X80管线钢精炼过程夹杂物形成与演变

摘要

通过工业试验取样研究了X80管线钢精炼过程夹杂物的类型、尺寸、成分等变化规律,并结合FactSage8.1软件对钙处理和钢液冷却凝固过程夹杂物的演变机理进行了热力学计算分析.试验结果表明,LF精炼结束时夹杂物主要为MgO–Al_(2)O_(3)和MgO–Al_(2)O_(3)–CaO,数量占比分别为25%、75%,其尺寸主要分布在1~5μm之间,且1~2μm和2~5μm的夹杂物比例分别为56.0%、37.3%;RH精炼中T[O]、[N]质量分数分别由LF精炼结束时的0.0022%、0.0059%降低至0.0010%、0.0035%,夹杂物数量密度由LF结束约23.07 mm^(–2)降低至7.44 mm^(–2),夹杂物去除率约67.8%;钙处理时,夹杂物主要为MgO–Al_(2)O_(3)–CaO和CaS–Al_(2)O_(3)–CaO系,夹杂物中CaS平均质量分数由RH精炼结束时的8%增加至36%,CaO平均质量分数由24%减少至12%;软吹结束时,尺寸40μm的夹杂物中SiO_(2)占比在6.0%~8.0%之间,尺寸>40μm的夹杂物主要为CaO–Al_(2)O_(3)–MgO–SiO_(2),其化学成分与精炼渣化学成分基本一致,其来源为精炼渣卷入.热力学计算结果表明,当[Ca]质量分数在10.5×10^(–6)~15.8×10^(–6)时,尖晶石夹杂全部完成改性,夹杂物全部为液态钙铝酸盐;当钢液在浇铸温度下,夹杂物主要为液态的钙铝酸盐,当温度降低至1428℃时,液态夹杂物完全转化为固态,随着温度继续下降1309℃以下,夹杂物的类型基本不发生改变,整个温降过程夹杂物中CaO含量减少,CaS含量增加.