【導(dǎo)讀】為了進(jìn)一步提高技術(shù)水平、增加品種、提高產(chǎn)品附加值、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)行系統(tǒng)研究，明確國豐生產(chǎn)水平與國際、國內(nèi)先進(jìn)鋼廠相比所處的相對地位，以明了存在的差距和進(jìn)一步提高的方向，并優(yōu)化工藝與設(shè)備參數(shù)，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，實驗期間，國豐二鋼對其連鑄中間包進(jìn)行了優(yōu)化，同時中間包容。量也進(jìn)行了擴容。通過中間包改造前后的鑄坯研究，分析國豐鋼鐵公司生產(chǎn)的鋼。析，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施和優(yōu)化方案。

　　

【正文】 圖 39 SiO2Al2O3夾雜形貌及能譜 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 25 表 32 SiO2Al2O3夾雜成分表 成分 C O Na Al Si K Fe 含量 圖 310 SiO2Al2O3MgOCaOTiO2夾雜形貌及能譜 表 33 SiO2Al2O3MgOCaOTiO2夾雜成分表 成分 C O Na Mg Al Si K Ca Ti Mn Fe 含量 2） 改造后大型夾雜物形貌及成分分析 E129613 E129623 圖 311 改造后鑄坯中大型夾雜物形貌 改造后鑄坯中大型夾雜物形貌如圖 311 所示，含有不規(guī)則塊狀黃色透明夾雜及少量的球形夾雜。改造后夾雜物類型主要是 SiO2Al2O3MgOCaO復(fù)合夾雜、SiO2夾雜和 CaS 夾雜，以及少量 SiO2CaO 夾雜，分別占總夾雜物含量的 %、%、 %、 %。 夾雜物中 Si 含量為 %～ %， Al 含量為 %～%。 Ca 含量為 %～ %。 另外，夾雜物中含 K、 Na 的數(shù)量占總夾雜物數(shù)量的 50%，含 Mg 的夾雜物占總夾雜物數(shù)量的 25%。其形貌及能譜如圖 3131 314 和表 3 3 36 所示： 第 3 章 實驗結(jié)果分析 26 圖 312 SiO2CaO 復(fù)合夾雜形貌及能譜 表 34 SiO2 CaO 復(fù)合夾雜成分表 成分 C O Na Mg Al Si S Ca Fe 含量 圖 313 SiO2夾雜形貌及能譜 表 35 SiO2夾雜成分表 成分 C O Na Si Fe 含量 圖 314 CaS 夾雜形貌及能譜 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 27 表 36 CaS 夾雜成分表 成分 C O Na Mg S Cl K Ca Fe 含量 3） 改造前后大型夾雜物形貌及成分對比分析 鑄坯內(nèi)大型夾雜物主要成分為鈣鋁酸鹽和硅鈣酸鹽復(fù)合夾雜，此 外均含有SiO2夾雜和少的 CaSTiO2夾雜，其量如表 37 所示： 表 37 改造前后鋼中大型夾雜物成分對比（ %） 夾雜物類型 SiO2Al2O3MgOCaO 復(fù)合夾雜 SiO2CaOMgO 夾雜 SiO2夾雜 CaS 夾雜 CaSTiO2 夾雜 改造前 改造后 改造前后大型夾雜物含量分析 22133 22223 E129613 E1396230500100015002020鑄坯中大型夾雜物含量(mg/10kg) 圖 315 各爐次鑄坯中大型夾雜物含量 由 圖 315 可知， 22133 爐次 鑄坯中大型夾雜物含量為 ， 22223爐次鑄坯 中大型夾雜物含量為 ， E129613 爐次 鑄坯中大型夾雜物含量為 ， E129623 爐次 鑄坯中大型夾雜物含量為 。 由 22223 爐次鑄坯形貌圖及含量中分析出有明顯的卷渣現(xiàn)象，經(jīng)掃描電鏡能譜圖 39 分析可知含有 K 和 Na 元素，因此為結(jié)晶器保護渣卷渣。 第 3 章 實驗結(jié)果分析 28 改造前 改造后05101520253035改造前后鑄坯中大型夾雜物的含量（mg/Kg） 圖 316 中包改造前后鑄坯中 大型夾雜物平均含量 由圖 316 可知，改造前 鑄坯中大型夾雜物 平均 含量為 ， 改造后鑄坯 中大型夾雜物 平均 含量為 ， 改造后比改造前降低了 %。 