1、 第5 8卷 第6期 2 0 2 3年6月钢 铁I r o na n dS t e e lV o l.5 8,N o.6,p 6 1-7 1 J u n e2 0 2 3 D O I:1 0.1 3 2 2 8/j.b o y u a n.i s s n 0 4 4 9-7 4 9 x.2 0 2 2 0 6 7 62 7 S i M n钢夹杂物特征及控制工艺优化吕 明1,刘坤龙1,高郅喆1,宋保民2,张朝晖1(1.西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西 西安7 1 0 0 5 5;2.沙钢集团安阳永兴特钢有限公司,河南 安阳4 5 5 1 1 3)摘 要:2 7 S i M n钢中高熔点夹杂物是
2、引起探伤缺陷的主要原因。为了进一步控制2 7 S i M n钢中夹杂物,对国内某钢铁企业“B O FL FC C”工艺流程生产的2 7 S i M n钢进行研究。采用分阶段取样方式分别在L F进站、钙处理前、软吹后、中间包及铸坯中提取试样,探究2 7 S i M n钢中各工序夹杂物的特征。结果表明,L F精炼过程中,夹杂物主要以M g O-A l2O3、硅酸盐及A l2O3-C a O-M g O夹杂物为主;在软吹及浇注阶段,主要以(C a S)-A l2O3-M g O-S i O2-C a O系为主,同时钢液内存在大量C a S颗粒,表明钙处理后钢液内仍存在高熔点夹杂物。在此基础上,研究了
3、2 7 S i M n钢液内C a S及钙铝酸盐类夹杂物的热力学形成机理。发现钢液中w(A l)为0.0 2 2%时,钢液w(C a)控制在0.0 0 13%0.0 0 35%有利于1 2 C a O7 A l2O3生成;同时,为防止在钢液内大量生成C a S,阻碍A l2O3夹杂物转变为1 2 C a O7 A l2O3,w(S)应控制在0.0 0 15%0.0 0 39%。基于夹杂物特征研究和热力学计算,提出工艺优化方案,调整精炼渣碱度至3.2以上,增加渣系硫容量,同时将渣中w(A l2O3)由1 0%1 1%提高至1 3%以上,促进炉渣流动性;减少铝块脱氧剂的加入,由1 3 0k g/炉
4、降至1 2 0k g/炉;进行轻钙处理操作,硅钙线喂入量由4 0 0m/炉减少至2 0 0m/炉。并进行了工业优化试验,发现软吹后钢液内w(C a)约为0.0 0 24%,连铸阶段进一步降至0.0 0 18%左右,w(S)控制在0.0 0 2%左右;在A l2O3-S i O2-C a O-(8%)M g O体系中,夹杂物平均成分由16 0 018 0 0高熔点区进入到14 0 015 0 0液相区,钙处理效果显著改善,提高了钢材质量。关键词:2 7 S i M n;钙处理;非金属夹杂物;L F精炼;热力学文献标志码:A 文章编号:0 4 4 9-7 4 9 X(2 0 2 3)0 6-0 0
5、 6 1-1 1I n c l u s i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dc o n t r o l p r o c e s so p t i m i z a t i o no f2 7 S i M ns t e e lL M i n g1,L I U K u n l o n g1,GAOZ h i z h e1,S ONGB a o m i n2,Z HANGZ h a o h u i1(1.S c h o o l o fM e t a l l u r g i c a lE n g i n e e r i n g,X ia nU n i v e r
6、 s i t yo fA r c h i t e c t u r ea n dT e c h n o l o g y,X ia n7 1 0 0 5 5,S h a a n x i,C h i n a;2.A n y a n gY o n g x i n gS p e c i a l S t e e lC o.,L t d.,S h a g a n gG r o u p,A n y a n g4 5 5 1 1 3,H e n a n,C h i n a)基金项目:陕西省自然科学基础研究计划联合基金资助项目(2 0 2 1 J LM-3 2);陕西省教育厅服务地方专项计划资助项目(2 2 J
7、C 0 4 4)作者简介:吕 明(1 9 8 6),男,博士,副教授;E-m a i l:l v m i n g s t e e l 1 6 3.c o m;收稿日期:2 0 2 2-1 0-3 1通信作者:张朝晖(1 9 6 7),男,博士,教授;E-m a i l:z h z h h u i 6 71 2 6.c o mA b s t r a c t:H i g hm e l t i n gp o i n t i n c l u s i o n s i n2 7 S i M ns t e e l a r e t h em a i nc a u s eo f f l a wd e t e c
8、 t i o nd e f e c t s.I no r d e r t o f u r-t h e r c o n t r o l t h e i n c l u s i o n s i n2 7 S i M ns t e e l,as t u d yw a sc o n d u c t e do n2 7 S i M ns t e e lp r o d u c e db yt h e B O FL FC C p r o c e s s i nad o m e s t i cs t e e l c o m p a n y.L i q u i ds t e e lw e r es a m p
