船板钢非金属夹杂物的行为.doc

第３２卷第ｌ期 ２０１０年２月河北理工大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｂｅｉＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖ０１．３２Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０１０文章编号１６７４－－０２６２（２０１０）０１－００２０－０５ 船板钢非金属夹杂物的行为 刘庆岗１，李秀清２，高菊１，王硕明１ （１．河北理工大学冶金与能源学院，河北唐山０６３００９；２．唐山中厚板材有限公司，河北唐山０６３０００） 关键词船板钢；非金属夹杂物；体积率 摘要唐钢中厚板有限公司所生产的板坯探伤不合、表面裂纹很大程度上与夹杂物含量高有 关。针对该公司生产的船板钢ＣＣＳＤ３６冶炼的现行工艺与务件，利用实验室与现场实际结合 的研究方法，对船板钢生产过程中非金属夹杂物类型、数量及分布进行了综合分析。研究表 明铸坯显微夹杂体积率平均为Ｏ．１２％，显微夹杂数量平均值为３３．１８个／ｍｍ２。铸坯中的显 微夹杂主要是钙铝酸盐夹杂物、钙铝酸盐与ＣａＳ复合夹杂物和Ａ１Ｏ。夹杂物。铸坯中的大型 夹杂物主要为钙铝酸盐和硅铝酸盐两类，其含量平均值为１５．２１ 中图分类号ＴＧ１６２．８３文献标志码Ａ ０ｍｅ，／１０ｋｇ。其夹杂物主要来源于脱氧产物与中间包覆盖剂的复合物，其次是与结晶器液面保护渣和钢包渣的复合物。引言 中厚板主要用于高压锅炉、船舰、输油汽长途管线、舰艇、海上平台、大桥桥梁及高层建筑等对钢材性能要求高的重要地方。唐钢中厚板有限公司板坯连铸投产后，所生产的板坯探伤不合和表面裂纹出现较频繁，尤其对微合金化钢来说更为突出。针对船板钢上的这些缺陷展开了对钢中非金属夹杂物的类型、数量及分布等进行了研究。 ｌ生产及实验条件 研究选用了生产中的ＣＣＳＤ３６钢，其成分如表ｌ。 表ｌ试样的化学成分（质量分数／％）１．１研究钢种 １．２生产流程 唐山中厚板公司炼钢厂ＣＣＳＤ３６钢生产工艺流程所示。 铁水＿顶底复吹转炉．＋ＬＦ精炼炉＿板坯连铸 ２实验结果分析 通过金相和扫描电镜分析，铸坯中检测出三类显微夹杂，大体分为球形钙铝酸盐夹杂、钙铝酸盐与ＣａＳ２．１铸坯中显微夹杂物的形貌、组成与粒径分布组成的复合夹杂和少量的ＡＩＯ，夹杂。其典型的夹杂物形貌及能谱分析结果如图。收稿日期２００９－０６１３ 万方数据 第１期刘庆岗，等船板钢非金属夹杂物的行为２ｌ 图１钙铝酸盐夹杂的形貌及能谱图 图２钙铝酸盐与ＣａＳ组成的复合夹杂的形貌及能谱图 图３Ａ１０，夹杂的形貌及能谱图 利用体积率统计法统计试验炉次铸坯上显微夹杂物体积百分率。显微夹杂物总量的平均值沿铸坯内弧至外弧厚度方向的分布如图４所示，在距内弧１／５和３／５两处夹杂物较集中。 不同直径夹杂物总量平均值统计如图５所示，将显微夹杂按尺寸分为Ｏ一５岬，５～１０ｐ，ｒｎ，１０２０ｐｍ三级。ＣＣＳＤ３６钢铸坯中显微夹杂尺寸较小，显微夹杂中０～５岬的占９０％以上，５１０ｉ．ｔｍ约占９％，而粒径比１０ｐ，ｍ大的夹杂不足ｌ％。铸坯显微夹杂主要分为三类，Ａ类钙铝酸盐夹杂７５．３％，Ｂ类钙铝酸盐与ｃａＳ复合夹杂５．９％，Ｃ类Ａ１２０３夹杂１８．８％。 显微夹杂物总体积率为０．１２％。铸坯中主要的显微夹杂是钙铝酸盐夹杂、钙铝酸盐与ＣａＳ复合夹杂和ＡＩ０，夹杂。铸坯显微夹杂大多都在０～５ ｐ，ｍ内，尺寸较小。夹杂物在铸坯内弧到外弧不同粒度的显微夹万 方数据 ２２河北理工大学学报（自然科学版）第３２卷杂总量的平均值总体上是减少的，但在距内弧１／５和３／５两处夹杂物较集中。显微夹杂物数量Ｉ的平均值为３３．１８爪／ｍｍ２。铸坯中显微夹杂粒度分布为０５Ｉｘｒｎ的占９０％以上，５～１０Ｉｘｍ约占９％，而粒径比１０岬大的夹杂不足ｌ％，可见铸坯中小于５仙ｍ的夹杂物所占比例较大。 冰 辫 龄 蛙 器 樱 议 内弧距内弧距离／ｍｍ 图４夹杂物总量的平均值统计外弧 冰 僻 鼷 故 霎 垛 咏 内弧距内哪巨影ｍ 图５不同直径夹杂物总量平均值统计夕ｍ ２．２铸坯坯中大型夹杂物的形貌、组成与粒径分布 我们采用大样电解法分析铸坯中＞５０ｐｐｍ的大型夹杂物，检测到三类夹杂钙铝酸盐、硅铝酸盐和ＳｉＯ夹杂。其典型形貌图如图７＿所示。 