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维普资讯 · 12 · 世 界 钢 铁 2005年第2期 作为孕育剂的氧化物控制 (日)溥1：7庄三 高村 仁一 摘要 钢中细小弥散的氧化物经过形变热处理(或称热机械处理)而成为各种各样析出物(如MnS)的非均质 成核质点，这对钢的性能发挥起着重要作用。其关键是如何在炼钢过程中控制那些氧化物的形态和分布。经 研究发现，添加某些合金元素，特别是 ，就能得到细小的夹杂物。它有较大的密度和较强的脱氧能力，对细 化氧化物颗粒十分有效。就MnS的析出而言，一方面，钢中优先形成复合氧化物 ，例如硅酸锰 ，添加 可以与 其它复合氧化物合成一个有利于MnS析出的复合氧化物，而添加zr的最佳浓度可以通过热力学模型来确定。 另一方面，其它因素，例如脱氧后的镇静时间以及凝固速度对氧化物 自身的形成以及后续的析出物也很重要。 关键词 Zr Zr02硅酸锰 脱氧 氧化物 MnS 析出物 孕育剂 1 前言 不同于大量的氧化物夹杂，钢中的一些细小 弥散的氧化物，在形变热处理过程中成为各种析 出物的非均质形核质点，对钢的性能起着重要作 用。这项被称为 “钢中氧化物冶金”的新技术使传 统冶金工艺的概念发生变化。图1为轧制过程中 钢中金相组织变化示意图。从图中可见，氮化物 和碳化物对控制晶粒大小起着重要作用。然而， 从 “氧化物冶金”的观点来看，冶金工艺过程将发 时同 生变化。图2对比了以下 3种工艺流程的特点， 图2 采用氧化物冶金工艺对传统工艺过程的变化 即传统的连铸+加热 +轧制工艺、连铸 +热轧的 若要将这一概念应用到炼钢工艺中，关键的 直接轧制工艺(不需要再加热)，以及近终形连铸 技术是控制氧化物的分布及成核质点的氧化物形 工艺。冷却过程中析出行为可以通过控制钢水脱 态。本文通过实验室比例模型实验对控制氧化物 氧和凝固过程中氧化物颗粒形态来控制。这样， 分布和形态的因素进行了研究。 钢的性能就能得以控制。这种通过使用氧化物来 控制钢性能的方法对近终形连铸工艺尤其有利， 2 实验过程 因为这种工艺利用传统的热轧方法来控制钢的性 实验过程一共进行两组实验。一组是炉冷实 能基本上是无法实现的。 验，用于研究脱氧元素对氧化物和 MnS颗粒分布 CS A1N 的影响效果；另一组是定向凝固实验，通过精确地 Nb(c．N、 控制实验的冷却速度来了解 MnS的析出行为。 2．1 炉冷实验 lkg的电解铁置于 气保护下的直径50mrn、 魁 一 二一640O0~tammtT未Ci溶解深70mm的氧化铝或氧化镁坩埚中感应加热熔 赠 | | 化。在 1570℃调节好主要成分后，加入 1g的 Fee0粉末。然后，以目标含量 0．02％加入纯 、 变 纯 rri和纯zr。熔化的铁水在脱氧后静置一定时 ＼ 间，关闭加热电源，使其在坩埚内冷却下来。镇静 时间 的