·758 工程科学学报，第41卷，第6期 parison of the adhesion work of the Al2O inclusion and the TiO inclusion,it is concluded that the growth rate of TiO inclusion is greater than that of AlO inclusion,and it is more difficult for Ti inclusions to collide with each other and to be removed at 1600 C.Therefore,the generation of Ti-bearing oxide inclusions should be strictly controlled to improve the removal rate of oxide inclusions in ultralow-earbon steels. KEY WORDS ultralow-earbon steel:RH refining:Al2O;inclusion:Ti2O inclusion 超低碳钢是一种基础汽车用钢铁材料，广泛应 究着眼于RH中的脱氧及合金化的过程，加料及取 用于汽车成形部件制造.近年来，学者们对提高超 样流程示意图如图1所示.分别于RH进站后取钢 低碳钢的质量做出了许多研究.Wang等0研究了 样①，加入铝后取钢样②，加入钛铁后取钢样③，RH 精炼渣成分对超低碳钢洁净度的影响.Deg等回 出站时取钢样④.对所取试样进行氧、氮气体分析， 研究了连铸过程中超低碳钢中夹杂物的行为.Yū 并切取金相样进行夹杂物形貌观察及数量统计，夹 等回研究了冷轧超低碳钢钢板中由夹杂物引起的 杂物观测面积约5mm2. 表面缺陷的遗传与演变.而基于对无间隙原子钢的 表1目标超低碳钢主要成分（质量分数） 研究，在超低碳钢治炼过程中，通常会加入适量的钛 Table 1 Main composition of the target steel 元素.随着钢中钛元素含量增加，Ti(C,N)等含钛 Si Mn Nb 相析出的倾向相应增加，超低碳钢的深冲性能将随 0.0020.0100.1000.0070.0150.0200.0200.004 之提高 然而，钛元素作为一种脱氧能力较强的元素，在 加入铝 加人钛铁 加入钢中后，易与氧元素反应，生成含钛的氧化物夹 纯循环 杂5-，减少T(C,N)等含钛析出物的形成，影响超 低碳钢的深冲性能，并提高治炼成本，且大尺寸夹杂 取样① 取样② 取样3 取样④ 物是影响超低碳钢冷轧钢板缺陷的一个重要因 素-0，因此明确超低碳钢中夹杂物的生成及长大 图1加料及取样示意图 Fig.I Schematic of charging and taking specimens 机理对提高超低碳钢质量极为关键. 本研究基于长流程超低碳钢生产，详细分析了 2 精炼过程中气体及夹杂物特征变化 精炼过程中氧化物类夹杂物的演变过程，并从不同 夹杂物的热力学生成条件及表面性能等方面研究了 2.1精炼过程中气体特征变化 含铝、含钛氧化物类夹杂物的生成及去除行为，为超 图2为RH过程中全氧含量及氮含量随冶炼的 低碳钢的生产提供理论的参考与支持. 变化.如图所示，加A山脱氧后钢中全氧由4.8× 10-4大幅降低至5.2×10-5；在Ti加入后，钢中全氧 1 试验内容及方法 进一步降低至5×10-5：在通过镇静后，钢中全氧降 本研究中目标钢种主要成分如表1所示，其生 至2×10-.钢中氮质量分数则在脱氧过程中无明 产流程为“250t转炉一RH精炼一板坯连铸”.