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27SiMn钢夹杂物特征及控制工艺优化

         
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27SiMn钢中高熔点夹杂物是引起探伤缺陷的主要原因。为了进一步控制27SiMn钢中夹杂物,对国内某钢铁企业“BOF→LF→CC”工艺流程生产的27SiMn钢进行研究。采用分阶段取样方式分别在LF进站、钙处理前、软吹后、中间包及铸坯中提取试样,探究27SiMn钢中各工序夹杂物的特征。结果表明,LF精炼过程中,夹杂物主要以MgO-Al_(2)O_(3)、硅酸盐及Al_(2)O_(3)-CaO-MgO夹杂物为主;在软吹及浇注阶段,主要以(CaS)-Al_(2)O_(3)-MgO-SiO_(2)-CaO系为主,同时钢液内存在大量CaS颗粒,表明钙处理后钢液内仍存在高熔点夹杂物。在此基础上,研究了27SiMn钢液内CaS及钙铝酸盐类夹杂物的热力学形成机理。发现钢液中w([Al])为0.022%时,钢液w([Ca])控制在0.0013%~0.0035%有利于12CaO·7Al_(2)O_(3)生成;同时,为防止在钢液内大量生成CaS,阻碍Al_(2)O_(3)夹杂物转变为12CaO·7Al_(2)O_(3),w([S])应控制在0.0015%~0.0039%。基于夹杂物特征研究和热力学计算,提出工艺优化方案,调整精炼渣碱度至3.2以上,增加渣系硫容量,同时将渣中w((Al_(2)O_(3)))由10%~11%提高至13%以上,促进炉渣流动性;减少铝块脱氧剂的加入,由130 kg/炉降至120 kg/炉;进行轻钙处理操作,硅钙线喂入量由400 m/炉减少至200 m/炉。并进行了工业优化试验,发现软吹后钢液内w([Ca])约为0.0024%,连铸阶段进一步降至0.0018%左右,w([S])控制在0.002%左右;在Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-CaO-(8%)MgO体系中,夹杂物平均成分由1600~1800℃高熔点区进入到1400~1500℃液相区,钙处理效果显著改善,提高了钢材质量。

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