D0L:10.13374f.issn1001-053x.2011.s1.032 第33卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.33 Suppl.1 2011年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2011 RH精炼过程中F钢洁净度控制 崔衡)✉陈斌王敏》刘风刚)青 靓》景明伟) 1)北京科技大学治金工程研究院，北京1000832)首钢技术研究院，北京100043 3)河北省首钢迁安钢铁有限责任公司，迁安064404 ✉通信作者，E-mail:cuiheng@usth.cdu.cn 摘要为了优化RH处理工艺、提高RH精炼后的F钢水洁净度，通过分析T[O]含量的变化研究了RH纯循环时间、镇静 时间、钢包顶渣氧化性对F钢洁净度的影响.实验结果表明：适当延长纯循环时间有利于钢液洁净度的提高，加T℉后保证 纯循环时间6~8in以上可使RH真空处理结束后钢液T[0]降至30×10以下；随着RH真空处理结束后镇静时间的延长， 中间包钢水T[0]含量总体呈下降趋势，镇静时间大于30min的炉次，T[0]可控制在35×10~6以下；RH结束后渣中T.Fe每 提高1%，平均A、T总损失会增加1.05×10-6min,其中A1损失率0.40×10-6min,i损失率0.65×10-6min. 关键词F钢：洁净度：精炼 分类号T℉769.4 Cleanliness control of IF steel during the RH refining process CUI Heng》☒，CHEN Bin2,WANG Min'',LIU Feng-gang,QING Jing,JING Ming-wei 1)Engineering Research Institute.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Shougang Technology Research Center,Shougang Corporation,Beijing 100043.China 3)Shougang Qian'an Iron Steel Co.Lid.Qian'an 064404,China Corresponding author,Email:cuiheng@ustb.edu.cn ABSTRACT The influences of RH circulation time after Ti alloying,holding time,and the T.Fe content in ladle slag on the T[O] content of IF steel were studied to optimize the RH process parameters and improve the cleanliness of IF steel after RH treatment.The results show that appropriately prolonging the circulation time is favorable for improving the cleanliness of IF steel.The T[O]content of molten steel after RH degassing can be decreased below 30 x10if the circulation time is more than 6-8min after Ti alloying.The T[O]content of molten steel in tundish generally decreases with increasing the holding time after RH treatment,and the T[O]content can be decreased below 35 x 10-when the holding time is more than 30 min.When the T.Fe content in ladle slag is increased by 1%,the average loss rate of Al and Ti is increased by 1.05 x10 min,wherein the loss rate of Al is 0.40 x10-6 min-!and that of Ti is0.65×l0-6min KEY WORDS IF steel;cleanliness:refining 目前很多钢材都要求具有较高的洁净度，降低 和夹杂物上浮去除控制.提高F钢的洁净度就是 钢水中夹杂物的数量可以减少钢材中缺陷的产 最大程度地减少脱氧产物及二次氧化产物的生成并 生1-.当结晶器中的全氧量低于0.0020%时，冷 增大夹杂去除效率.在RH精炼过程中，在生产允 轧钢板表面缺陷（线形缺陷和鼓包缺陷）的数量将许的时间内把碳降至极低范围的同时要求H脱碳 显著减少).随着钢中全氧含量的增加，钢中宏观 后的氧含量控制在尽可能低的程度，以减少钢中的 夹杂物的数量也显著增加).影响F钢中全氧含 夹杂物，提高F钢性能6-).转炉终点碳氧控制与 量的因素有很多，包括转炉终点碳氧含量的控制、RH脱碳过程中的碳氧控制在文献[8]中已详细讨 RH脱碳及脱氧控制、浇铸过程中二次氧化的控制、论，本文不再赘述.本文主要研究RH加铝脱氧后 收稿日期：201108一18
