低碳低硅钢夹杂物行为及控制研究

摘要

低碳低硅钢具有高塑性、低强度以及冷轧延展性等特性，因此被广泛应用于汽车、家用电器以及建筑制品等行业。该钢种在冶炼过程的主要技术难点是脱氧产物Al2O3夹杂和化学元素硅的控制，Al2O3夹杂控制不当不仅影响钢水的可浇性而且容易导致钢液回硅，因此对低碳低硅钢脱氧及对夹杂物进行研究有着十分重要的意义。
　　本文首先对低碳低硅钢脱氧进行基础理论分析。铝脱氧过程中钢液中的铝含量与溶解氧达到热力学平衡，钢液中不同的铝含量可产生不同类型的夹杂物，在1600℃下，当钢液中ω[Al]＜6×10-5％，脱氧产物基本都为FeO·Al2O3；而ω[Al]＞6×10-5%，脱氧产物为Al2O3。对Al2O3夹杂变性处理的过程中，低碳低硅钢化学成分要求铝含量为0.04%，则根据生成的低熔点钙铝酸盐热力学计算可知：当钢液中钙含量为2.8ppm时，Al2O3夹杂可转变成12CaO·7Al2O3；当钢液中钙含量为7.6ppm时，Al2O3夹杂可转变成3CaO·Al2O3。针对LD→RH→CC工艺流程对低碳低硅钢在真空脱氧阶段和铝脱氧阶段建立脱氧模型，在精炼时间为30min左右，钢中的全氧含量可降至20ppm。
　　利用金相显微镜、扫描电镜对低碳低硅钢在LD→RH→CC工艺流程下的夹杂物进行数量、形貌以及组成分析，氧氮分析仪分析钢中的全氧含量。RH精炼前控制钢中的溶解氧为400ppm左右，钢中的主要夹杂物为FeO；RH精炼后钢中的氧为16ppm，钢中的夹杂物主要为未及时上浮的脱氧产物Al2O3夹杂，同时含有少量的MgO和MnO；中间包内钢中的全氧含量为22.5ppm，夹杂物类型为Al2O3与SiO2、MnO、MgO以及CaO组成的复合夹杂。
　　最后，对低碳低硅钢在LD→RH→CC流程和LD→LF（钙处理）→CC流程下夹杂物情况进行对比分析，结果表明：采用LF精炼（钙处理）夹杂物为CaO-Al2O3-MgO与CaO-Al2O3-SiO2类复合夹杂，尺寸在5μm左右；采用RH精炼夹杂物主要为Al2O3，尺寸在3μm左右，T[O]含量也减少了10ppm，表明采用RH干式真空处理模式冶炼低碳低硅钢是合理可行的。

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1 绪 论

1.1 低碳低硅钢的概况

1.2 非金属夹杂物的分类

1.3 非金属夹杂对钢的影响

1.4 夹杂物研究现状

1.5课题研究的意义及内容

2 研究方案及方法

2.1 生产工艺流程

2.2 研究对象

2.3 研究方案

3低碳低硅钢脱氧的热力学及动力学分析

3.1 低碳低硅钢脱氧热力学

3.2 低碳低硅钢脱氧动力学

3.3 小结

4 SPHC钢冶炼过程夹杂物演变研究

4.1 显微夹杂物分布规律

4.2 显微夹杂物的形貌及组成

4.3 钢水冶炼过程洁净度分析

4.4 SPHC钢性能检测

4.5 小结

5 SPHC钢铸坯夹杂物研究

5.1铸坯断面上不同位置夹杂物分布

5.2不同工艺流程下铸坯夹杂物研究

5.3 小结

6 结 论

致谢

参考文献

附 录