摘要: Q345R钢常用于制造压力容器和锅炉,由于其通常在高温、高压或腐蚀性的环境中服役,因此对力学性能以及抗腐蚀性有很高的要求。钢中夹杂物的存在会恶化钢材的性能,严重影响设备的服役安全性和使用寿命。了解非金属夹杂物在Q345R钢精炼与浇铸过程中的形成机制、演变规律是优化夹杂物控制工艺的前提。为此通过工业试验研究了Q345R钢精炼和浇铸过程夹杂物的演变规律,并结合FactSage 8.3热力学软件讨论了钙处理、二次氧化以及冷却凝固对夹杂物演变的影响。试验结果表明,LF精炼结束至VD破空时,钢中夹杂物由MgO-Al2O3,CaO-Al2O3-MgO(-CaS)以及少量CaO-CaS转变为液态CaO-Al2O3-MgO,夹杂物数量密度由53.58 个/mm2下降为10.98 个/mm2,去除率高达79.51%;经过钙处理后,夹杂物转变为CaO-Al2O3-MgO(-CaS)以及少量CaO-CaS,夹杂物中Al2O3质量分数减少到35.10%,CaS质量分数上升至20.61%;软吹至大包浇铸5 min时,钢液发生了严重二次氧化,夹杂物由CaO-Al2O3-MgO(-CaS)以及少量CaO-CaS转变为CaO-Al2O3-MgO和MgO-Al2O3,数量密度由22.59个/mm2增加至53.77个/mm2,平均尺寸由1.95 μm降低至1.56 μm;铸坯试样中,由于CaS大量析出,夹杂物主要为MgO-Al2O3,CaO-Al2O3-MgO(-CaS),CaO-CaS以及少量MgO。此外,通过热力学计算,提出了钙处理时新的夹杂物改性目标,即窗口3(钢水w(T.Ca)=0.001 8%~0.002 8%),详细分析了钢中T.O、T.S和Alt对该夹杂物改性窗口的影响,并与以往的夹杂物改性窗口进行了对比,发现在钙处理前应尽量降低钢液中T.O含量,在保证钙处理效果的同时,还可以有效降低成本。