第 33 卷 增刊 1 2011 年 12 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 Suppl． 1 Dec． 2011 RH 精炼过程中 IF 钢洁净度控制 崔 衡1) 陈 斌2) 王 敏1) 刘风刚3) 青 靓3) 景明伟3) 1) 北京科技大学冶金工程研究院，北京 100083 2) 首钢技术研究院，北京 100043 3) 河北省首钢迁安钢铁有限责任公司，迁安 064404 通信作者，E-mail: cuiheng@ ustb． edu． cn 摘 要 为了优化 RH 处理工艺、提高 RH 精炼后的 IF 钢水洁净度，通过分析 T［O］含量的变化研究了 RH 纯循环时间、镇静 时间、钢包顶渣氧化性对 IF 钢洁净度的影响． 实验结果表明: 适当延长纯循环时间有利于钢液洁净度的提高，加 TiFe 后保证 纯循环时间 6 ～ 8 min 以上可使 RH 真空处理结束后钢液 T［O］降至 30 × 10 － 6 以下; 随着 RH 真空处理结束后镇静时间的延长， 中间包钢水 T［O］含量总体呈下降趋势，镇静时间大于 30 min 的炉次，T［O］可控制在 35 × 10 － 6 以下; RH 结束后渣中 T． Fe 每 提高 1% ，平均 Al、Ti 总损失会增加 1. 05 × 10 － 6 min － 1 ，其中 Al 损失率 0. 40 × 10 － 6 min － 1 ，Ti 损失率 0. 65 × 10 － 6 min － 1 ． 关键词 IF 钢; 洁净度; 精炼 分类号 TF769． 4 Cleanliness control of IF steel during the RH refining process CUI Heng1) ，CHEN Bin2) ，WANG Min1) ，LIU Feng-gang3) ，QING Jing3) ，JING Ming-wei 3) 1) Engineering Research Institute，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Shougang Technology Research Center，Shougang Corporation，Beijing 100043，China 3) Shougang Qian’an Iron ＆ Steel Co． Ltd． ，Qian’an 064404，China Corresponding author，Email: cuiheng@ ustb． edu． cn ABSTRACT The influences of RH circulation time after Ti alloying，holding time，and the T． Fe content in ladle slag on the T［O］ content of IF steel were studied to optimize the RH process parameters and improve the cleanliness of IF steel after RH treatment． The results show that appropriately prolonging the circulation time is favorable for improving the cleanliness of IF steel． The T［O］content of molten steel after RH degassing can be decreased below 30 × 10 － 6 if the circulation time is more than 6 ～ 8 min after Ti alloying． The T［O］content of molten steel in tundish generally decreases with increasing the holding time after RH treatment，and the T［O］content can be decreased below 35 × 10 － 6 when the holding time is more than 30 min． When the T． Fe content in ladle slag is increased by 1% ，the average loss rate of Al and Ti is increased by 1. 05 × 10 － 6 min － 1 ，wherein the loss rate of Al is 0. 40 × 10 － 6 min － 1 and that of Ti is 0. 65 × 10 － 6 min － 1 ． KEY WORDS IF steel; cleanliness; refining 收稿日期: 2011--08--18 目前很多钢材都要求具有较高的洁净度，降低 钢水中夹杂物的数量可以减少钢材中缺陷的产 生［1--4］． 