钢中氧的控制

3、LD－LF－CC流程氧的控制表2某些高纯度钢发生缺陷的原因调查钢种产品缺陷引起缺陷夹杂物最小直径缺陷部位夹杂成分DI罐用镀锡板飞边裂纹150ｕm、60ｕmCaO-Al2O3ERW管材UT缺陷US缺陷150ｕm220ｕmCaO-Al2O3群落状Al2O3镀锡板炉渣分层

400ｕm、150ｕm

深冲用冷轧钢板冲压缺陷夹杂250ｕm400ｕmCaO-Al2O3

、群落状Al2O3CaO-SiO2-Al2O3-Na2O

UO管材UT缺陷200ｕmCaO-Al2O3、群落状Al2O3CaO-SiO2-Al2O3-Na2OUOE管（厚钢板）US缺陷220ｕm

注：表中夹杂物尺寸为板材加工后的夹杂尺寸，推算至铸坯中，约为50~60ｕm高纯净钢缺陷产生的原因调查洁净钢的概念洁净钢：相对概念，没有统一的量化标准

－针对不同钢种－产品用途决定钢中T[O]的控制水平最终产品质量的影响因素

－夹杂物总量－夹杂物的形态、尺寸－夹杂物的分布钢的洁净度标志－钢中的氧钢中的氧：T[O]=[O]溶(a[O])+[O]夹杂出钢前：[O]夹杂→0；T[O]=[O]溶(a[O])脱氧后：[O]溶(a[O])→0；T[O]=[O]夹杂钢的洁净度的表示（钢中夹杂物水平）：

T[O]降低钢中T[O]的措施：降低[O]溶：转炉终点a[O]控制－冶炼过程降低[O]夹杂：脱氧控制－夹杂物控制（上浮）－脱氧合金化过程钢中T[O]的演变历史炉外精炼工艺的完善，钢中T[O]逐年降低硅镇静钢T[O]：15～20ppm；铝镇静钢T[O]：＜10ppm；降低钢中氧含量的意义改善产品性能：轴承钢：T[O]：30降低到5ppm，寿命提高100倍提高产品质量：T[O]越低，冷轧板质量越好产品分类钢种代表规格产品材质特性要求清洁度要求薄板DI罐低碳铝镇静钢0.2~0.3mmt飞边裂纹T[O]<20ppm,D<20ｕm深冲钢超低碳铝镇静钢0.2~0.6mmt超深冲，非时效性表面现状缺陷[C]<20ppm,[N]<20ppmT[O]<20ppm,D<100ｕm荫罩钢低碳铝镇静钢0.1~0.2mmt防止图像侵蚀D<100ｕm,低硫化导架结构材13%Cr0.15~0.25mmt打眼加工时的裂纹D<100ｕm42Ti

D<5ｕm，[N]<50ppm中厚板管线钢X52~70级低合金钢10~40mmt氢引起的裂纹夹杂物形态控制

低硫化，S<10ppm低温用钢9%Ni10~40mmt低温脆化P<0.003%,S<0.001%抗层状撕裂钢结构高强钢10~40mmt层状撕裂低磷化、低硫化无缝管座圈材轴承钢50~300mmΦ转动疲劳寿命T[O]<10ppm[Ti]<20ppm净化管不锈钢10mmΦ电解侵蚀时表面光洁度T[O]<20ppm,[N]<50ppmD<5ｕm棒材轴承轴承钢30~65mmΦ转动疲劳特性T[O]<10ppm,[Ti]<15ppmD<15ｕm渗碳钢SCM432、420

疲劳特性、加工性T[O]<15ppm,P<0.005%线材轮胎钢丝SCMRH72、82B0.1~0.4mmΦ冷拔断裂非塑性夹杂D<20ｕm弹簧钢SWRSSi-Cr钢1.6~10mmΦ0.1~0.15mΦ疲劳特性、残余应变性

非塑性夹杂D<20ｕm典型产品对钢的洁净度要求

钢中氧的控制转炉终点氧的控制脱氧及夹杂物的生成控制连铸过程钢中氧的控制复吹转炉终点控制

精确控制终点碳、温度、提高命中率；促进渣钢平衡，避免钢水过氧化；优化复吹工艺，实现低[O]冶炼。CP=4.2103·（Q/W）（L/L0）-0.4-0.33ICO=CP[%C]=4.2103·（Q/W）（L/L0）-0.4-0.33[%C]-1转炉终点氧的控制－吹氧量的控制终点[C]=0.02%～0.06%O2=48～58Nm3/t-steel时，a[O]

=400ppm～1400ppm。终点[C]越低，渣中FeO增加；终点a[O]