本研 显变化，约1.2×10-5；在T加入后略有上升，并在 a 500 20 450 18 60A 50 14 30 10 ◇ 0 RH进站 加A1后 加T后 RH出站 RH进站 加A1后 加T后RH出站 治炼流程 治炼流程 图2RH精炼过程中气体含量变化：(a)全氧：(b)氮质量分数 Fig.2 Variation of the gas content during RH refining:(a)total oxygen content:(b)nitrogen content工程科学学报，第 41 卷，第 6 期 parison of the adhesion work of the Al2O3 inclusion and the Ti2O3 inclusion，it is concluded that the growth rate of Ti2O3 inclusion is greater than that of Al2O3 inclusion，and it is more difficult for Ti2O3 inclusions to collide with each other and to be removed at 1600 ℃ ． Therefore，the generation of Ti-bearing oxide inclusions should be strictly controlled to improve the removal rate of oxide inclusions in ultralow-carbon steels． KEY WOＲDS ultralow-carbon steel; ＲH refining; Al2O3 inclusion; Ti2O3 inclusion 超低碳钢是一种基础汽车用钢铁材料，广泛应 用于汽车成形部件制造． 近年来，学者们对提高超 低碳钢的质量做出了许多研究． Wang 等［1］研究了 精炼渣成分对超低碳钢洁净度的影响． Deng 等［2］ 研究了连铸过程中超低碳钢中夹杂物的行为． Yu 等［3］研究了冷轧超低碳钢钢板中由夹杂物引起的 表面缺陷的遗传与演变． 而基于对无间隙原子钢的 研究，在超低碳钢冶炼过程中，通常会加入适量的钛 元素． 随着钢中钛元素含量增加，Ti( C，N) 等含钛 相析出的倾向相应增加，超低碳钢的深冲性能将随 之提高［4］． 然而，钛元素作为一种脱氧能力较强的元素，在 加入钢中后，易与氧元素反应，生成含钛的氧化物夹 杂［5--6］，减少 Ti( C，N) 等含钛析出物的形成，影响超 低碳钢的深冲性能，并提高冶炼成本，且大尺寸夹杂 物是影响超低碳钢冷轧钢板缺陷的一个重要因 素［7--10］，因此明确超低碳钢中夹杂物的生成及长大 机理对提高超低碳钢质量极为关键． 图 2 ＲH 精炼过程中气体含量变化: ( a) 全氧; ( b) 氮质量分数 Fig． 2 Variation of the gas content during ＲH refining: ( a) total oxygen content; ( b) nitrogen content 本研究基于长流程超低碳钢生产，详细分析了 精炼过程中氧化物类夹杂物的演变过程，并从不同 夹杂物的热力学生成条件及表面性能等方面研究了 含铝、含钛氧化物类夹杂物的生成及去除行为，为超 低碳钢的生产提供理论的参考与支持． 1 试验内容及方法 本研究中目标钢种主要成分如表 1 所示，其生 产流程为“250 t 转炉—ＲH 精炼—板坯连铸”． 本研 究着眼于 ＲH 中的脱氧及合金化的过程，加料及取 样流程示意图如图 1 所示． 分别于 ＲH 进站后取钢 样①，加入铝后取钢样②，加入钛铁后取钢样③，ＲH 出站时取钢样④． 对所取试样进行氧、氮气体分析， 并切取金相样进行夹杂物形貌观察及数量统计，夹 杂物观测面积约 5 mm2 ． 表 1 目标超低碳钢主要成分( 质量分数) Table 1 Main composition of the target steel % C Si Mn S P Al Ti Nb 0. 002 0. 010 0. 100 0. 007 0. 015 0. 020 0. 020 0. 004 图 1 加料及取样示意图 Fig． 1 Schematic of charging and taking specimens 2 精炼过程中气体及夹杂物特征变化 2. 1 精炼过程中气体特征变化 图 2 为 ＲH 过程中全氧含量及氮含量随冶炼的 变化． 如图所示，加 Al 脱氧后钢中全氧由 4. 8 × 10 － 4大幅降低至 5. 2 × 10 － 5 ; 在 Ti 加入后，钢中全氧 进一步降低至 5 × 10 － 5 ; 在通过镇静后，钢中全氧降 至 2 × 10 － 5 ． 钢中氮质量分数则在脱氧过程中无明 显变化，约 1. 2 × 10 － 5 ; 在 Ti 加入后略有上升，并在 · 857 ·