当结晶器中的全氧量低于 0. 002 0% 时，冷 轧钢板表面缺陷( 线形缺陷和鼓包缺陷) 的数量将 显著减少［5］． 随着钢中全氧含量的增加，钢中宏观 夹杂物的数量也显著增加［1］． 影响 IF 钢中全氧含 量的因素有很多，包括转炉终点碳氧含量的控制、 RH 脱碳及脱氧控制、浇铸过程中二次氧化的控制、 和夹杂物上浮去除控制． 提高 IF 钢的洁净度就是 最大程度地减少脱氧产物及二次氧化产物的生成并 增大夹杂去除效率． 在 RH 精炼过程中，在生产允 许的时间内把碳降至极低范围的同时要求 RH 脱碳 后的氧含量控制在尽可能低的程度，以减少钢中的 夹杂物，提高 IF 钢性能［6--7］． 转炉终点碳氧控制与 RH 脱碳过程中的碳氧控制在文献［8］中已详细讨 论，本文不再赘述． 本文主要研究 RH 加铝脱氧后 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.s1.032
148 北京科技大学学报 第33卷 精炼过程中的F钢洁净度控制. 2 实验结果与分析 1实验方法 2.1纯循环时间对洁净度的影响 全氧含量为钢中溶解氧与夹杂物结合氧之和， RH加Al后钢液循环过程中钢液T[O]和[N] 铝镇静钢冶炼过程中，当钢液脱氧后，与溶解在钢中 含量变化如图1所示 的铝元素相平衡的溶解氧很低（约0.0003%）而且 240 波动不大，因此可以用全氧含量来表征钢中显微夹 220 杂物的水平.另外，由于全氧含量与宏观夹杂物数 量)和冷轧钢板表面缺陷的数量都有对应关系， 200 本文主要采用分析T[O]含量的变化来研究RH精 iFe 炼过程中F钢洁净度的影响因素 TIO 1.1纯循环实验 纯循环时间是指RH精炼过程中最后一批料加 [N 完到RH破空的时间间隔.首钢迁钢生产F钢采用 10152025 30 35 BOF一RH一CC工艺，加TiFe合金化后纯循环4~6 加铝后处理时间min min破空.为了研究纯循环时间对F钢洁净度的影 图1RH加Al后钢液T[O]和[N]含量的变化 Fig.1 Changes in contents of T[O]and [N]with time after Al ad- 响，本实验将加完TiFe后的纯循环时间延长至20 dition min,从加Al脱氧后到RH破空后每隔2min取一个 真空针式样，研究F钢在RH加A1后精炼过程中 如图1所示，RH加Al后，除加TFe和破空时 的钢液洁净度变化，从而确定最优纯循环时间. T[0]有所增加外，T[0]含量整体呈下降趋势.加 1.2镇静实验 Al后2min内钢液中T[0]迅速降低到230×10-6,4 RH真空处理后的镇静时间是指RH真空处理 min内降低到32×10-6，加入TiFe后，由于生成 结束至连铸开浇的时间间隔.。这段时间内渣/钢界 TiO,Al2.O3Ti0.等氧化物使得钢液中的T[0]上升 面相对平稳，A山，03夹杂通过上浮被顶渣吸收得以到48×10-6：纯循环6~8mim后降低到28×10-6， 进一步去除.根据Stocks定律，在静止钢液中脱氧 此后T[0]的降低缓慢，纯循环20min后T[0]降低 产物上浮到渣/钢界面所需的时间与脱氧产物尺寸 到24×10-6，在RH破空时钢液增氧最高达到10× 成反比，延长镇静时间可使更多、更小尺寸的夹杂物 10-6,这主要是由于真空室钢液回落至钢包时造成 得以去除.本实验针对RH处理工艺参数相同的不 渣/钢界面波动，导致空气卷人，并且由于界面波动 同镇静时间的炉次，用提桶取样器在中间包浇铸稳 加大了顶渣向钢液传氧的速度，使钢包顶层钢液的 定后取中包钢水样分析T[O],研究镇静时间对F T[0]含量有所上升；渣/钢界面随着时间延长趋于 钢洁净度的影响. 平稳，钢液中T[0]最低达到18×10-6.由图1可 1.3顶渣氧化性实验 知，加TFe后会使钢液T[O]升高，保证纯循环时间 高氧化性渣在F钢冶炼过程中会严重影响钢 6~8min以上可使钢液T[0]降至30×10-6以下， 液洁净度，恶化冷轧板表面质量9-0.一方面造成 如钢液温度和现场生产调度允许，适当延长纯循环 冶炼过程中Al、T元素的收得率下降；另一方面，二 时间有利于钢液洁净度的提高. 次氧化形成的夹杂物可能造成水口结瘤或残留在钢 精炼过程中[N]由加TiFe前的12×10~6增至 中最终影响冷轧板表面质量.为了研究不同顶渣氧 破空后的19×10-6.加TFe后钢液增[N]幅度较 化性对F钢洁净度的影响规律，进行一个浇次6炉 大，为5×10-6：破空后增[N]约2×10-6：纯循环过 实验，其中3炉次未进行出钢顶渣改质，另外3炉次 程中，[N]含量基本保持不变 在转炉出钢后向渣面上加一定量的高A1缓释脱氧 另外，对比图1中破空时的T[0]和[N]含量的 剂(A1的质量分数为50%)对顶渣进行改质，降低 变化可知，破空时钢液T[0]含量的升高主要源于 渣中T.Fe含量.在RH真空处理结束后取真空针 渣/钢界面波动时顶渣向钢液传氧.因此，降低顶渣 式样分析T[0]含量、取双厚度球拍样分析化学成 氧化性有利于减少RH破空时T[O]含量的升高. 分，在该炉次中间包浇铸后期取中间包钢水双厚度 2.2镇静时间对洁净度的影响 球拍样分析铝损和钛损. 选取RH脱碳结束后钢液自由氧含量相近的22
