16MnR钢夹杂物的行为

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1998.02.027 第20卷第2期 北京科技大学学报 Vol.20 No.2 1998年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr,1998 16MnR钢夹杂物的行为 张学辉”韩郁文”蔡开科” 肖忠敏2”孟凡钦2 1)北京科技大学冶金学院，北京1000832)武汉钢铁公司 摘要系统地调查研究了I6MR钢在整个生产工艺过程中钢中夹杂物的演变规律和清洁度水 平，重点考察了钢锭中大型氧化物夹杂的类型、数量、分布、来源和形成结果表明：钢锭中夹杂物 主要是块状A1,O,钢锭中大颗粒夹杂物主要来源于复合渣卷渣. 关键词16MnR;钢锭；夹杂物；清洁度 分类号TF77;TF703 16MR钢是用于生产压力容器的一种低合金高强度钢.目前，我国很多企业仍用模铸工 艺生产16MR钢，在质量和性能方面存在不少问题)鉴于模铸工艺在较长一段时期内仍将 继续存在的现状，对用模铸工艺生产的16MR钢的清洁度进行系统调查和研究，将会为国内 的生产企业改进现有模铸工艺，进一步提高模铸锭的内在质量，充分发挥和挖掘现有模铸工 艺的潜力提供科学的依据，具有一定的实际意义 本文结合13.97t16MnR扁钢锭，系统研究了16MnR钢在浇注过程中钢中夹杂物的演变 和钢锭中夹杂物的行为，并初步分析了工艺因素对钢中夹杂物的影响. 1研究方法 1.1试验工艺 500t吹氧平炉冶炼，双槽出钢，炉内用Si-Fe,钢包内用Si-Mn,Si-Al-Ba和Ti-Fe合金脱 氧.钢包底吹氩约10m,下注.浇注系统用耐火材料是粘土砖.锭型上小下大挂绝热板并加复 合渣，锭錠重13.97t 1.2研究方法 (1)从钢包吹氩→锭模内浇注→初轧坯的整个生产过程中，均从每个工序取钢、渣样，并 在整模时取浇注汤道钢样和砖样进行分析 (2)用复合渣中配加7%的LO,作为示踪剂，追踪浇注时锭模内复合渣的卷渣情况 (③)采用化学分析、硫印、示踪元素、扫描电镜、大样电解、金相和岩相等多种分析检验方 法，综合评价钢中夹杂物的行为和钢的清洁度 2试验结果和讨论 2.1钢包吹氩对钢水清洁度的影响 试验结果表明，钢包吹氩效果比较显著，经过吹氩后，钢中总氧平均降低了497%，显微 1997-03-25收稿 张学辉，女，31岁，工程师，硕士韩郁文，女，59岁，牧授

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 钢夹杂物 的行为 张 学辉 韩郁文 蔡开 科 肖忠敏 孟 凡钦 北京科技大学 冶金 学 院 ， 北京 武汉钢铁公 司 摘要 系 统地调 查研究 了 钢在 整 个生 产工 艺过 程 中钢 中夹 杂物 的演 变规律和 清洁度水 平 ， 重 点考察 了钢锭 中大 型 氧化物夹杂 的类 型 、 数量 、 分布 、 来 源 和 形 成 结果 表 明 钢锭 中夹杂物 主要是块状 ， 钢锭 中大颗粒夹杂物主要来源于 复合渣卷渣 关健词 钢锭 夹杂物 清洁度 分类号 曰 钢是 用于 生产压 力容器 的一 种低合金 高强 度 钢 目前 ， 我 国很多 企 业仍 用模 铸工 艺生产 钢 ， 在 质量 和性 能方 面存在不 少 问题 川 鉴 于模 铸工 艺在 较 长一段 时期 内仍将 继 续存在 的现状 ， 对用模铸工艺生产的 钢 的清洁度进行 系 统调查 和研究 ， 将 会为 国 内 的生 产企 业改进 现有模 铸工 艺 ， 进一 步提 高模 铸锭 的 内在 质量 、 充 分发 挥 和挖 掘 现 有模 铸 工 艺 的潜力提供科学 的依据 ， 具有一定 的实 际意义 本文结合 扁 钢锭 ， 系统研究 了 钢在浇 注过程 中钢 中夹 杂物 的演 变 和 钢锭 中夹杂物的行 为 ， 并初步分析 了工 艺 因素对钢 中夹杂物 的影 响 研究方法 试验工 艺 吹氧平 炉 冶炼 ， 双槽 出钢 ， 炉 内用 一 ， 钢 包 内用 一 ， 一 一 和 一 合 金 脱 氧 钢 包底 吹氢 约 ， 下 注 浇 注系统 用耐火材料是 粘 土砖 锭 型 上小 下 大 挂 绝热板并加复 合渣 ， 锭重 研究方法 从钢包吹氢 弓 锭模 内浇注 份 初 轧坯 的整个 生 产过程 中 ， 均从每个 工 序取 钢 、 渣 样 ， 并 在整模 时取 浇注汤道 钢样 和砖样进行分析 用复合渣 中配加 的 恤 作 为示 踪剂 ， 追踪浇注 时锭模 内复合渣 的卷 渣情 况 采用化学分析 、 硫 印 、 示 踪元 素 、 扫描 电镜 、 大样 电解 、 金相 和 岩相 等多种分析检验方 法 ， 综合评价钢 中夹杂物 的行 为和 钢 的清洁度 试验结果和讨论 钢包 吹氛对钢水清洁度 的影 响 试验 结果 表 明 ， 钢 包 吹 氢效果 比较 显 著 ， 经过 吹氢 后 ， 钢 中总 氧平 均 降低 了 ， 显微 一 一 收稿 张学 辉 ， 女 ， 岁 ， 工 程 师 ， 硕 士 韩郁 文 ， 女 ， 岁 ， 教授 DOI ：10．13374／j ．issn1001－53x．1998．02．027

·118· 北京科技大学学报 1998年第2期 夹杂平均减少51.5%，吹氩过程无明显增氨现象 2.2浇注过程中钢液的二次氧化 由试验结果可知：从钢包吹氩后→锭模内注毕，平均增氮22.35×10-6，相当于从空气中 吸氧63.85×10-6；大颗粒夹杂物平均10kg钢增加55.61g.由电解分离夹杂的电子探针分 析结果可知，从吹氩后到注毕，夹杂物中SiO,FeO,MnO等弱脱氧剂的成分增高（见图1），这 充分说明浇注过程中空气对钢液发生了 70 二次氧化.夹渣的电子探针分析结果也 60 SiO 可以看出，很多夹渣均是二次氧化产物 50L 与复合渣、耐火材料、或钢包渣的混合产 40 曩 Al2O 物.所以夹渣产生的原因是浇注过程中 30 钢水的二次氧化产物与外来夹杂的混合 20 物. FeO+MnO 10 2.3浇注过程中锭模内复合渣的卷渣 MgO+CaO 为了解浇注过程中锭模内复合渣卷 氩后注毕坯头坯中坯尾 渣的情况，在复合渣中加了7%的LaO 图1浇注过程中夹杂物的组成变化 作为示踪剂进行追踪.结果表明，28个夹渣中有8个含有La,O,有9个其K,0+a,O含量 >1.5%,可认为这17个夹渣中均含有复合渣的成分.因为试验所用复合渣粉渣中K,0+Na,0 的含量为1.06%~1.31%，熔融复合渣中K0+Na,0含量为1.19%~1.43%，汤道砖中K,0+ Na,0含量仅为0.79%，因此本试验确定K0+NaO含量>1.5%的夹渣中含有复合渣的成分. 由此可知，初轧坯中复合渣卷渣造成的夹渣占所分析夹渣总数的60.71%，而且大都分布在钢 锭的表层区域且集中于中下部.在35个典型的电解夹杂中，有26个含有复合渣的成分，占分 析夹杂总数的74.3%，且大都集中于钢锭尾部.流体力学的计算结果表明，注流在锭模内的喷 射高度h对钢锭表面质量有重要影响，h值越大，复合渣卷渣程度越严重.这是因为h值大，即 注流在锭模下注口的速度较大，在开浇初期易导致未熔化的复合渣卷人钢液，随注流流动，被 反向回流携带至凝固前沿被捕捉，或在上浮过程中被锭模上口凝固前沿捕捉因此，大包开浇 和锭模浇注初期的平稳操作对减轻复合渣卷渣的程度是有利的同时，锭模的上小下大的形 状是造成复合渣卷渣的原因之一这种锭模浇注方法，模壁容易挂渣，被不断上升的钢液卷人， 2.4浇注系统耐火材料的蚀损 在浇注后的汤道内取了钢样和砖样在对汤道钢样的金相研究时发现，汤道钢样内确实 有钢与莫来石相混合的夹渣，说明汤道砖侵蚀产物已进入钢液.