·1108 工程科学学报，第43卷，第8期 decarburization and forced decarburization processes are ideal for controlling the T.O content of a hot-rolled sheet.Compared with the natural decarburization process,the forced decarburization process can effectively reduce the [N]content of IF steel,which is related to a more violent carbon-oxygen reaction in a vacuum chamber,resulting in a high volume of CO bubbles and a large gas-liquid reaction area.The decarburization process has no obvious influence on the type,size,and number of inclusions in the hot-rolled sheet of IF steel that mainly consist of Al2O3,Al2O;TiO,and other inclusions.The average sizes of the above three 4.5,4.4,and 6.5 um,respectively, according to the equivalent circle diameter of inclusions.In addition,more than 75%of inclusions are within 8 um.During the RH refining process,reducing the [O]content in molten steel after RH decarburization to the maximum extent is beneficial to improve the cleanliness of molten steel. KEY WORDS IF steel;RH refining;ladle slag oxidability:cleanliness;inclusions;decarburization process F钢因其良好的深冲性能被广泛应用于汽 艺、强制脱碳工艺生产F钢，在RH精炼结束取炉 车、家电、电子等行业.随着用户对冷轧板的表面 渣试样，并采用X射线荧光光谱仪分析炉渣中 质量要求日益提高，对钢中洁净度要求也越来越 T.Fe的质量分数；本文以两种脱碳工艺的RH结束 高，超低碳F钢生产工艺面临着新的挑战山 顶渣TFe的质量分数检测数据为依据，统计分析 目前，转炉一RH精炼一连铸(BOF一RH一CC) 脱碳工艺对顶渣氧化性的影响.两种脱碳工艺均 冶炼工艺流程生产F钢应用较为广泛，许多学者 采用“LF+RH”两步改质，分别在LF结束、RH结 在改善该流程生产F钢的洁净度方面作出研究， 束时进行顶渣改质处理 包括脱碳速率优化P-)、脱氧工艺优化、顶渣改 对采用自然脱碳工艺（炉号1~3）、强制脱碳 质工艺优化刀、纯循环时间优化8-习、镇静工艺优 工艺（炉号4~6）生产的共6炉次F钢热轧板取 化0山等.西昌钢钒厂使用脱钒钢水炼钢，转炉热 样，研究RH脱碳工艺对IF钢洁净度的影响，试验 量不足，故以转炉一LF精炼一RH精炼一连铸 炉次RH过程的相关工艺参数如表1所示，取样方 (BOF一LF一RH一CC)工艺生产IF钢，其冶炼流 法如图1所示，分析方法如下： 程较长，钢液与炉渣反应时间长，钢液中碳氧对顶 表1试验炉次RH过程工艺参数 渣氧化性和钢的洁净度的影响与常规BOF一RH一CC Table 1 Process parameters of experimental heats during the RH 短流程炼钢存在差别 treatment 为实现钢液快速降碳，西昌钢钒厂在RH精炼 Decarburization Oxygen [C]content in [O]content in Heats blowing/ steel after steel after 过程采用顶吹氧进行强制脱碳、自然脱碳两种工 process m3 decarburization/decarburization/ 艺生产F钢.目前有关以上两种脱碳工艺对RH精 10 106 炼最终的脱碳效果的影响研究较多2-岣，而关于 0 任 277 Natural 2 0 11 284 两种脱碳工艺对顶渣氧化性和钢的洁净度控制影 decarburization 0 15 290 响报道较少.基于此，在西昌钢钒厂进行了RH过 15 285 程采用强制脱碳和自然脱碳两种脱碳工艺生产 6 Forced 5 10 10 262 F钢实验研究，分析不同脱碳工艺对顶渣氧化性 decarburization 6 60 306 以及钢的洁净度影响规律，为进一步优化F钢生 产工艺和提高钢液洁净度提供理论指导 (1)T.O和N)含量分析.按照图1试样加工 1实验及研究方法 方法，在热轧板中部、1/4处、边部三个位置分别 取Φ3mm×50mm的棒状试样.试样经精磨、切 西昌钢钒厂采用“BOF一LF一RH一CC”工艺 割、清洗后，利用TCH600氧氨氢分析仪分析其 流程生产超低碳F钢，钢包到达H工位时，用超 T.O和N)含量 低碳钢取样器取钢水试样测量的碳含量，以及定 (2)夹杂物分析.按照图1试样加工方法，在 氧探头测量的氧含量作为钢水初始碳、氧含量 热轧板中部、1/4处、边部三个位置分别取大小为 当钢水初始氧含量超出完成脱碳任务所需消耗钢 15mm×15mm×4mm的块状试样.