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不同工艺流程的X80管线钢连铸坯纯净度研究 岳峰 包燕平 崔衡 李朋欢 北京科技大学冶金与生态工程学院 摘要：X80管线钢由于较高的强度和冲击韧性，要求冶炼的钢水有较高纯净度，同时控制夹杂物的形态。本文对采用LF-VD、LF-RH和RH-LF三种工艺流程生产的连铸坯纯净度和夹杂物的行为进行了试验研究，试验结果表明三种工艺流程铸坯的氧、氮均有较高的水平，显微夹杂主要是小于5μm的CaO-CaS-Al2O3和CaO-Al2O3的球形夹杂卷渣 工艺流程1 工艺流程2 工艺流程3 图1 X80管线钢三种主要的生产流程 X80管线钢要求低碳、超低磷、超低硫、低氧同时控制钢中的氮、氢和夹杂物的形态，因而不同的工艺流程具有不同的工艺控制重点，必须根据流程的特点加以控制。 工艺流程1和2由于真空设备处理前钢水中的氧含量较低，转炉是唯一的脱碳设备，因而要求转炉终点较低的碳含量，同时控制后续工序的增碳。但是转炉由于用低温出钢和转炉渣较高的氧化性，从而具有较高脱磷率， RH（VD）在后边工序具有较高的脱氢和脱氮去除夹杂物的能力，同时具有由于真空搅拌强度大，可以促使脱硫反应的进一步进行，其特点是碳的控制难度较大，铸坯纯净度和有害元素的控制能力强，并且稳定性较高。 工艺流程3由于采用沸腾出钢，RH具有轻脱碳的能力，转炉终点碳含量的控制自由度相对较大，但是出钢温度较高；LF进行深脱硫、补偿RH轻处理所带来的温度损失，钙处理在LF后进行，其特点是硫、磷的控制难度较大，在其夹杂物控制的稳定性较差。 2、 研究方法 2. 1 取样方案和加工 针对LF-VD、LF-RH和RH-LF的每一个工艺流程，在正常生产时，在浇注中期截取长度为120mm 的铸坯样。然后在铸坯宽度的1/4处分别切取50mm×板厚×50mm大样电解样和20mm×板厚×50mm试样，然后小样采用线切割分别加工成20mm×20mm×20mm 金相试样和Ф5×25mm氧、氮分析样； 2.2显微夹杂物分析金相试样640倍JENAVERT显微镜观察100个视场计算显微夹杂物数量： （1）式中：I位面积上相当于当量直径B的夹杂的个数，个/mm2；B当量直径，本计算中B=7.5(m；di同级别夹杂的平均直径；ni级夹杂个数；D直径，640倍时，D=300(mN－试样观察视场数，本氧、氮含量分析 采用红外吸收法分析试样中T[O]，热导法测T[N]。 大样电解分析 大样电解电解淘洗、还原粒度分级和、称重然后SEM及EDS进行电子探针定量分析，确定夹杂物的类型及其成分。 O 熔炼号 O 熔炼号 O 7600440 10 2-2938 9 5D7611 25 7600441 13 2-2939 10 6D6897 14 7502540 8 2-2941 8 6D6898 20 7502541 10 1-1756 12 6D6890 19 平均 10.2 平均 9.7 平均 19.5 图2三种成品钢中氧含量对比 由图2，在LF-VDLF-RH和RH-LF工艺条件下，铸坯中的T[O]平均值为1.2×10-4%、9.7×10-4%和19.5×10-4%，各工艺流程的铸坯均具有较高的清洁度水平。在各工艺流程中为降低铝镇静钢钢中的全氧含量，其转炉均采用付枪控制提高终点控制水平，确定合理的终点碳含量，采取强化底吹搅拌，降低转炉终点的碳氧积。为促进脱氧夹杂物的上浮，在控制转炉下渣量氩气钢水纯净度。LF-VD（RH）工艺流程的铸坯全氧含量，主要由于在LF-VD（RH）由于钢包渣改质早，同时由于真空处理时的大强度的搅拌，促进夹杂物的长大和上浮，在后续的软吹和镇静过程中促使夹杂物的进一步上浮，而RH-LF工艺由于在RH处理后进行钢水的脱氧，其夹杂物的上浮时间较LF-VD（RH）工艺短，因而造成其铸坯的全氧含量偏高，为进一步降低RH-LF工序的全氧含量，必须延长其软吹时间控制，同时增加镇静时间。 3.2铸坯中的氮含量 表3.3 三种工艺铸坯中氮含量(10-4%) LF-VD LF-RH RH-LF 熔炼号 N 熔炼号 N 熔炼号 N 7600440 43 2-2938 36 5D7611 34 7600441 34 2-2939 37 6D6897 32 7502540 49 2-2941 42 6D6898 30 7502541 36 1-1756 44 6D6890 36 平均 40.5 平均 39.7 平均 33.0 图3 三种工艺成品钢氮含量对比 从表2和图3中可以看出，三种工艺流程铸坯的氮控制30-40×10-4%之间，满足X80管线钢要求氮小于50×10-4%的要求。LF-VD（RH）工艺中为控制出钢过程中增氮，均采用了二次脱氧的工艺，在出钢过程中进行微脱氧并进行钢包渣改质，在吹A