9、l e da t t h e i n i t i a l s t a g e,b e f o r ec a l c i u mt r e a t m e n t,a f t e rs o f tb l o w i n g i nL Fr e f i n i n gp r o c e s s,i n t u n d i s ha n dc a s t i n gb i l l e t.T h e s a m p l e sw e r e a n a l y z e d t o i n v e s t i g a t e t h e c h a r-a c t e r i s t i c so f
10、 i n c l u s i o n s i n2 7 S i M ns t e e l.T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ei n c l u s i o n sa r em a i n l y M g O-A l2O3,M g O-S i O2a n dA l2O3-C a O-M g Oi n c l u s i o n si nL Fr e f i n i n gp r o c e s s.I nt h es o f t-b l o w i n ga n dc a s t i n gs t a g e,t h e r ei se x i s t i
11、 n g(C a S)-A l2O3-M g O-S i O2-C a Oi n c l u s i o n,w h i l ea l a r g en u m b e ro fC a Sp a r t i c l e se x i s t i nt h em o l t e ns t e e l,w h i c h i n d i-c a t e s t h a t t h e r ea r es t i l lh i g hm e l t i n gp o i n t i n c l u s i o n si n2 7 S i M ns t e e la f t e rc a l c i
12、u mt r e a t m e n t.O nt h i sb a s i s,t h et h e r m o d y n a m i c a l f o r m a t i o nm e c h a n i s mo fC a Sa n dc a l c i u ma l u m i n a t e i n c l u s i o n sw i t h i nt h e2 7 S i M ns t e e l l i q u i dw e r ei n v e s t i g a t e d.I t i s f o u n dt h a tw(A l)i s0.0 2 2%w h e n
13、w(C a)i s c o n t r o l l e db e t w e e n0.0 0 13%a n d0.0 0 35%i nl i q u i ds t e e l,w h i c h i s c o n d u c i v e t o t h eg e n e r a t i o no f 1 2 C a O7 A l2O3.A t t h e s a m e t i m e,i no r d e r t op r e v e n t t h eg e n-e r a t i o no fC a S i nm o l t e ns t e e la n dh i n d e rt
14、 h et r a n s f o r m a t i o no fA l2O3i n c l u s i o n si n t o1 2 C a O7 A l2O3,w(S)s h o u l db ec o n t r o l l e d i nt h er a n g eo f 0.0 0 15%-0.0 0 39%.B a s e do nt h es t u d yo f i n c l u s i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h e r-m o d y n a m i c c a l c u l a t i o n s,t h ep
15、 r o c e s s o p t i m i z a t i o ns c h e m ew a sp r o p o s e d.T h eb a s i c i t yo f r e f i n i n gs l a gw a s a d j u s t e d t oa b o v e3.2t o i n c r e a s e t h es u l f u rc a p a c i t y,a n dw(A l2O3)i ns l a gw a s i n c r e a s e df r o m1 0%-1 1%t oa b o v e1 3%t o钢 铁第5 8卷p r o m
16、 o t e t h e f l u i d i t y.T h ea d d i t i o no f a l u m i n u md e o x i d i z e rw a sr e d u c e df r o m1 3 0k gt o1 2 0k g.s i l i c a-c a l c i u m w i r ew a sd e c r e a s e df r o m4 0 0mt o2 0 0mt oc a r r yo u t l i g h t c a l c i u mt r e a t m e n t.T h e i n d u s t r i a lo p t i m i z a t i o nt e s tw a sc o n-d u c t e d,a n d i tw a s f o u n dt h a tw(C a)i nm o l t e ns t e e lw a sa b o u t 0.0 0 24%a f t e rs o f tb l o w i n g,w h i c hw a s f u r t h e rr e d u c e
