065 1070 平均 图2各工序夹杂物数量 VD精炼结束后，钢中夹杂物的数量又有所上 50 mm 升，表明在VD精炼过程中脱氧反应剧烈，钢中的卷 渣和大量夹杂物没有充分上浮，炉衬也对钢水的洁 240mm 净度造成污染.1070炉次浇注试样夹杂物个数异 常，原因一种可能是取样受到污染，另一种可能为 图1锻造后钢锭电解样取样位置 浇注时氩气保护不好导致钢液二次氧化所致，的含量和分布情况‚并对工艺进行了分析讨论． 1 工艺特点 S34MnV 的冶炼流程为：30t 电弧炉（EAF）→ 30t LF 精炼→扒渣→30t VD 精炼→二次 LF 精 炼→85t 钢锭真空浇铸（VT）→热送锻造．冶炼一炉 钢约需7～8个小时． 配料时要严格控制原料中的 S、P 等杂质元素 和 Cu、Pb、Sn、As、Sb、Bi 等残余金属元素；采用30t 电炉全冷料冶炼‚分熔化期、氧化期和还原期‚出钢 槽出钢；在 LF 精炼期造精炼渣脱硫及去夹杂‚底吹 氩气搅拌‚采用铝终脱氧；VD 真空精炼‚在20Pa 的 真空度下吹氩精炼20min；二次 LF 精炼‚进一步调 节温度和成分‚白渣出钢；在氩气保护下真空浇注． 2 实验方法 本实验针对三炉次生产过程中的21个试样采 用 SEM 扫描电镜分析‚对锻造后钢锭10个试样进 行大型夹杂物分析． 2∙1 取样方案 （1） 电炉期：在电炉扒氧化渣后10min（电炉还 原前期）和电炉出钢前（电炉还原末期）取杯状样． （2） LF／VD 精炼期：LF 通电后20min（LF 前 期）、LF 通电后40min（LF 中期）、VD 精炼结束、二 次 LF 精炼后‚用圆饼状取样器取金相样． （3） 浇注期：用取样勺在氩气保护的浇注钢流 中取样‚浇注成杯状． 图1 锻造后钢锭电解样取样位置 （4） 锻造后钢锭：在距钢锭帽口端500mm 和钢 锭尾端300mm 的横截面上切割240mm×240mm ×25mm 的电解样和金相样‚钢锭横截面取样位置 见图1‚帽口和钢锭尾部按取样位置分别标识为 A1、A2、A3、A4、A5‚B1、B2、B3、B4、B5． 2∙2 试样加工 将所取的试样加工成 Ф20mm×15mm 的金相 样‚锻造后钢锭所取方坯样加工成尺寸为200mm× 200mm×24mm 的电解样． 2∙3 试样分析 将金相样进行粗磨、细磨、粗抛光、细抛光后‚首 先用 DMM－500型正置式光学显微镜对钢样非金属 夹杂物的数量和粒径分布进行统计．在金相显微镜 放大倍数为100倍下观察抛光平面上面积为0∙50 mm 2的正方形视场‚每个视场内统计各尺寸区间 （0～5μm、5～10μm、10～15μm、15～20μm、20～ 30μm、＞30μm）内的夹杂物个数‚每个金相样抛光 面上统计100个视场．然后采用英国剑桥公司产 S360型扫描电镜分析夹杂物成分；对锻造后试样分 别进行金相夹杂物评级和大样电解分析． 3 洁净度的分析与讨论 3∙1 冶炼过程显微夹杂物的数量统计 取样炉次各工序中夹杂物的数量变化见图2． 由图2可知‚电炉期夹杂物平均个数在15∙72～ 39∙41个／mm 2 之间波动‚精炼期夹杂物个数在 1∙74～6∙05个／mm 2 之间．三炉次中从电炉还原期 至 LF 精炼中期‚夹杂物的个数均呈急剧减少的趋 势‚降低幅度达到90％以上．在 LF 前期到 LF 中期 的过程中‚由数据可知钢液中夹杂物的数量呈明显 下降趋势‚如2065炉次降幅是46％‚1070炉次降幅 达到65％‚充分说明 LF 精炼对夹杂物去除的效果． 图2 各工序夹杂物数量 VD 精炼结束后‚钢中夹杂物的数量又有所上 升‚表明在 VD 精炼过程中脱氧反应剧烈‚钢中的卷 渣和大量夹杂物没有充分上浮‚炉衬也对钢水的洁 净度造成污染．1070炉次浇注试样夹杂物个数异 常‚原因一种可能是取样受到污染．另一种可能为 浇注时氩气保护不好导致钢液二次氧化所致． ·136· 北 京 科 技 大 学 学 报 2009年 增刊1