在28个夹渣中，有8个夹渣中 含有与莫来石相的成分接近的相，占夹渣总数的28.6%；35个电解夹杂中，有19个，占电解夹 杂总数的54.3%.对耐火砖的岩相分析结果表明，受到高温侵蚀后的粘土砖，其显微结构发生 了变化，主要表现为液相增多及气孔率的增加，很容易受到汤道内流速为1.33m/s的高温钢 水的冲蚀.16MR钢对粘土砖有很强的化学侵蚀作用，但虽在显微结构中未发现明显的化学 反应层，但看到有一层平均厚度为2.53m的高温冲蚀层也充分说明了这一点.因此，浇注 16MR钢时，采用高质量的耐火砖对减少钢锭中的大型氧化物夹杂是有利的 2.5锭模内浇注过程中钢水清洁度的变化 从试验结果还可知：(I)从钢包吹氩后→锭模内注毕，钢水中[)含量平均增加了 50.8%,大颗粒夹杂物平均增加了88.5%，说明浇注过程中存在钢水的二次氧化和外来夹杂物

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 夹杂平 均减 少 ， 吹氢过程 无 明显增 氮现象 浇 注 过程 中钢液的二次 氧化 由试验 结果 可 知 从钢包 吹氢后 分 锭模 内注 毕 ， 平 均 增 氮 ’ ‘ ， 相 当于 从 空气中 吸氧 ’ 大 颗粒夹杂物平 均 钢增 加 由电解 分 离夹杂 的 电子探针分 析结果 可 知 ， 从吹氢后 到 注毕 ， 夹杂物 中 ， ， 等 弱脱 氧 剂 的成分增 高 见 图 ， 这 充分说 明浇注 过程 中空 气 对钢液发 生 了 二 次 氧 化 夹 渣 的 电 子 探 针 分 析 结 果 也 可 以 看 出 ， 很 多 夹渣 均 是 二 次 氧 化 产 物 与复合渣 、 耐火材 料 、 或钢 包渣 的混合产 物 所 以 夹 渣 产 生 的 原 因是 浇 注 过 程 中 钢水 的二 次氧化产物 与外来夹杂的混合 物 浇 注 过程 中锭模 内复合渣 的卷渣 《 浦孤 。 仑 代〕 ，‘气︶，一‘产、 八“︷︵︸ 镶洲娜锻帐求、 为 了解 浇 注过 程 中锭模 内复合渣卷 氢后 注 毕 坯头 坯 中 坯尾 渣 的情 况 ， 在 复合渣 中加 了 的 从 图 浇注过程中夹杂物的组成变化 作 为示 踪 剂 进 行 追 踪 结 果 表 明 ， 个 夹渣 中有 个 含 有 认 ， 有 个 其 长 恤 含 量 ， 可 认 为这 个 夹渣 中均含 有复合渣 的成 分 因为试验 所 用 复合渣 粉渣 中 长 叽 的含量 为 一 ， 熔融 复合渣 中 凡 叽 含量 为 一 ， 汤道 砖 中 玫 啊 含 量 仅 为 ， 因此 本试 验 确定 凡 恤 含 量 的夹渣 中含 有 复合渣 的成 分 由此 可知 ， 初 轧坯 中复 合渣 卷渣 造成 的夹渣 占所 分析夹渣 总数 的 ， 而 且 大都分 布在 钢 锭 的表层 区域且 集 中于 中下部 在 个典 型 的 电解 夹杂 中 ， 有 个 含有 复合渣 的成分 ， 占分 析夹杂总数 的 ， 且 大 都集 中于 钢锭 尾部 流体力 学 的计算结果 表 明 ， 注流 在锭模 内的 喷 射高度 对钢 锭 表 面质量 有 重要影 响 ， 值越 大 ， 复合渣 卷 渣程度越严重 这是 因为 值大 ， 即 注流在 锭模下 注 口 的速 度 较大 ， 在 开浇初 期 易 导致 未熔化 的复合渣 卷人 钢液 ， 随注流 流 动 ， 被 反 向回流携 带 至凝 固前 沿 被捕 捉 ， 或 在上 浮过程 中被 锭模 上 口 凝 固前沿捕 捉 因此 ， 大包开 浇 和 锭模 浇 注 初 期 的平 稳 操 作 对减 轻 复合渣 卷 渣 的程 度 是 有 利 的 同 时 ， 锭 模 的上 小 