低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯長度方向上T.O和夾雜物的分布規(guī)律研究

舒宏富，劉啟龍，程鎖平

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司 安徽馬鞍山 243000）

SPHD深沖鋼因屈服強度低、伸長率高、沖壓性能好，用于汽車及家電制造行業(yè)的具有一定變形程度的深沖零件，對夾雜物要求較高。連鑄澆次開始一般需要切頭，切頭后的第一塊鑄坯是否需要降級使用是降本增效和避免產(chǎn)品缺陷的關(guān)鍵問題。關(guān)于鑄坯T.O和夾雜物分布規(guī)律研究較多［1］-［5］，但基本上是集中于研究夾雜物在鑄坯厚度和寬度方向上的分布規(guī)律，而鑄坯長度方向上夾雜物的分布規(guī)律研究較少。首鋼進行了IF鋼頭坯長度方向上的潔凈度定量研究［6］，為鑄坯的分級利用提出了具體指導(dǎo)。邯鋼也做過類似研究［7］，提出了鑄坯切割優(yōu)化措施。

本文對比研究了低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯火焰清理前后沿長度方向上的全氧含量及夾雜物數(shù)量、尺寸的差異，為確定合適的切頭長度和處置利用第一塊鑄坯提供了依據(jù)。

1 試驗方法

試驗鋼種為“轉(zhuǎn)爐-RH-雙流板坯連鑄”工藝生產(chǎn)的SPHD低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼。取連鑄澆次第一爐鋼水的每流切頭500 mm后的第一塊鑄坯，將其中一塊鑄坯進行火焰清理（扒皮），清理深度為3mm。每塊鑄坯沿長度方向每隔500 mm取樣加工成夾雜物分析試樣和氧氮分析試樣。

采用氧氮分析儀（HORIBA EMGA-620W）檢測全氧，試樣尺寸Ф5 mm×50 mm。采用ASPEX夾雜物自動檢測儀分析夾雜物。該儀器配有MQA軟件，能自動保存每一個夾雜物的成分、尺寸、面積、形貌等。本文所述試樣的檢測面積為120 mm2，并定義“夾雜物數(shù)量密度”為每個試樣的所有夾雜物數(shù)量之和與試樣檢測面積的比值，單位為個/mm2；“夾雜物面積率”為每個試樣的所有夾雜物面積之和與試樣檢測面積的比值，單位為μm2/mm2。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 鑄坯T.O含量

在拉坯方向上，SPHD低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的鑄坯T.O含量如圖1所示。從圖中可以看出：隨著拉坯長度的增加，鑄坯T.O含量逐漸降低，坯頭T.O含量比坯尾的高15 ppm-20 ppm。未火焰清理鑄坯在前2000 mm內(nèi)，鑄坯T.O仍在30 ppm以上；火焰清理后，鑄坯T.O含量下降約5 ppm。

2.2 鑄坯夾雜物數(shù)量密度及面積率

在拉坯方向，該鋼種的鑄坯夾雜物數(shù)量密度、面積率如圖2所示?？梢钥闯觯弘S著拉坯長度的增加，鑄坯夾雜物數(shù)量密度和面積率減小。火焰清理后的鑄坯夾雜物數(shù)量密度和面積率波動較小。

圖1 拉坯方向鑄坯氧含量變化

2.3 夾雜物尺寸及大夾雜物數(shù)量

在拉坯方向上，該鋼種的鑄坯夾雜物數(shù)量及尺寸統(tǒng)計，如表1所示。鑄坯夾雜物的最大尺寸和平均尺寸如圖3所示。

由表1和圖3可以看出：鑄坯火焰清理前后的夾雜物平均尺寸相當(dāng)，都在5μm-6μm之間。未經(jīng)火焰清理的鑄坯中，尺寸＞40μm的夾雜物數(shù)量明顯多于火焰清理鑄坯，并隨機存在尺寸100μm以上的大型夾雜物，尤其是在鑄坯長度的前3500 mm范圍內(nèi)?；鹧媲謇砗?，鑄坯中＞40μm以上的夾雜物顯著減少且波動小，未見100μm以上的夾雜物。這也是火焰清理后鑄坯夾雜物面積率大幅下降的原因。

圖2 鑄坯夾雜物數(shù)量密度和面積率

表1 拉坯方向上鑄坯夾雜物數(shù)量及尺寸

圖3 鑄坯夾雜物的最大尺寸和平均尺寸

2.4 鑄坯大型夾雜物的形貌與成分

在未經(jīng)火焰清理鑄坯的前1000 mm范圍內(nèi)，其存在較多的100μm以上的大型夾雜物，在3500 mm-4000 mm位置也仍然會少量出現(xiàn)；而火焰清理后鑄坯未見100μm以上的夾雜物，由此說明，火焰清理可以消除存在于表層3 mm內(nèi)的大型夾雜物。大型夾雜物主要為簇狀的Al2O3和卷渣類的Al2O3-SiO2-CaO復(fù)合氧化物夾雜，其形貌如圖4所示（從左往右編號依次為1-7），其主要成分如表2所示。

圖4 鑄坯大型夾雜物的形貌

3 結(jié)論

隨著拉坯長度的增加，鑄坯T.O含量逐漸降低，鑄坯夾雜物數(shù)量密度和面積率減小?；鹧媲謇恚ò瞧ぃ┖?，鑄坯＞40μm以上的夾雜物顯著減少，未見100μm以上的夾雜物。

因澆次頭坯的前3500 mm范圍內(nèi)存在100μm以上的夾雜物，需降級使用。建議切頭增至4000 mm或仍然保持切頭500 mm并進行火焰清理（扒皮）后用于同鋼種軋制。