北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 精炼过程中的 IF 钢洁净度控制． 1 实验方法 全氧含量为钢中溶解氧与夹杂物结合氧之和， 铝镇静钢冶炼过程中，当钢液脱氧后，与溶解在钢中 的铝元素相平衡的溶解氧很低( 约 0. 000 3% ) 而且 波动不大，因此可以用全氧含量来表征钢中显微夹 杂物的水平． 另外，由于全氧含量与宏观夹杂物数 量［1］和冷轧钢板表面缺陷的数量［5］都有对应关系， 本文主要采用分析 T［O］含量的变化来研究 RH 精 炼过程中 IF 钢洁净度的影响因素． 1. 1 纯循环实验 纯循环时间是指 RH 精炼过程中最后一批料加 完到 RH 破空的时间间隔． 首钢迁钢生产 IF 钢采用 BOF—RH—CC 工艺，加 TiFe 合金化后纯循环 4 ～ 6 min 破空． 为了研究纯循环时间对 IF 钢洁净度的影 响，本实验将加完 TiFe 后的纯循环时间延长至 20 min，从加 Al 脱氧后到 RH 破空后每隔 2 min 取一个 真空针式样，研究 IF 钢在 RH 加 Al 后精炼过程中 的钢液洁净度变化，从而确定最优纯循环时间． 1. 2 镇静实验 RH 真空处理后的镇静时间是指 RH 真空处理 结束至连铸开浇的时间间隔． 这段时间内渣/钢界 面相对平稳，Al2O3 夹杂通过上浮被顶渣吸收得以 进一步去除． 根据 Stocks 定律，在静止钢液中脱氧 产物上浮到渣/钢界面所需的时间与脱氧产物尺寸 成反比，延长镇静时间可使更多、更小尺寸的夹杂物 得以去除． 本实验针对 RH 处理工艺参数相同的不 同镇静时间的炉次，用提桶取样器在中间包浇铸稳 定后取中包钢水样分析 T［O］，研究镇静时间对 IF 钢洁净度的影响． 1. 3 顶渣氧化性实验 高氧化性渣在 IF 钢冶炼过程中会严重影响钢 液洁净度，恶化冷轧板表面质量［9--10］． 一方面造成 冶炼过程中 Al、Ti 元素的收得率下降; 另一方面，二 次氧化形成的夹杂物可能造成水口结瘤或残留在钢 中最终影响冷轧板表面质量． 为了研究不同顶渣氧 化性对 IF 钢洁净度的影响规律，进行一个浇次 6 炉 实验，其中 3 炉次未进行出钢顶渣改质，另外 3 炉次 在转炉出钢后向渣面上加一定量的高 Al 缓释脱氧 剂( Al 的质量分数为 50% ) 对顶渣进行改质，降低 渣中 T． Fe 含量． 在 RH 真空处理结束后取真空针 式样分析 T［O］含量、取双厚度球拍样分析化学成 分，在该炉次中间包浇铸后期取中间包钢水双厚度 球拍样分析铝损和钛损． 2 实验结果与分析 2. 1 纯循环时间对洁净度的影响 RH 加 Al 后钢液循环过程中钢液 T［O］和［N］ 含量变化如图 1 所示． 图 1 RH 加 Al 后钢液 T［O］和［N］含量的变化 Fig． 1 Changes in contents of T［O］and ［N］with time after Al addition 如图 1 所示，RH 加 Al 后，除加 TiFe 和破空时 T［O］有所增加外，T［O］含量整体呈下降趋势． 加 Al 后 2 min 内钢液中 T［O］迅速降低到 230 × 10 － 6 ，4 min 内降低到 32 × 10 － 6 ，加入 TiFe 后，由于生成 TiOx、Al2O3 ·TiOx 等氧化物使得钢液中的 T［O］上升 到 48 × 10 － 6 ; 纯循环 6 ～ 8 min 后降低到 28 × 10 － 6 ， 此后 T［O］的降低缓慢，纯循环 20 min 后 T［O］降低 到 24 × 10 － 6 ，在 RH 破空时钢液增氧最高达到 10 × 10 － 6 ，这主要是由于真空室钢液回落至钢包时造成 渣/钢界面波动，导致空气卷入，并且由于界面波动 加大了顶渣向钢液传氧的速度，使钢包顶层钢液的 T［O］含量有所上升; 渣/钢界面随着时间延长趋于 平稳，钢液中 T［O］最低达到 18 × 10 － 6 ． 由图 1 可 知，加 TiFe 后会使钢液 T［O］升高，保证纯循环时间 6 ～ 8 min 以上可使钢液 T［O］降至 30 × 10 － 6 以下， 如钢液温度和现场生产调度允许，适当延长纯循环 时间有利于钢液洁净度的提高． 精炼过程中［N］由加 TiFe 前的 12 × 10 － 6 增至 破空后的 19 × 10 － 6 ． 加 TiFe 后钢液增［N］幅度较 大，为 5 × 10 － 6 ; 破空后增［N］约 2 × 10 － 6 ; 纯循环过 程中，［N］含量基本保持不变． 另外，对比图 1 中破空时的 T［O］和［N］含量的 变化可知，破空时钢液 T［O］含量的升高主要源于 渣/钢界面波动时顶渣向钢液传氧． 因此，降低顶渣 氧化性有利于减少 RH 破空时 T［O］含量的升高． 2. 2 镇静时间对洁净度的影响 选取 RH 脱碳结束后钢液自由氧含量相近的22 ·148·