下 大 的形 状是 造成复合渣卷渣 的原 因之 一这 种锭模 浇 注方 法 ， 模 壁 容 易挂 渣 ， 被不 断上 升 的钢液卷人 浇注 系统耐火材料 的蚀损 在 浇 注后 的汤道 内取 了钢样 和 砖样 在 对汤 道 钢样 的金 相 研 究时发现 ， 汤道 钢样 内确 实 有钢 与莫来石相 混合 的夹渣 ， 说 明汤道砖侵蚀 产物 已 进人 钢液 在 个夹渣 中 ， 有 个夹渣 中 含有 与莫来石相 的成分接 近 的相 ， 占夹渣 总数 的 个 电解夹杂 中 ， 有 个 ， 占电解 夹 杂总数 的 对耐火 砖 的岩相 分 析结果 表 明 ， 受到 高温侵蚀后 的粘 土砖 ， 其显微结 构 发 生 了变化 ， 主要 表 现 为液 相 增 多 及 气孔 率 的增 加 ， 很 容 易 受 到 汤 道 内流 速 为 耐 的高温 钢 水的冲蚀 钢 对粘 土 砖有 很 强 的化学 侵 蚀 作 用 ， 但 虽 在 显微结 构 中未 发 现 明显 的化 学 反应 层 ， 但 看 到 有 一 层 平 均 厚 度 为 的 高温 冲 蚀 层 也 充 分 说 明 了 这 一 点 因 此 ， 浇 注 钢 时 ， 采 用高质量 的耐火砖对减 少 钢锭 中的大 型氧化物夹杂是 有 利 的 锭模 内浇注 过程 中钢水清洁度的变化 从 试 验 结 果 还 可 知 从 钢 包 吹 氢 后 、 锭 模 内 注 毕 ， 钢 水 中 【 含 量 平 均 增 加 了 ， 大颗粒夹杂物平 均增加 了 ， 说 明浇注 过 程 中存在 钢水 的二 次氧化和外来 夹杂物

Vol.20 No.2 张学辉等：16MnR钢夹杂物的行为 ·119· 的混人.(2)从锭模内注毕→初轧坯，钢中总氧平均降低了25.1%，显微夹杂平均减少了64%， 大颗粒夹杂平均减少了88%，说明钢水在锭模内静置冷却凝固过程中，钢液内夹杂物能上浮 去除 2.6浇注操作对钢锭中夹杂物数量的影响 (1)大颗粒夹杂物.从大颗粒夹杂物的数量来看，浇注末期大颗粒夹杂比浇注初期多 79.6%,而单从钢锭底部大样电解夹杂的数量来看，7#锭尾部比4#锭尾部多1.5倍.造成这种 现象的原因有： 1)浇注温度.浇注末期注温比浇注初期低20℃，凝固初期底部粘稠层形成得较早，不利 于大型氧化物夹杂的上浮，钢锭底部夹杂物增加.由此可见，浇注温度对钢锭底部的大型氧化 物夹杂影响甚大 2)浇注速度.试验结果表明，浇注速度与钢锭中大型夹杂物的数量无明显对应关系，但 钢锭底部大颗粒夹杂的数量与钢液过热度和浇注速度的乘积△T·V#有关，见图2.从图可 以看出，钢锭底部大型氧化物夹杂数量随△T·V:值的增加而减少，这与喜多村等人的研究 结果是一致的 3)动车时间.大型夹杂物的生成与钢锭凝固过程中产生的粘稠层密切相关，若在凝固 过程中移动钢锭，钢液的剧烈运动会 促进等轴晶游离，助长夹杂向底部锥 ( 70 。电解夹杂20 ·夹渣 60L 0 15 聚积因此，在实际生产中，选择一个 50 合理的动车时间对减少钢锭中的大型 10 女 夹杂物也是非常重要的， 40 30 5 此外，随钢包内钢液面高度H降 20 低到小于某一临界值H时，钢液面将 10 出现漏斗形旋涡，导致钢包渣或空气 3 5 6 8 卷人水口，引起钢水的二次氧化，也会 △T·V往 使夹杂物数量增加. (2)金相显微夹杂物.从金相显 图2钢锭底部大型氧化物夹杂数量与△T·V往的关系 微夹杂的数量来看，浇注初期比浇注末期多30.6%.例如4#锭为浇注初期，钢包吹氩结束后钢 水静置的时间很短，只有4mn,很多脱氧产物还未来得及上浮就随注流进人锭模，夹杂数量 较多，而7#锭的开浇时间比4#锭晚44min,夹杂物有较充分的上浮时间，夹杂数量较少.因 此，保证吹氩后一定的静置时间对减少钢锭中显微夹杂的数量是有利的. 