高压锅炉钢的非金属夹杂物研究

　　高压锅炉器钢是天津钢管集团有限公司(以下简称天管)生产的主要产品之一，其使用的特殊性决定了其必须有很高的洁净度。为全面了解本钢种连铸圆坯的洁净度水平及主要影响因素，本试验通过现场取样及实验室分析检验，对其生产全过程钢中夹杂物的行为进行了系统分析和研究，弄清了钢中夹杂物的主要来源、组成及演变规律，找出了影响铸坯清洁度的主要因素，并提出了有针对性的工艺改进措施。

　　1试验研究方法

　　1.1 生产工艺

　　天管生产工艺流程为：废钢+海绵铁+铁水→EAF/VD→LF→喂CaSi线→CC，中间包公称容量30 t，大包到中间包采用全程吹氩保护长水口浇铸，中间包到结晶器采用浸入式水口保护浇注，铸坯直径310 mm。

　　1.2试验方法

　　1.2.1 采用示踪剂追踪夹杂物的来源

　　试验研究证明，采用示踪剂可以有效地判断钢中非金属夹杂物的来源[1]。本试验在电炉出钢1/3～1/2时向钢包中加入渣量8%的BaC03、中间包覆盖剂中配人覆盖剂量8%的Ce02，中间包涂料中配入8%的La203，结晶器保护渣利用本身含有的Na20、K20作为示踪剂来追踪铸坯中夹杂物的来源。

　　1.2.2全过程系统取样

　　试验过程选取一个浇次(5炉)分别在电炉出钢后、LF处理前后、vD喂线后、中间包钢水和铸坯上取大样和小样。

　　1.2.3采用多种分析手段进行综合评价

　　钢样和渣样的化学成分采用常规的化学分析方法，钢中总氧和氮采用远红外脉冲法分析，非金属夹杂物采用大样电解法、金相法结合扫描电镜和电子探针等手段检测。

　　2试验结果和分析

　　2.1 钢中总氧含量变化

　　钢中总氧含量包括自由氧和结合氧。自由氧是指溶解于钢液中的氧，结合氧是指存在于钢中各种氧化物中的氧。一般用钢中T.0来评价钢的洁净度水平。本次试验钢12CrlMoVG各工序的T.O含量平均变化见表1。

　　从表1可知，经过LF处理后钢水的平均ω(T.0)由58×10—6降为44×10-6，降低了24.14%，VD处理后ω(T.O)降为15×10-6，较LF后降低了65.91%，说明LF、VD处理对提高钢水洁净度效果明显;中间包ω(T.O)有所上升，说明从钢包到中间包保护浇注的密封性不好，存在少量二次氧化现象;连铸坯氧含量由高到低依次为头坯>尾坯>中间坯>正常坯。

　　2.2各工序钢中的显微非金属夹杂物

　　钢中夹杂物按尺寸大小可简单分为显微夹杂物和大型夹杂物两种[2-3]，显微夹杂物指尺寸小于50μm可以在金相显微镜下观察到的夹杂物，大型夹杂物指尺寸大于50μm，一般通过大样电解法分离提取后进行观察的夹杂物。