油管用钢36Mn2V及37Mn5水平连铸坯洁净度研究

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本文对生产油管的原材料36Mn2V及37Mn5水平连铸坯的洁净度进行了较为系统深入的研究。利用氧氮分析仪、金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、电子探针、大样电解、示踪剂跟踪及化学分析等技术,考察了LF精炼前后、中间包钢水和铸坯及钢管中的T[O]和[N]、显微夹杂物和大型夹杂物的变化规律,确定了夹杂物的类型、组成、形貌和来源,取得了以下主要研究成果:1)36Mn2V水平连铸坯的T[O]为39.6ppm,[N]为60.7ppm,显微夹杂物相对个数为15.81个/mm2。37Mn5水平连铸坯的T[O]为39.1ppm,[N]为67ppm,显微夹杂物相对个数为16.02个/mm2。36Mn2V和37Mn5钢坯中大型夹杂物数量为16.0mg╱10kg。以上数据表明,36Mn2V和37Mn5水平连铸坯的洁净度水平一般。由于电炉终点钢水过氧化严重,钢中[O]含量很高,脱氧反应形成的氧化物夹杂多,且采用Si脱氧方式不利于SiO2夹杂物的上浮。另外,LF炉渣吸附夹杂物能力较低,导致LF钢水中大型夹杂物含量高;浇注过程中存在钢水二次氧化、钢包下渣、中间包保护渣卷渣现象,而且中间包保护渣吸附夹杂能力差,因此铸坯中大型夹杂物数量较高。2)铸坯断面垂直方向上,中心部位显微夹杂物数量最多,其次为下部1/2半径处及上边部,下边部显微夹杂物最少。在铸坯断面水平方向上,显微夹杂物呈中心对称分布,在1/2半径处夹杂物最多,其次是中心部位,边部最少。3)铸坯中显微夹杂物包括硅酸盐、硅铝酸盐、铝酸钙、镁铝尖晶石、硫化物、三氧化二铝和二氧化硅等类型。显微夹杂物的来源主要是脱氧产物及二次氧化产物,其次是硫化物、耐火材料侵蚀脱落产物,少量为卷渣。4)铸坯中大型夹杂物主要是硅铝酸盐、钙硅铝酸盐、钙镁硅铝酸盐、二氧化硅、三氧化二铝、镁铝尖晶石等。大型夹杂物的来源主要是中间包保护渣卷渣、钢包下渣和钢水脱氧产物,少部分为耐火材料侵蚀脱落产物。5)LF精炼对钢的洁净度有一定贡献,但其效果有待于进一步提高,主要与电炉终点控制、钢水脱氧工艺及LF精炼渣系选用等因素有关。中间包工序是决定连铸坯质量的关键,由于水平连铸装置的特殊结构,中间包去除夹杂物的能力十分有限,而结晶器内夹杂物无法去除,因而铸坯洁净度水平不高。
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