27SiMn钢夹杂物特征及控制工艺优化

27SiMn钢中高熔点夹杂物是引起探伤缺陷的主要原因.为了进一步控制27SiMn钢中夹杂物,对国内某钢铁企业"BOF→ LF→CC"工艺流程生产的27SiMn钢进行研究.采用分阶段取样方式分别在LF进站、钙处理前、软吹后、中间包及铸坯中提取试样,探究27SiMn钢中各工序夹杂物的特征.结果表明,LF精炼过程中,夹杂物主要以MgO-Al2O3、硅酸盐及Al2O3-CaO-MgO夹杂物为主;在软吹及浇注阶段,主要以(CaS)-Al2O3-MgO-SiO2-CaO系为主,同时钢液内存在大量CaS颗粒,表明钙处理后钢液内仍存在高熔点夹杂物.在此基础上,研究了 27SiMn钢液内CaS及钙铝酸盐类夹杂物的热力学形成机理.发现钢液中w([Al])为0.022％时,钢液w([Ca])控制在0.001 3％～0.003 5％有利于12CaO·7Al2O3生成;同时,为防止在钢液内大量生成CaS,阻碍Al2O3夹杂物转变为12CaO·7Al2O3,w([S])应控制在0.001 5％～0.003 9％.基于夹杂物特征研究和热力学计算,提出工艺优化方案,调整精炼渣碱度至3.2以上,增加渣系硫容量,同时将渣中w((Al2O3))由10％～11％提高至13％以上,促进炉渣流动性;减少铝块脱氧剂的加入,由130 kg/炉降至120 kg/炉;进行轻钙处理操作,硅钙线喂入量由400 m/炉减少至200 m/炉.并进行了工业优化试验,发现软吹后钢液内w([Ca])约为0.002 4％,连铸阶段进一步降至0.001 8％左右,w([S])控制在0.002％左右;在Al2O3-SiO2-CaO-(8％)MgO体系中,夹杂物平均成分由1 600～1 800 ℃高熔点区进入到1 400～1 500 ℃液相区,钙处理效果显著改善,提高了钢材质量.