2.7初轧坯中夹杂物的类型、数量与分布特点 为了全面了解钢锭的清洁度水平，依图3所示的相应部位在6根试验钢锭的初轧坯上切 取了电解大样及在其中3根试验钢锭的初轧坯上切取了金相试样，统计分析了轧坯中夹杂物 的类型、数量和分布 (I)夹杂物的类型和分布在金相显微镜下观察到的轧坯中夹杂物的类型主要有氧化物 夹杂、氮化物夹杂和硫化物夹杂.氧化物夹杂主要是块状A1,O,、少量簇状A1,O,以及少量的硅 铝酸盐夹杂，还有极少量大颗粒夹渣；氨化物夹杂主要是TiN;硫化物夹杂主要是MS;大颗 粒夹渣的数量不多，占氧化物夹杂总量的0.5%左右，但所占面积较大.有54.3%的夹渣分布 于轧坯表层0~20mm的区域.从电子探针分析结果来看，均为外来夹杂

张学辉等 钢 夹杂物 的行 为 的混人 从 锭模 内注 毕。 初 轧坯 ， 钢 中总氧 平 均 降低 了 ， 显微 夹 杂平均 减 少 了 ， 大 颗粒 夹杂 平 均 减少 了 ， 说 明钢水在 锭模 内静 置冷 却凝 固过程 中 ， 钢液 内夹杂物 能上 浮 去 除 浇注操作对钢锭 中夹杂物数 的影 响 大 颗 粒 夹杂 物 从 大 颗 粒 夹 杂 物 的 数 量 来 看 ， 浇 注 末 期 大 颗 粒 夹 杂 比浇 注 初 期 多 ， 而单从钢锭底 部大样 电解夹杂 的数量来看 ， 锭 尾部 比 锭 尾 部多 倍 造成这 种 现象 的原 因有 浇 注温度 浇 注末 期 注温 比浇注 初期 低 ℃ ， 凝 固 初期 底 部 粘 稠 层 形 成得 较早 ， 不 利 于 大 型氧化物夹 杂的上 浮 ， 钢锭底 部 夹杂物增加 由此 可见 ， 浇注 温度 对钢 锭底 部 的大 型 氧 化 物夹杂影 响甚大 浇注 速度 试验结果 表 明 ， 浇注速 度 与钢锭 中大 型 夹杂物 的数量 无 明显 对应 关系 ， 但 钢锭底 部大颗粒夹杂 的数量 与钢液过 热度 和 浇 注 速度 的乘积 △ · 魄 有 关 ， 见 图 从 图可 以看 出 ， 钢锭底部大型氧化物夹杂数量 随 △ · 注值 的增加 而减 少 ， 这 与喜多村 等人 的研究 结果是 一致 的 动车时 间 大 型 夹杂物 的生成 与 钢锭 凝 固过 程 中产 生 的粘 稠 层 密切 相 关 ， 若 在 凝 固 过程 中移 动钢 锭 ， 钢 液 的剧 烈运 动 会 促 进 等 轴晶游 离 ， 助 长 夹杂 向底 部 锥 聚 积 因此 ， 在 实 际 生 产 中 ， 选 择 一 个 合理 的动车时间对减少钢锭 中的大型 夹杂物也是 非常重要 的 此外 ， 随钢包 内钢液 面高度 降 低到小于某一 临界值 凡时 ， 钢液 面将 出现 漏 斗 形 旋 涡 ， 导致 钢 包 渣 或 空 气 卷人水 口 ， 引起钢水 的二次氧化 ， 也 会 使夹杂物数量增加 金 相 显 微 夹 杂物 从 金 相 显 令咧戴剑帐、 一气 △ 唯 ︵ 一罗 · 啊截碟徽奋璞一 图 钢锭底部大型氛化物夹杂数 与△ 瑰的关系 微夹杂的数量来看 ， 浇注初期 比浇注末期多 例如 锭 为浇 注初 期 ， 钢包吹氢结束后 钢 水静 置 的时间很短 ， 只有 而 ， 很多脱氧产物 还 未来得及 上 浮就 随注流进人锭模 ， 夹杂数量 较多 ， 而 锭 的开浇时间 比 锭 晚 而 ， 夹杂物有较充分的上 浮 时间 ， 夹杂数量 较 少 因 此 ， 保证 吹氢后一定 的静置 时间对减少钢锭 中显微夹杂的数量是 有利 的 初轧坯 中夹杂物 的类型 、 数一与分布特点 为了全 面 了解 钢锭 的清洁度水平 ， 依 图 所示 的相 应部位在 根 试验钢 锭 的初 轧坯上切 取 了 电解大样及在其 中 根 试验钢锭 的初 轧坯 上切取 了金相 试样 ， 统计分 析 了轧坯 中夹杂物 的类型 、 数量 和分布 