稀土加入工艺对钢中稀土及硫分布的影响.doc

　　稀土在钢中的应用，我国始于60年代。发展至今，经历了炉内加入、冲入、包中压入、模内吊挂、连铸结晶器喂丝、中注管喂丝、钢包喷粉等工艺的演变。通过实践的验证一部份加入工艺被淘汰，另一部分得到发展。本文主要是结合目前应用较为成熟的模内吊挂、连铸喂丝、钢包喂线、包中加入以及新开发出的精炼过程稀土加入工艺开展研究工作，通过大量的实验，分析比较了经上述工艺处理后，钢中稀土及硫的分布，找出试验钢经不同工艺处理后钢中稀土及硫的分布规律。 1　试验用料及方法 1.1　试验用料　　试验用料是正常生产的平炉及电炉冶炼的材料，钢种为20MnVB、25MnTiB、H13、SN2025、ZF6、ZF7、521、GCr15、37CrMnMo以及C4等。1.2　稀土种类　　试验中所采用的稀土是以La、Ce为主的混合稀土金属棒、金属丝，稀土总量大于98%；稀土包芯线中所含稀土在7%～15.8%。1.3　研究方法　　结合包中加入、模内吊挂、连铸喂丝、钢包喂线及精炼过程中稀土的加入方法，分别针对不同的研究对象进行工艺对比试验，取实际生产钢样，研究分析不同工艺处理后，稀土及硫在钢中的分布特性以及分布规律。 2　试验结果 2.1　稀土加入工艺对钢中稀土分布的影响　　对不同稀土加入工艺处理的钢种，分别取不同部位的试验用料，通过分析测试，结果表明，经不同的稀土处理工艺处理后，稀土在钢中的分布及其分布的参数存在着较大的差异，为此引入偏析系数C及变异系数V来表述元素在钢中分布特性(偏析系数C=(实际分析值-样本均值)/样本均值，变异系数V=样本的标准差/样本均值)，图1～2分别示出了稀土在钢中的分布、偏析及变异情况。 图1　稀土处理工艺对钢中稀土分布的影响Fig.1　Effect of rare earths adding process on distribution of rare earths in top, middle and bottom of ingot 图2　稀土处理工艺对稀土含量变异系数V及标准差S的影响Fig.2　Effect of rare earths adding process on coefficient of variability (V) and standard deviation (S) of rare earths content 　　图1～2显示出采用包中加入工艺、吊挂加入工艺处理的钢种，稀土分布不均匀，偏析及变异系数波动范围宽，在钢锭中分布的标准偏差值大；而采用连铸喂丝、钢包喂线工艺处理的钢种，稀土分布较均匀、偏析及变异系数的变化范围较窄；精炼过程中进行加稀土处理的钢种，稀土分布均匀，偏析及变异系数波动范围窄，稀土在钢锭中分布的标准偏差值小。由试验结果可知，试验钢采用精炼过程稀土加入工艺处理的效果最佳，采用连铸喂丝、钢包喂线工艺处理的效果次之，吊挂加入工艺处理的效果较差，包中加入工艺处理的效果最差。2.2　稀土加入工艺对钢中硫分布的影响　　将测试数据分析处理后得到图3～4，从图中可看出硫在钢中的分布、偏析及变异情况。表明采用包中加入工艺、吊挂加入工艺处理的钢种，硫在钢中分布不均匀，偏析及变异系数波动范围宽，在钢锭中分布的标准偏差值大；而采用连铸喂丝、钢包 喂线工艺处理的钢种，硫的分布较均匀、偏析及变异系数的变化范围较窄；精炼过程稀土加入工艺处理的钢种，硫的分布均匀，偏析及变异系数波动范围窄，在钢锭中分布的标准偏差值小。试验结果表明，试验钢采用精炼过程稀土加入工艺处理的效果最佳，采用连铸喂丝、钢包喂线工艺处理的效果次之，吊挂加入工艺处理的效果较差，包中加入工艺处理的效果最差。 图3　稀土处理工艺对钢中硫分布的影响Fig.3　Effect of rare earths adding process on distribution of sulphur in top,middle and bottom of ingot 图4　稀土处理工艺对硫含量变异系数及标准差的影响Fig.4　Effect of rare earths adding process on coefficient of variability (V)and standard deviation (S) of sulphur content 3　分析讨论 　　钢中稀土处理技术可划分为3种方式，即前期加入、后期加入和中期加入。前期加入指炉内和出钢过程中加入，包括炉内加入、冲入、包中压入、喷粉等处理工艺；后期加入指浇注过程中的加入，包括模内吊挂、结晶器喂丝、锭模内延迟加入等处理工艺；中期加入包括钢包喂线、精炼过程中的加入。　　经过试验比较，前期加入工艺，稀土主要起脱氧、脱硫作用；稀土利用率低，在钢中的分布不均匀而且稳定性差，生成