试样经磨抛 水总氧量(150×10)时，采用自然脱碳工艺，反之 后采用ASPEX扫描电镜对钢中非金属夹杂物类型、 采用强制吹氧脱碳工艺弥补钢中氧 尺寸及数量进行分析，每一试样扫描面积为17mm2, 西昌钢钒厂在RH精炼过程采用自然脱碳工 设置检测夹杂物最小尺寸为1m,并定义夹杂物decarburization and forced decarburization processes are ideal for controlling the T.O content of a hot–rolled sheet. Compared with the natural decarburization process, the forced decarburization process can effectively reduce the [N] content of IF steel, which is related to a more violent carbon–oxygen reaction in a vacuum chamber, resulting in a high volume of CO bubbles and a large gas–liquid reaction area. The decarburization process has no obvious influence on the type, size, and number of inclusions in the hot–rolled sheet of IF steel that mainly consist of Al2O3 , Al2O3–TiOx , and other inclusions. The average sizes of the above three 4.5, 4.4, and 6.5 μm, respectively, according  to  the  equivalent  circle  diameter  of  inclusions.  In  addition,  more  than  75% of  inclusions  are  within  8  μm.  During  the  RH refining process, reducing the [O] content in molten steel after RH decarburization to the maximum extent is beneficial to improve the cleanliness of molten steel. KEY WORDS    IF steel；RH refining；ladle slag oxidability；cleanliness；inclusions；decarburization process IF 钢因其良好的深冲性能被广泛应用于汽 车、家电、电子等行业. 随着用户对冷轧板的表面 质量要求日益提高，对钢中洁净度要求也越来越 高，超低碳 IF 钢生产工艺面临着新的挑战[1] . 目前，转炉—RH 精炼—连铸（BOF—RH—CC） 冶炼工艺流程生产 IF 钢应用较为广泛，许多学者 在改善该流程生产 IF 钢的洁净度方面作出研究， 包括脱碳速率优化[2−3]、脱氧工艺优化[4]、顶渣改 质工艺优化[5−7]、纯循环时间优化[8−9]、镇静工艺优 化[10−11] 等. 西昌钢钒厂使用脱钒钢水炼钢，转炉热 量不足 ，故以转炉—LF 精炼—RH 精炼—连铸 （BOF—LF—RH—CC）工艺生产 IF 钢，其冶炼流 程较长，钢液与炉渣反应时间长，钢液中碳氧对顶 渣氧化性和钢的洁净度的影响与常规BOF—RH—CC 短流程炼钢存在差别. 为实现钢液快速降碳，西昌钢钒厂在 RH 精炼 过程采用顶吹氧进行强制脱碳、自然脱碳两种工 艺生产 IF 钢. 目前有关以上两种脱碳工艺对 RH 精 炼最终的脱碳效果的影响研究较多 [12−16] ，而关于 两种脱碳工艺对顶渣氧化性和钢的洁净度控制影 响报道较少. 基于此，在西昌钢钒厂进行了 RH 过 程采用强制脱碳和自然脱碳两种脱碳工艺生产 IF 钢实验研究，分析不同脱碳工艺对顶渣氧化性 以及钢的洁净度影响规律，为进一步优化 IF 钢生 产工艺和提高钢液洁净度提供理论指导. 1    实验及研究方法 西昌钢钒厂采用“BOF—LF—RH—CC”工艺 流程生产超低碳 IF 钢，钢包到达 RH 工位时，用超 低碳钢取样器取钢水试样测量的碳含量，以及定 氧探头测量的氧含量作为钢水初始碳、氧含量. 当钢水初始氧含量超出完成脱碳任务所需消耗钢 水总氧量（150×10−6）时，采用自然脱碳工艺，反之 采用强制吹氧脱碳工艺弥补钢中氧. 西昌钢钒厂在 RH 精炼过程采用自然脱碳工 艺、强制脱碳工艺生产 IF 钢，在 RH 精炼结束取炉 渣试样 ，并采用 X 射线荧光光谱仪分析炉渣中 T.Fe 的质量分数；本文以两种脱碳工艺的 RH 结束 顶渣 T.Fe 的质量分数检测数据为依据，统计分析 脱碳工艺对顶渣氧化性的影响. 两种脱碳工艺均 采用“LF+RH”两步改质，分别在 LF 结束、RH 结 束时进行顶渣改质处理. 对采用自然脱碳工艺（炉号 1～3）、强制脱碳 工艺（炉号 4～6）生产的共 6 炉次 IF 钢热轧板取 样，研究 RH 脱碳工艺对 IF 钢洁净度的影响，试验 炉次 RH 过程的相关工艺参数如表 1 所示，取样方 法如图 1 所示，分析方法如下： 表 1 试验炉次 RH 过程工艺参数 Table  1    Process  parameters  of  experimental  heats  during  the  RH treatment Decarburization process Heats Oxygen blowing/ m 3 [C] content in steel after decarburization/ 10−6 [O] content in steel after decarburization/ 10−6 Natural decarburization 1 0 18 277 2 0 11 284 3 0 15 290 Forced decarburization 4 15 13 285 5 10 10 262 6 60 10 306 （1）T.O 和 [N] 含量分析. 按照图 1 试样加工 方法，在热轧板中部、1/4 处、边部三个位置分别 取Ф3 mm×50 mm 的棒状试样. 试样经精磨、切 割、清洗后，利用 TCH600 氧氮氢分析仪分析其 T.O 和 [N] 含量. （2）夹杂物分析. 按照图 1 试样加工方法，在 热轧板中部、1/4 处、边部三个位置分别取大小为 15 mm × 15 mm × 4 mm 的块状试样. 试样经磨抛 后采用 ASPEX 扫描电镜对钢中非金属夹杂物类型、 尺寸及数量进行分析，每一试样扫描面积为 17 mm2 ， 设置检测夹杂物最小尺寸为 1 μm，并定义夹杂物 · 1108 · 工程科学学报，第 43 卷，第 8 期