夹杂物 的类 型 和 分布 在 金相 显微镜下 观 察到 的轧坯 中夹杂 物 的类 型 主要 有 氧化 物 夹杂 、 氮化 物夹杂和硫 化 物夹杂 · 氧化物夹 杂主 要是 块状 、 少量 簇状 以及 少量 的硅 铝酸盐夹杂 ， 还有极 少量大颗粒夹渣 氮化物夹杂主要 是 硫化物 夹杂主要是 大颗 粒 夹渣 的数量 不 多 ， 占氧化 物 夹杂总量 的 左 右 ， 但 所 占面积 较大 有 的夹渣分 布 于 轧坯 表层 一 的 区 域 从 电子探 针分析结果来看 ， 均 为外来夹杂

·120· 北京科技大学学报 1998年第2期 (2)夹杂物的总量和粒径分布.大样电解的结果 见表1所示 厚度中心 由表1看出，轧坯中大型夹杂物量10kg钢平均为 14.38mg,沿钢锭高度中心方向上是尾部多于中部多 92%W 于头部这说明凝固过程中自然对流和结晶雨以及由 结晶雨而产生的粘稠层是造成大型夹杂物在钢锭底部 51%W 聚积的重要原因. 2,8初轧还中大型夹杂物的来源及形成 4%W 为了定量了解大型夹杂物的来源，对在显微镜下 边部14处边部12处 发现的夹渣中所选的28个典型夹渣作了电子探针检 图3钢锭取样部位示意图 验，并对电解分离出的大颗粒夹杂，选了35个典型的 化宽度 作了电子探针检验，分别对 表1夹杂物总量及粒径分布 这些检验结果进行了分析整 取样部位 理计算，结果见图4和图5所 总量与分布 头 中 尾 示由图可知，大型夹杂物的 10kg钢中夹杂总量/mg 1.33 5.70 35.42 来源主要是复合渣卷渣，其 >300μm/% 67.46 220~300μm% 8.14 次是耐火材料蚀损，再次是 170~220μm% 5.43 12.42 空气的二次氧化，最后是钢 90~170μm/% 11.46 5.43 9.21 包渣的混入 80~90μm/% 38.53 5.43 15.70 <80μm/% 49.96 8.14 62.66 60 60 50.0% 51.0% 50 4 37.3% 23.6% 17.6% 11.7% 10 8.8% 复合渣耐火 空气的锅包渣 复合渣 耐材 二次氧化 卷渣 材料 二次氧化 图4夹渣的来源 图5大颗粒夹杂物的来源 4 结论 ()钢包吹氩效果比较显著.钢水在锭模内静置冷凝过程中，钢液内夹杂物能上浮去除 (2)轧坯中夹杂物的类型主要是块状Al,O,少量簇状A1,O,以及少量的硅铝酸盐夹杂， 还有极少量大颗粒夹渣等氧化物夹杂.此外还有TiN夹杂及MnS夹杂 (③)示踪剂研究指出，钢锭中大颗粒夹杂物的主要来源是复合渣卷渣，而且复合渣卷渣 造成的轧坯夹渣，就表层部位来讲大都出现在钢锭中下部的表层区域；其次是耐火材料蚀损； 再次是空气的二次氧化：最后是钢包渣

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 夹 杂 物 的总量 和 粒 径 分 布 大 样 电解 的结果 见表 所示 由表 看 出 ， 轧坯 中大 型夹杂物量 钢平均 为 ， 沿 钢 锭 高度 中心 方 向上 是 尾 部 多 于 中部 多 于 头 部 这 说 明凝 固过 程 中 自然 对流 和 结 晶 雨 以 及 由 结 晶雨 而 产生 的粘 稠层 是 造 成大 型 夹杂物在钢锭底 部 聚积 的重 要 原 因 初轧坯中大型夹杂物 的来源及形成 为 了 定 量 了解 大 型 夹 杂 物的来 源 ， 对在 显微 镜下 发现 的夹 渣 中所 选 的 个 典 型 夹渣 作 了 电子 探 针检 验 ， 并 对 电解 分 离 出 的大 颗粒 夹杂 ， 选 了 个 典 型 的 厚度 中心 甲 边部 处 ’ 边部 处 图 钢锭取样部位示意图 岭宽度 作 了 电 子 探 针 检 验 ， 分 别 对 这 些 检 验 