RH精炼过程钢中夹杂物去除规律研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aiyi23_2008
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RH炉是洁净钢生产中重要的精炼反应器,它具有脱碳、脱气、均匀钢水成分和温度、去除夹杂物等功能。目前,与钢包精炼相比,有关RH精炼对夹杂物的去除能力还存在一定争议,有必要针对不同钢包容量和钢种精炼过程中夹杂物的去除行为和规律进行研究,实现钢水洁净度的有效控制,以更好的指导生产。  本文以某钢厂80吨和120吨钢包为研究对象,在RH精炼过程不同时间点提取钢样,采用金相显微镜、SEM-EDS等手段研究钢中夹杂物基本特征,并对RH精炼过程中夹杂物的碰撞聚合、长大去除机理以及夹杂物形貌和成分变化进行了讨论。研究取得如下结论:  (1)无论80吨还是120吨钢包,经过RH精炼到软吹结束时,钢中小颗粒夹杂物(<5μm)的粒度分布比例都大于90%,大于5μm的大颗粒夹杂物去除效果明显,尤其是大于10μm的夹杂物基本消失,这说明RH精炼对夹杂物的去除效果比较好。  (2)80吨钢包:软吹结束夹杂物数量降低了31%,夹杂物面积百分比降低了52%,夹杂物平均粒径为2.1μm。对120吨钢包,软吹结束两个炉次的夹杂物数量分别降低了65%和47%,夹杂物面积百分比分别降低了71%和34%,夹杂物的平均粒径约为2.0μm。  (3)120吨钢包:RH精炼过程T.O的去除率与进站的初始氧含量成正相关的关系,全氧的减少规律与夹杂物数量变化规律基本一致。1#炉次精炼5min增氧35×10-6,可能的原因是钢包残钢或RH槽壁上的冷钢及炉渣导致增氧;由于氮在钢中的溶解度较高,且氮在钢水中的扩散速度慢,本研究中RH精炼过程氮的去除率只有20%左右。  (4)55SiCrA弹簧钢:从RH进站到复压,钢中夹杂物为不规则多边形、椭球形相貌,主要成分为Ca-Si-Al-Mg-O,并含少量硫化物;此外还有一种典型的双层夹杂物,其内核为硅酸盐,外层包裹一定量的硫化锰或硫化钙,夹杂物粒径多数情况下小于5μm,RH复压后出现了6~10μm的大颗粒夹杂。软吹结束后钢中夹杂物成分变化不大,但夹杂物粒径较复压时有所减小,这与定量金相分析的结果基本保持一致。  (5) Q690D合金结构钢RH精炼过程钢中非金属夹杂物主要是铝酸钙、镁铝尖晶石及少量硫化物,基本为球形和不规则形状,RH进站、精炼5min、软吹结束夹杂物粒径大多数都在5μm以下,复压阶段出现粒径在6~20μm的夹杂物,软吹结束后镁铝尖晶石夹杂物基本消失。2#炉次,精炼初期钢中非金属夹杂物主要是铝酸钙、氧化铝和镁铝尖晶石夹杂物,精炼后期硫化钙、硫化锰的含量上升,镁铝尖晶石数量减少,基本为球形或不规则多边形,夹杂物粒径大多数都在5μm以下。
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