增加。转炉终点氧的控制－终点[C]的控制转炉终点[C]的控制:Ⅰ区：a[O]波动在C－O平衡线附近；[C][O]=0.0027,炉龄＜2500(炉)Ⅱ区：a[O]远离在C－O平衡线；[C][O]：0.0031～0.0037,炉龄＞2500(炉)Ⅲ区（其它区域）：

[C][O]：远离C－O平衡线且波动较大，复吹效果降低。

转炉终点氧的控制－终点温度的控制转炉终点温度的控制（生产统计）：

终点[C]=0.025％～0.04%时，温度提高，终点a[O]增加； 温度＞1680℃时，终点a[O]显著增加。转炉终点氧的控制－终点渣成分控制终点[C]=0.02%~0.06%时，终点渣中（FeO+MnO）含量:14%~24%，终点a[O]

波动较大。降低转炉终点a[O]的综合措施终点[C]:＜0.035%；终点温度：1640℃～1680℃；渣中（FeO+MnO）:14%～18%；提高转炉终点命中率，杜绝后吹；强化复吹冶炼效果（重点：低碳钢），

[C]=0.02%～0.05%，顶吹终点a[O]＝700ppm～900ppm；

复吹终点a[O]＝250ppm～600ppm。脱氧及夹杂物的生成控制连铸钢种脱氧的模式硅镇静钢：－脱氧剂：Si＋Mn硅－铝镇静钢－脱氧剂：Si＋Mn＋Al（少量）铝镇静钢－－脱氧剂：过剩Al，[Al]＞0.01%。脱氧及夹杂物的生成控制－硅镇静钢平衡a[O]

＝40ppm~60ppm；LF炉采用白渣＋Ar搅拌

a[O]

＜20ppm；[S]＜0.01%形成的脱氧产物：SiO2(固体)

MnO.SiO2(液体)MnO.FeO(固溶体)措施：Mn/Si＞2.5，促进MnO.SiO2上浮钢中氧[O]的选择：[O]＜10ppm，SiO2析出，水口堵塞；

[O]＞20ppm，铸坯皮下气孔增加；[O]：10ppm～20ppm，理想范围控制脱氧及夹杂物的生成控制－硅－铝镇静钢形成的脱氧产物：2MnO.2Al2O3.5SiO2(蔷薇辉石)

3MnO.Al2O3.3SiO2(锰铝榴石)纯Al2O3(Al2O3＞25％)措施：Mn＝0.04%;Si=0.02%，[Al]S≤0.006%促进3MnO.Al2O3.3SiO2生产与上浮3MnO.Al2O3.3SiO2(锰铝榴石)的作用

熔点低，1400℃；球形易于上浮；夹杂物可塑性好（800℃～1300℃）；钢中无Al2O3析出，钢水可浇性好；脱氧良好，铸坯无皮下气泡形成。脱氧及夹杂物的生成控制－铝镇静钢钢水中a[O]=4ppm~8ppm；解决的关键问题铝的加入方法；－提高铝的回收率避免Al2O3的危害－采用二次加入法出钢加铝：脱除钢水中C－O平衡的过剩氧量；精炼加铝：脱除C相平衡氧＋目标成分铝含量。形成的脱氧产物：Al2O3，其危害：

熔点高，2050℃；固态析出与钢水；可塑性差，影响钢材性能；可浇性差，堵水口脱氧及夹杂物的生成控制－铝镇静钢轻钙处理：适用范围：加铝较少，[Al]S较低；处理目标：形成钙长石组成：CaO.Al2O3.2SiO2

熔点：1200℃～1400℃重钙处理：适用范围：加铝较多，[Al]S较高；处理目标：形成12CaO.7Al2O3熔点：1455℃注意问题：[S]含量的控制，目标[S]＜0.01%[S]=0.010%~0.015%,部分CaS形成；[S]=0.030%~0.040%,首先生成CaS堵塞水口。铝镇静钢的钙处理：轻钙处理、重钙处理处理目标：Ca/Al＞0.14Ca/T[O]=0.7~1.2脱氧及夹杂物的生成控制－钢水夹杂物的排除夹杂物的形成脱氧元素的溶解、与氧的结合能力；脱氧产物的形核与长大钢液中夹杂物的传输脱氧产物（夹杂物）尺寸，炼钢条件下产物尺寸：1~5μm;夹杂物的碰撞与聚合，尺寸，5~100

μm;夹杂物物性，固态、液态；夹杂物的上浮。渣相的吸收钢/渣界面能；渣相的吸收能力；渣相的成分、温度、渣量。夹杂物的排除(钢包精炼)脱氧产物组成的控制；钢包顶渣成分的控制(碱度、Al2O3、MnO、MgO、FeO等)；溶池的搅拌能力及效果连铸过程钢中氧的控制－钢水二次污染的防止连铸过程氧的控制关键防止钢的二次氧化进一步利用连铸中间包、结晶器排除夹杂连铸过程钢中氧的控制