钙处理对DZ2高速铁路车轴钢中夹杂物的影响

作     者：鲍道华 成国光 张锦文 王之香 李伟 李尧 张涛 BAO Daohua;CHENG Guoguang;ZHANG Jinwen;WANG Zhixiang;LI Wei;LI Yao;ZHANG Tao

作者机构：北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083 山西太钢不锈钢股份有限公司技术中心山西太原030003 

出 版 物：《钢铁》 (Iron and Steel)

年 卷 期：2024年第59卷第7期

页      面：66-74页

核心收录：

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主　　题：DZ2车轴钢 钙处理 夹杂物 精炼 连铸坯 

摘      要：采用钙处理来改善铝脱氧DZ2高速铁路车轴钢在连铸过程中的可浇性。为此,向钢中添加不同含量的钙,并利用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)观察和统计冶炼过程和连铸坯中夹杂物的形貌、类型和尺寸,通过这些观察和统计结果研究钢中夹杂物的演变规律以及钙含量对夹杂物的影响。研究表明,低喂钙量钢A和高喂钙量钢B的冶炼过程中夹杂物的演变规律大致相同。从LF结束到中间包这一阶段中,夹杂物由低CaO含量的Al_(2)O_(3)-CaO-MgO类夹杂物逐渐转变为高CaO含量的CaO-Al_(2)O_(3)-MgO类夹杂物,但是在钢B的中间包中还存在较多的CaO类夹杂物。在钢A的连铸坯中,夹杂物主要为在钢液降温和凝固过程中形成的小尺寸、低CaO含量的Al_(2)O_(3)-CaO-MgO类夹杂物,只存在少量来源于精炼过程中的大尺寸(10μm)、高CaO含量的CaO-Al_(2)O_(3)-MgO类夹杂物。而在钢B的连铸坯中,夹杂物主要为钙处理后形成的CaO类夹杂物,且这些夹杂物的尺寸较大。在钢A和钢B中,夹杂物的类型和尺寸存在差异的原因与钢中钙含量有关。只有合理的钙含量才能将钢中的Al_(2)O_(3)类夹杂物改质为纯液态夹杂物,过高的钙含量会导致CaO和CaS类固态夹杂物的出现。FactSage热力学软件的计算结果表明,在DZ2车轴钢中,钙处理时钢中的最佳钙质量分数为0.0005%~0.0018%。需要谨慎地进行钙处理来确保钢液的可浇性,同时也需要优化冶金工艺来去除钙处理后以及在其他精炼阶段形成的大尺寸液态CaO-Al_(2)O_(3)-MgO类夹杂物。