结果 进行 了分析 整 理计算 ， 结果 见 图 和 图 所 示 由 图 可 知 ， 大 型 夹 杂 物 的 来 源 主 要 是 复 合 渣 卷 渣 ， 其 次 是 耐 火 材 料 蚀 损 ， 再 次 是 空 气 的 二 次 氧 化 ， 最 后 是 钢 包渣 的混人 表 夹杂物总 及粒径分布 总量 与分布 钢 中夹杂总量 林 公 一 卜 习 一 卜 卜 公 一 协 公 卜 护 取样部位 头 中 尾 如名铁啊帐娜曝杖岁、 又 岁 ，‘， ” 咧和名浏锹、 复合渣 耐火 空气的 钢包渣 复合渣 耐材 二次氧化 卷渣 材料 二次氧化 图 夹渣 的来源 图 大颖粒夹杂物的来源 结论 钢 包 吹氢效 果 比较显著 钢水在锭模 内静置 冷凝 过程 中 ， 钢液 内夹杂物能上 浮去 除 轧坯 中夹 杂物 的类 型 主要 是 块 状 、 少量 簇 状 以 及 少 量 的硅 铝 酸盐夹杂 ， 还有极 少量 大颗粒夹渣 等 氧化物夹杂 此外 还有 夹杂及 夹杂 示 踪 剂研 究 指 出 ， 钢锭 中大颗粒 夹 杂物 的 主要 来 源 是 复合渣 卷渣 ， 而且 复合渣卷渣 造成 的轧坯 夹渣 ， 就表 层 部位来讲大都 出现 在钢锭 中下 部 的表层 区域 其次是 耐火材料蚀损 再次是空气 的二 次氧化 最 后是 钢包渣

Vol.20 No.2 张学辉等：16MnR钢夹杂物的行为 ·121· (4)16MnR钢对粘土砖有较强的化学侵蚀作用，建议采用高质量耐火砖 (⑤)浇注末期注温、注速及注毕静置凝固时间的控制，对钢锭中大型氧化物夹杂数量有 影响 参考文献 】孙本英.中厚钢板生产，北京：冶金工业出版社，1993 2董履仁，刘新华.钢中大型非金属夹杂物.北京：冶金工业出版社，199I Behavior of Inclusions in Steel 16MnR Zhang Xuehui Han Yuwen”Cai Kaike”'Xiao Zhongmin2》Meng Fanging? 1)Metallurgy School,UST Beijing,Beijing 100083,China 2)Wuhan Iron Steel Co. ABSTRACT The regularity of the development of inclusions and the cleanliness level of the steel 16MnR during the whole process are investigated.The emphasis is focused on the type,quantity,distribution,sources and formation of the large oxide inclusions in ingot.The result shows that the major inclusions in ingot are block Al,O.The large oxide inclusions mainly come from entrapment of complex slags. KEY WORDS 16MnR;ingot;inclusion;cleanness

张学辉等 钢夹杂物 的行 为 钢对粘 土砖有 较强 的化学侵蚀作 用 ， 建议采用 高质量 耐火砖 浇 注末 期 注温 、 注 速及 注 毕静 置 凝 固 时 间的控 制 ， 对钢 锭 中大 型 氧化 物夹杂数量 有 影 响 参 考 文 献 孙本英 中厚钢板生产 北京 冶金工 业 出版社 ， 董履仁 ， 刘新华 钢 中大型非金属夹杂物 北京 冶金 工 业 出版社 ， 助 加 物 玩 肋淞 助 油 凡 叮 甩 ， ， ， 代兄 又 ， ， 叽 七 嗯 加租 凡 仁