增刊1 崔衡等：RH精炼过程中F钢洁净度控制 ·149. 炉次分析数据，不同炉次中间包钢液T[0]与镇静 渣中T.Fe有明显关系，当渣中T.Fe在10%以下 时间的关系如图2所示. 时，钢液平均T[0]为16×10-，T.Fe大于15%炉 70 次，T[0]量在20×10以上，因此，要控制RH结 束钢液T[0]在20×10以下，需控制渣中T.Fe在 50 10%以下. 40 ◆ 定义铝损失率为RH真空处理结束取样与中间 0 包取样的时间间隔内酸溶铝的减少量.A!损失率与 0 钢包顶渣中T.Fe的关系如图4所示.同理，定义钛 10 损失率，Ti损失率与渣中T.Fe的关系以及Al、Ti 总损失率与渣中T.Fe的关系分别如图5~6所示. 10 20 3040 50 镇静时间/min 1.3 ·试验值 图2中间包钢液T[0]与镇静时间的关系 1.2 一回归线y, Fig.2 Relationship between the T[O]content in tundish and the 11 holding time after RH treatment 1.0 由图2可知，随着镇静时间的延长，中间包钢液 0.9 T[0]含量总体呈下降趋势，镇静时间大于30min的 三 0.8 炉次，除1炉开浇炉外，T[0]都小于35×10-6，基本 07L 在(20~35)×10-6范围内波动，而且也没有随着镇 9 1011121314151617 T.Fe/% 静时间的延长继续下降。由此可得出，在目前迁钢 图4A1损失率与渣中T.Fe的关系 F钢生产工艺下，镇静时间最好大于30min,当然， Fig.4 Relationship between the loss rate of Al and the T.Fe content 镇静时间并不是越长越好，如果镇静时间过长，会 in ladle slag 有如下问题：一是镇静时间延长会导致钢液温度下 图4表明，钢液中Al损失率与渣中T.Fe成正 降，要保证连铸浇注温度需提高转炉出钢温度，此举 比，满足式(1)关系，相关系数为0.81.RH结束后 会影响转炉炉衬寿命；二是经过一定的镇静时间，大 渣中T.Fe每提高1%，平均A1损失率会增加0.40 尺寸的AL,0,夹杂物得到有效去除，且钢液温度下 ×10-6min 降过程中，其黏度不断增大，AL,0,夹杂物的去除效 Y1=A1+B,X(A1=0.39776±0.24705， 率亦不断下降。因此，要综合考虑不同厂的实际操 B,=0.05122±0.01852) (1) 作工艺，确定合理的镇静时间， 2.3顶渣氧化性对洁净度的影响 1.5 ★试验值 RH真空处理结束后钢液T[O]含量与RH顶 1.4 一回归线了 渣T.Fe含量的关系如图3所示 12 35 1.1 1.0F* 0.9 9 1011121314151617 T.Fe/% 20 图5Ti损失率与渣中T.Fe的关系 Fig.5 Relationship between the loss rate of Ti and the T.Fe content 10 in ladle slag 9.1011121314151617 RH结束渣中TFey% 图5表明，钢中Ti损失率与渣中T.Fe同样成 图3RH真空处理结束后钢液T[O]与顶渣T,Fe的关系 正比关系，满足式(2)，相关系数为0.72.RH结束 Fig.3 Relationship between T[O]in molten steel and T.Fe in ladle 后渣中T.Fe每提高1%，平均Ti损失率会增加 slag after RH degassing 0.65×10-6min. 图3表明，RH真空处理结束后钢液中T[O]与 Y2=A2+B2X(A2=0.65362±0.27606
增刊 1 崔 衡等: RH 精炼过程中 IF 钢洁净度控制 炉次分析数据，不同炉次中间包钢液 T［O］与镇静 时间的关系如图 2 所示． 图 2 中间包钢液 T［O］与镇静时间的关系 Fig． 2 Relationship between the T［O］ content in tundish and the holding time after RH treatment 由图 2 可知，随着镇静时间的延长，中间包钢液 T［O］含量总体呈下降趋势，镇静时间大于 30 min 的 炉次，除 1 炉开浇炉外，T［O］都小于 35 × 10 － 6 ，基本 在( 20 ～ 35) × 10 － 6 范围内波动，而且也没有随着镇 静时间的延长继续下降． 由此可得出，在目前迁钢 IF 钢生产工艺下，镇静时间最好大于 30 min． 当然， 镇静时间并不是越长越好． 如果镇静时间过长，会 有如下问题: 一是镇静时间延长会导致钢液温度下 降，要保证连铸浇注温度需提高转炉出钢温度，此举 会影响转炉炉衬寿命; 二是经过一定的镇静时间，大 尺寸的 Al2O3 夹杂物得到有效去除，且钢液温度下 降过程中，其黏度不断增大，Al2O3 夹杂物的去除效 率亦不断下降． 因此，要综合考虑不同厂的实际操 作工艺，确定合理的镇静时间． 2. 3 顶渣氧化性对洁净度的影响 RH 真空处理结束后钢液 T［O］含量与 RH 顶 渣 T． Fe 含量的关系如图 3 所示． 图 3 RH 真空处理结束后钢液 T［O］与顶渣 T． Fe 的关系 Fig． 3 Relationship between T［O］in molten steel and T． Fe in ladle slag after RH degassing 图 3 表明，RH 真空处理结束后钢液中 T［O］与 渣中 T． Fe 有明显关系，当渣中 T． Fe 在 10% 以下 时，钢液平均 T［O］为 16 × 10 － 6 ，T． Fe 大于 15% 炉 次，T［O］量在 20 × 10 － 6 以上． 因此，要控制 RH 结 束钢液 T［O］在 20 × 10 － 6 以下，需控制渣中 T． Fe 在 10% 以下． 