改造前后大型夾雜物粒徑分析 對正常澆鑄時鑄坯中大型夾雜物進(jìn)行分級處理分析，不同粒徑夾雜物形貌圖如圖 31 318 所示： 300μm 300~140μm 140~80μm 圖 317 22223 鑄坯中不同粒徑大型夾雜物照片 300μm 300~140μm 140~80μm 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 29 圖 318 E129623 鑄坯中不同粒徑大型夾雜物照片 由表 38 所示，改造前鑄坯中 300μm、 300~140μm、 140～ 80μm的大型夾雜物占總夾雜物含量的 37%、 37%、 %。 改造后鑄坯中各級夾雜物分別占 44%、39%、 17%。 表 38 鑄坯中不同粒徑大型夾雜物含量 （ mg/10kg） 爐次 300μm 300~140μm 140~80μm 22133 改造前平均含量 E129613 E129623 改造后平均含量 300 μ m 300~140 μ m 140～80um02468101214鑄坯中不同粒徑大型夾雜物的含量（mg/kg） 改造前 改造后 圖 319 鑄坯中不同粒徑大型夾雜物平均含量 （ mg/10kg） 由圖 319 可知， 改造前鑄坯中 300μm、 300~140μm、 140～ 80μm的大型夾雜物含量 分別 為 mg/10kg、 mg/10kg、 ，改造后鑄坯中 相應(yīng)的 大型夾雜物含量 比 改造前 降低了 8%、 %、 48%。 中間包改造前后 顯微夾雜物分析 中間包改造前后顯微夾雜物形貌劑成分分析 中間包改造前后鑄坯顯微夾雜物主要為球形 SiO2CaOMnO 夾雜、SiO2Al2O3MnO 夾雜 、 SiO2夾雜、 Al2O3夾雜，部分夾雜物含有 MnS 夾雜，改 第 3 章 實驗結(jié)果分析 30 造前夾雜物分別占總夾雜物含量的 %、 %、 %、 少量 Al2O3夾雜，改造后夾雜物分別占總夾雜物含量的 43%、 %、 %、 29%。 其典型的形貌能譜圖如 320 至 323 及表 39 至 312 所示： 圖 320 SiO2CaOMnO 復(fù)合夾雜形貌及能譜 表 39 SiO2CaOMnO 復(fù)合夾雜成分表 成分 O Si Ca Ti Mn Fe 含量 圖 321 SiO2 Al2O3MnO 復(fù)合夾雜形貌及能譜 表 310 SiO2 Al2O3MnO 復(fù)合夾雜成分表 成分 O Al Si Ca Ti Mn 含量 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 31 圖 322 Al2O3夾雜形貌及能譜 表 311 Al2O3夾雜成分表 成分 C O Al Fe 含量 圖 323 SiO2夾雜形貌及能譜 表 312 SiO2夾雜成分表 成分 O Si Ca Mn Fe Mo 含量 中間包改造前后顯微夾雜含量變化 改造前 2213 22223 爐次鑄坯中顯微夾雜含量分布為圖 32 325： 第 3 章 實驗結(jié)果分析 32 1 2 3 4 5 6 7 8203040506070 鑄坯中顯微夾雜數(shù)量　個／ｍｍ２67 . 6723 . 37 圖 324 22133 爐次鑄坯中顯微夾雜含量分布 1 2 3 4 5 6 7 83040506070 鑄坯中顯微夾雜數(shù)量　個／ｍｍ２ 69 . 8429 . 68 圖 325 22223 爐次鑄坯中顯微夾雜含量分布 22133 爐次鑄坯中顯微夾雜物含量最高在離外弧最近處 ,含量為 個/mm2；含量最低位于鑄坯中心附近，含量為 個 /mm2。鑄坯中顯微夾雜物平均含量為 個 /mm2。 22223 爐次鑄坯中顯微夾雜物含量最高在鑄坯中心附近 ,含量為 個/mm2；含量最低位于鑄坯 1/4 附近， 含量為 個 /mm2。鑄坯中顯微夾雜物平均含量為 個 /mm2。 改造后 E12961 E231203 爐次鑄坯中顯微夾雜含量分布為 圖 32 327： 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 33 1 2 3 4 5 6 7 820253035404550 鑄坯中顯微夾雜數(shù)量　個／ｍｍ２48 . 9722 . 77 圖 326 E129613 爐次鑄坯中顯微夾雜含量分布 1 2 3 4 5 6 7 8152025303540 鑄坯中顯微夾雜數(shù)量 個/mm2 36 . 3816 . 35 圖 327 E231203 爐次鑄坯中顯微夾雜含量分布 E129613 爐次鑄坯中顯微夾雜物含量最高在鑄坯中心附近 ,含量為 個/mm2； 含量最低位于內(nèi)弧附近 ，含量為 個 /mm2。 