万方数据 第１期刘庆岗，等船板钢非金属夹杂物的行为 图６钙铝酸盐复合夹杂形貌图图７硅铝酸盐复合夹杂形貌图 图８Ｓｉ０２夹杂形貌图 表２铸坯中大型非金属夹杂物ＥＤＳ分析结果（质量分数／％） ＣＣＳＤ３６铸坯在稳态浇注下大型非金属夹杂物的含量，，＝１５．２１ 杂物的含量１２＝１３５．１７ｍｇ／１０ｍｇ／１０ｋｇ，非稳态浇注下大型非金属夹ｋｇ。钢坯中主要的大型非金属夹杂物为钙铝酸盐、硅铝酸盐和少量的ＳｉＯ夹杂。其夹杂物主要是由于结晶器保护渣卷渣所致，另外中包覆盖剂和钢包渣卷入也是钢水污染的一个原因，其比例大约为１００２８１３。 ３结论 （１）显微夹杂物数量Ｉ的平均值为３３．１８何ｍｉｌｌ２，显微夹杂物总体积率为０．１２％。 （２）铸坯中显微夹杂粒度分布为０５归的占９０％以上，５１０岬约占９％，而粒径比ｌＯ灿ｍ大的夹杂不足ｌ％，可见铸坯中小于５岬的夹杂物所占比例较大。 （３）铸坯中主要的显微夹杂是钙铝酸盐夹杂、钙铝酸盐与ＣａＳ复合夹杂和Ａ１０，夹杂。铸坯显微夹杂大多都在Ｏ一５“ｍ内，尺寸较小。夹杂物在铸坯内弧到外弧不同粒度的显微夹杂总量的平均值总体上是减少的，但在距内弧１／５和３／５两处夹杂物较集中。其显微夹杂主要是由于脱氧产物和中包液面二次氧化产物所致，另外结晶器液面也是导致钢液污染的一个原因，而钢包液面对显微夹杂影响不大。 （４）钢坯中主要的大型非金属夹杂物为钙铝酸盐、硅铝酸盐和少量的ＳｉＯ夹杂。ＣＣＳＤ３６铸坯在稳态万方数据 ２４河北理工大学学报（自然科学版） ｍｇ／１０第３２卷浇注下大型非金属夹杂物的含量，。＝１５．２１ １３５．１７ｍｇ／１０ｋｇ，非稳态浇注下大型非金属夹杂物的含量，２＝ｋｇ。其夹杂物主要是由于结晶器保护渣卷渣所致，另外中包覆盖剂和钢包渣卷入也是钢水污染的一个原因，其比例大约为１００２８１３。 （５）加强脱氧，减少氧化物夹杂并促进其上浮，可进一步提高钢坯质量。 参考文献 ［Ｉｊ ［２］李代锺．钢中的非金属夹杂物［Ｍ］．北京科学技术出版社，１９８４２３４－２４１．王晓晶．钢中非金属夹杂物控制的分析与探讨［Ｊ］．山西冶金，２００６，２９（２）２１．２３． Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｎｏｎ・ｍｅｔａｌｌｉｃｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｏｆＳｈｉｐＰｌａｔｅＳｔｅｅｌＢｅａｍＢｌａｎｋｓ ＬＩＵＱｉｎｇ．ｇａｎ９１，ＬＩＸｉｕｑｉｎ９２，ＧａｏＪｖｌ，ＷＡＮＧＳｈｕｏ．ｍｉｎ９１ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙａｎｄＥｎｅｒｇｙ，ＨｅｂｅｉＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＴａｎｇｓｈａｎＨｅｂｅｉ０６３００９，Ｃｈｉｎａ； ２．ＴａｎｇｓｈａｎＭｅｄｉｕｍＨｅａｖｙＰｌａｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３０００，Ｃｈｉｎａ） Ｋｅｙｗｏｒｄｓｓｈｉｐｐｌａｔｅｓｔｅｅｌ；ｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ；ｖｏｌｕｍｅ ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｒｅａｓｏｎｒａｔｅｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｕｂａｎｄｓｕｒｆａｃｅｃｒａｃｋｓｉｎｓｌａｂｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＴａｎｇｓｈａｎＭｅｄｉｕｍＨｅａｖｙＰｌａｔｅＣｏ．ｒｅｌａｔｅｓｔｏｔｈｅｈｉｇｈｉｎｃｌｕｓｉｏｎｉｎ８０ｍｅｅｘｔｅｎｔ．ＣｏｎｔｒａｐｏｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃｓａｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｍｅｌｔｉｎｇＳｈｉｐＰｌａｔｅＣＣＳＤ３６ｉｎＴａｎｇｓｈａｎＭｅｄｉｕｍＨｅａｖｙＰｌａｔｅＣｏ．，ＴｈｅＵＳｅｏｆｔｈｅａｃｔｕａｌｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙａｎｄｆｉｅｌｄｒ．ｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓ， ａｒｅｔｈｅｔｙｐｅ，ｒｅｓｏｕｒｃｅ，ａｍｏｕｎｔａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｎｏｎｉｎｃｕｓｉｏｎ ｂｏｒａｔｏｒｙａｎｄｆｉｅｌｄｒｅｓｅａｒｃｈｓｙｓｔｅｍｉｃａｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄｂｙｔｈｅａｃｔｕａｌｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｌａｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｔｈｅｐｌ顸ｌｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆＳｈｉｐＰｌａｔｅＳｔｅｅｌ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓＶｏｌｕｍｅｒａｔｉｏ ａｒｅｏｆｍｉｃｒｏ－ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｉｓ０．１２％．Ａｖｅｒａｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｍｉｃｒｏ．ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｉｓ３３．１８／ｍｍ２．ＭａｉｎＭｉｃｒｏｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｕｍｃａｌｃｉ．ａｌｕｍｉｎａｔｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｃａｌｃｉｕｍａｌｕｍｉｎａｔｅａｎｄＣａＳｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｎｄＡ１２０３ ａｒｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎ．Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍａｃｒｏｉｎｃｌｕｓｉｏｎｉｓ１５．２１ｍｇ／ｌＯｋｇ．Ｍａｉｎｍａｃｒｏｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ａｒｅｃａｌｃｉｕｍａｌｕｍｉｎａｔｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎａｎｄａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｅａｔｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎ．ＩｎｃｌｕｓｉｏｎｓｍａｉｎｌｙｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｄｅｏｘｉｄｉｚｅｄｄｅｏｘｙｃｙｔｉｄｉｎｅＴｕｎｄｉｓｈｃｏｍｐｌｅｘａｇｅｎｔ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｔｈｅｍｏｌｄｓｕｒｆａｃｅｗｉｔｈｔｈｅｆｌｕｘａｎｄｓｌａｇｌａｄｌｅｃｏｍｐｌｅｘ． 万方数据 船板钢非金属夹杂物的行为 作者 作者单位 刊名 英文刊名 年，卷期刘庆岗， 李秀清， 高菊， 王硕明， LIU Qing-gang， LI Xiu-qing， Gao Jv， WANGShuo-ming刘庆岗,高菊,王硕明,LIU Qing-gang,Gao Jv,WANG Shuo-ming河北理工大学,冶金与能源学院,河北,唐山063009， 李秀清,LI Xiu-qing唐山中厚板材有限公司,河北,唐山,063000河北理工大学学报（自然科学版）JOURNAL OF HEBEI INSTITUTE OF TECHNOLOGYNATURAL SCIENCE EDITION2010,321 参考文献2条 1.李代锺 钢中的非金属夹杂物 1984 2.王晓晶 钢中非金属夹杂物控制的分析与探讨[期刊论文]-山西冶金 20062 本文链接http//