定义铝损失率为 RH 真空处理结束取样与中间 包取样的时间间隔内酸溶铝的减少量． Al 损失率与 钢包顶渣中 T． Fe 的关系如图 4 所示． 同理，定义钛 损失率． Ti 损失率与渣中 T． Fe 的关系以及 Al、Ti 总损失率与渣中 T． Fe 的关系分别如图 5 ～ 6 所示． 图 4 Al 损失率与渣中 T． Fe 的关系 Fig． 4 Relationship between the loss rate of Al and the T． Fe content in ladle slag 图 4 表明，钢液中 Al 损失率与渣中 T． Fe 成正 比，满足式( 1) 关系，相关系数为 0. 81． RH 结束后 渣中 T． Fe 每提高 1% ，平均 Al 损失率会增加 0. 40 × 10 － 6 min － 1 ． Y1 = A1 + B1X ( A1 = 0. 397 76 ± 0. 247 05， B1 = 0. 051 22 ± 0. 018 52) ( 1) 图 5 Ti 损失率与渣中 T． Fe 的关系 Fig． 5 Relationship between the loss rate of Ti and the T． Fe content in ladle slag 图 5 表明，钢中 Ti 损失率与渣中 T． Fe 同样成 正比关系，满足式( 2) ，相关系数为 0. 72． RH 结束 后渣中 T． Fe 每提高 1% ，平均 Ti 损失率会增加 0. 65 × 10 － 6 min － 1 ． Y2 = A2 + B2X ( A2 = 0. 653 62 ± 0. 276 06， ·149·
150 北京科技大学学报 第33卷 B2=0.04255±0.02069) (2) 以下. 2.8 (3)当钢包顶渣中T.Fe在10%以下时，RH真 ◆试验俏 2.6 一线Y: 空处理结束后钢液平均T[0]为16×10-6，T.Fe大 2.4 于15%时，T[0]大于20×10-6 32 (4)RH结束后渣中T.Fe每提高1%，平均Al+Ti 2.则 总损失率将增加1.05×10-6min-1,其中Al损失率 1.8 为0.40×10-6min,Ti损失率为0.65×10-6 minl.要降低IF钢生产过程中Al和Ti的损失、提 6 91011121314151617 高钢液洁净度，需严格控制顶渣的氧化性 T.F 图6Al、Ti总损失率与渣中T.Fe的关系 参考文献 Fig.6 Relationship between the loss rate of Al Ti and the T.Fe content in ladle slag [1]International Iron and Steel Institute.IIS/Study on Clean Steel- State of the art and Process Technology in Clean Steelmaking. 图6为钢液中Al、Ti总损失率与渣中T.Fe的 Translated by The Chinese Society For Metals.Beijing:Metallur- 关系，满足式(3)，相关系数为0.86.结果表明，RH gical Industry Press.2006:54 (国际钢铁协会.洁净钢一洁净钢生产工艺技术.中国金属学 结束后渣中T.Fe量每提高1%，平均Al+Ti总损失 会译.北京：治金工业出版社，2006) 率会增加1.05×10-6min-. [2] Wuennenberg K.Oxide cleanness-a strong challenge for high Y3=A3+B3X(A3=1.05138±0.36784， quality steel products//Proceedings of 2008 International Symposi- B3=0.09377±0.02757) (3) um on clean Steel.Anshan:Chinese Society for Metals,2008:10 式(1)~(3)的相关值如表1所示. [3]Tang F P.Li D G.Liao X W.et al.Reviews and prospects of clean steel production practices in Ansteel.Iron Steel Res Int, 表1回归公式相关值 2011,18(Suppl2):9 Table 1 Correlation values of the regression equations [4]Huang ZZ.Zheng Y Y,Jiang X F,et al.Overview:development 编号 相关系数 标准差 样本数 of clean steel production at baosteel.Iron Steel Res Int,2011. 