鑄坯中顯微夾雜物平均含量為 個 /mm2。 E231203 爐次鑄坯中顯微夾雜物含量最高在鑄坯 1/4 附近 ,含量為 個/mm2； 含量最低位于內(nèi)弧附近，含量為 個 /mm2。 鑄坯中顯微夾雜物平均含量為 個 /mm2。 第 3 章 實驗結(jié)果分析 34 22 13 3 22 22 3 E 12961 3 E 23120 3010203040 鑄坯中顯微夾雜平均數(shù)量 個/mm2 40 . 1142 . 6328 . 6425 . 56 圖 328 鑄坯中顯微夾雜平均含量 由圖 328 可知，中間包改造前鑄坯中顯微夾雜物平均含量為 個 /mm2,改造后鑄坯中顯微夾雜物平均含量為 個 /mm2；與改造前相比，顯 微夾雜含量降低 %。 鑄坯的內(nèi)部組織分析 檢驗室經(jīng)常用熱酸低倍檢驗方法來檢驗鋼的內(nèi)部質(zhì)量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)評定鋼的內(nèi)部缺陷級別，判斷鋼的質(zhì)量優(yōu)劣。 鑄坯缺陷檢驗結(jié)果分析 Q195 鋼碳含量相對較低，屬于非裂紋敏感性鋼種，該鋼種的低倍組織往往柱狀晶過分發(fā)達(dá)，隨著 鑄坯斷面的增大，鑄坯的中心疏松、縮孔和裂紋傾向會進(jìn)一步加大。 本實驗主要以鑄坯的中心質(zhì)量為研究對象。 圖 329 為中間包改造前四個爐次的鑄坯橫斷面及部分鑄坯的縱切面低倍檢驗結(jié)果，其中圖 a、 b、 c、 d 分別對應(yīng)的爐號為 2250 2274 22133 和 22223。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 35 (a) (b) (c) (d) 第 3 章 實驗結(jié)果分析 36 圖 329 中間包改造前鑄坯的低倍檢驗 從圖 329 中可以看出， a、 b 兩圖對應(yīng)爐次的鑄坯中間柱狀晶發(fā)達(dá)，中心疏松及縮孔問題嚴(yán)重，相比較而言 ， c、 d 兩圖對應(yīng)爐次的鑄坯柱狀晶區(qū)較 a、 b 兩圖要小，柱狀晶不如 a、 b 兩圖對應(yīng)爐次鑄坯發(fā)達(dá)，因此中心疏松及縮孔情況有所改善，且并未出現(xiàn)連續(xù)的大面積縮孔。 圖 330 為中間包改造后七個爐次的鑄坯橫斷面及部分鑄坯的縱切面低倍檢驗結(jié)果，其中圖 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 分別對應(yīng) 的爐號為 2961 2962 29623120 3120 29613 和 31201。 (a) 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 37 (b) (c) (d) 第 3 章 實驗結(jié)果分析 38 (e) (f) (g) 圖 330 中間包改造后鑄坯低倍檢驗 從圖 330 中可以看出，中包改造后的七塊鑄坯低倍結(jié)果中， a、 b、 c、 d 對應(yīng)爐次鑄坯的中心疏松及縮孔嚴(yán)重，而 e、 f、 g 對應(yīng)的爐次鑄坯中心質(zhì)量稍好。河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 39 結(jié)果表明發(fā)達(dá)的柱狀晶更易導(dǎo)致鑄坯中心疏松及縮孔的產(chǎn)生。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 40 結(jié) 論 （ 1）中間包改造前鑄坯樣中平均全氧含量為 ，中間包改造后鑄坯樣中平均全氧含量為 138ppm， 比改造前減少了 。 中間包改造前鑄坯樣中平均氮含量為 ， 中間包改造后鑄坯樣中平均氮含量為 ，相比改造前升高了 ； 中間包改造后有利于夾雜物上浮，鋼液發(fā)生二次氧化，應(yīng)當(dāng)采取保護澆注措施； （ 2）改造前后鑄坯中含有大量的尺寸較大的黑色和黃色透明不規(guī)則塊狀夾雜及少量的球形夾雜物；改造前 SiO2Al2O3MgOCaO 復(fù)合夾雜占夾雜物總量的%， SiO2CaOMgO 夾雜占夾雜物總量的 %， 改造后相應(yīng)夾雜物分別降低 %、 %； （ 3）改造前 鑄坯中大型夾雜物 平均 含量