5 0.81038 0.12565 6 18(Suppl2):36 4y [5]Nakamura H.Kohira S.Kubota T,et al.Technology for produc- 0.71689 0.14041 6 tion of high quality slab at high speed casting//1992 Steelmaking Yo 0.86202 0.18709 6 Conference Proceedings.Warrendale:Iron and Steel Society, 1992:409 因此，要降低F钢生产过程中A、T的损失， [6]Jungreithmeier A,Pissenberger E.Burgstaller K,et al.Produc- 同时减少渣二次氧化产生的夹杂物，提高钢液洁净 tion of ULC IF steel grades at Voest-Alpine Stahl GmbH.Iron Steel 度，需严格控制顶渣的氧化性.转炉出钢后可通过 Technol..1996.1(4):41 一步渣改质将顶渣氧化性降低到10%以下，在RH [] Lee KK.Park J M.Chung J Y.et al.The secondary refining 真空处理结束后可采用RH顶渣二步改质使得渣中 technologies for improving the cleanliness of ultra low carbon steel at Kwangyang works.Ree Metall,1996.94(4):504 T.Fe进一步降低，减少镇静过程和浇铸过程中钢液 [8] Yue F.Cui H.LI P H,et al.Study on the optimum process of re- 的二次氧化. fining ULC steel by RH degasser.J Unir Sci Technol Beijing, 2009,31(Suppl1):53 3结论 (岳峰，崔衡，李朋欢，等.RH治炼超低碳钢的最优工艺研究 北京科技大学学报，2009,31(Suppl1):53) (1)适当延长RH加TFe后的纯循环时间有利 [9]Suda M.Suitou M.Hasunuma J.The advanced mass production 于钢液洁净度的提高，在目前F钢生产工艺下，加 system of ultra low carbon steel at KSC's Mizushima work//1992 TiFe后保证纯循环时间6~8mim以上可使RH真空 Steelmaking Conference Proceedings,Toronto.Warrendale:Iron 处理结束后钢液T[0]降至30×10-以下. and Steel Society.1992:229 101 Bommaraju R.Trump D.Chaubal P,et al.Ladle slag treatment (2)随着RH真空处理结束后镇静时间的延长， for production of ultra-ow carbon steels//1993 Steelmaking Con- 中间包钢水T[O]含量总体呈下降趋势，镇静时间 ference Proceedings,Dallas.Warrendale:Iron and Steel Society, 大于30min的炉次，T[0]可控制在35×10-6 1993.457
北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 B2 = 0. 042 55 ± 0. 020 69) ( 2) 图 6 Al、Ti 总损失率与渣中 T． Fe 的关系 Fig． 6 Relationship between the loss rate of Al + Ti and the T． Fe content in ladle slag 图 6 为钢液中 Al、Ti 总损失率与渣中 T． Fe 的 关系，满足式( 3) ，相关系数为 0. 86． 结果表明，RH 结束后渣中 T． Fe 量每提高 1% ，平均 Al + Ti 总损失 率会增加 1. 05 × 10 － 6 min － 1 ． Y3 = A3 + B3X ( A3 = 1. 051 38 ± 0. 367 84， B3 = 0. 093 77 ± 0. 027 57) ( 3) 式( 1) ～ ( 3) 的相关值如表 1 所示． 表 1 回归公式相关值 Table 1 Correlation values of the regression equations 编号 相关系数 标准差 样本数 Y1 0. 810 38 0. 125 65 6 Y2 0. 716 89 0. 140 41 6 Y3 0. 862 02 0. 187 09 6 因此，要降低 IF 钢生产过程中 Al、Ti 的损失， 同时减少渣二次氧化产生的夹杂物，提高钢液洁净 度，需严格控制顶渣的氧化性． 转炉出钢后可通过 一步渣改质将顶渣氧化性降低到 10% 以下，在 RH 真空处理结束后可采用 RH 顶渣二步改质使得渣中 T． Fe 进一步降低，减少镇静过程和浇铸过程中钢液 的二次氧化． 3 结论 ( 1) 适当延长 RH 加 TiFe 后的纯循环时间有利 于钢液洁净度的提高，在目前 IF 钢生产工艺下，加 TiFe 后保证纯循环时间 6 ～ 8 min 以上可使 RH 真空 处理结束后钢液 T［O］降至 30 × 10 － 6 以下． ( 2) 随着 RH 真空处理结束后镇静时间的延长， 中间包钢水 T［O］含量总体呈下降趋势，镇静时间 大于 30 min 的 炉 次，T［O］可 控 制 在 35 × 10 － 6 以下． ( 3) 当钢包顶渣中 T． Fe 在 10% 以下时，RH 真 空处理结束后钢液平均 T［O］为 16 × 10 － 6 ，T． Fe 大 于 15% 时，T［O］大于 20 × 10 － 6 ． ( 4) RH 结束后渣中 T． Fe 每提高1%，平均 Al + Ti 总损失率将增加 1. 05 × 10 － 6 min － 1 ，其中 Al 损失率 为 0. 40 × 10 － 6 min － 1 ，Ti 损 失 率 为 0. 65 × 10 － 6 min － 1 ． 要降低 IF 钢生产过程中 Al 和 Ti 的损失、提 高钢液洁净度，需严格控制顶渣的氧化性． 参 考 文 献 ［1］ International Iron and Steel Institute． IISI Study on Clean Steel— State of the art and Process Technology in Clean Steelmaking． Translated by The Chinese Society For Metals． Beijing: Metallurgical Industry Press，2006: 54 ( 国际钢铁协会． 洁净钢—洁净钢生产工艺技术． 中国金属学 会译． 北京: 冶金工业出版社，2006) ［2］ Wuennenberg K． Oxide cleanness—a strong challenge for high quality steel products/ /Proceedings of 2008 International Symposium on clean Steel． Anshan: Chinese Society for Metals，2008: 10 ［3］ Tang F P，Li D G，Liao X W，et al． Reviews and prospects of clean steel production practices in Ansteel． J Iron Steel Res Int， 2011，18( Suppl 2) : 9 ［4］ Huang Z Z，Zheng Y Y，Jiang X F，et al． Overview: development of clean steel production at baosteel． J Iron Steel Res Int，2011， 18( Suppl 2) : 36 ［5］ Nakamura H，Kohira S，Kubota T，et al． Technology for production of high quality slab at high speed casting / /1992 Steelmaking Conference Proceedings． Warrendale: Iron and Steel Society， 1992: 409 ［6］ Jungreithmeier A，Pissenberger E，Burgstaller K，et al． Production of ULC IF steel grades at Voest-Alpine Stahl GmbH． Iron Steel Technol，1996，1( 4) : 41 ［7］ Lee K K，Park J M，Chung J Y，et al． The secondary refining technologies for improving the cleanliness of ultra low carbon steel at Kwangyang works． Rev Metall，1996，94( 4) : 504 ［8］ Yue F，Cui H，LI P H，et al． Study on the optimum process of refining ULC steel by RH degasser． J Univ Sci Technol Beijing， 2009，31( Suppl 1) : 53 ( 岳峰，崔衡，李朋欢，等． RH 冶炼超低碳钢的最优工艺研究． 北京科技大学学报，2009，31( Suppl 1) : 53) ［9］ Suda M，Suitou M，Hasunuma J． The advanced mass production system of ultra low carbon steel at KSC’s Mizushima work / /1992 Steelmaking Conference Proceedings，Toronto． Warrendale: Iron and Steel Society，1992: 229 ［10］ Bommaraju R，Trump D，Chaubal P，et al． Ladle slag treatment for production of ultra-low carbon steels/ /1993 Steelmaking Conference Proceedings，Dallas． Warrendale: Iron and Steel Society， 1993． 457 ·150·