低碱度顶渣控制帘线钢中CaO-SiO2-Al2O3-MgO类夹杂物成分的实验研究

在实验室中用高温管式炉对用工业纯铁配制的帘线钢进行脱氧和顶渣熔炼,研究了炉渣成分对夹杂物成分的影响.在炉渣碱度一定的情况下,随着炉渣中Al2O,含量的增加,夹杂物中的Al2O,含量也随之增加.当炉渣中的Al2O,含量低于8%时,夹杂物中的成分在塑性区.通过控制脱氧条件和顶渣成分可以把夹杂物的成分控制在塑性区内.     

帘线钢中氧化物夹杂控制技术在生产中的应用

在帘线钢冶炼过程中,通过采用炉后弱脱氧、防止钢液污染,以及控制精炼顶渣碱度指数和Al2O3含量指数等措施,使钢中夹杂物向低熔点区域转变,促进钢中夹杂物上浮、排出钢液,同时也使钢中残留氧化物夹杂具有良好的变形性能.实践表明,通过采用上述工艺措施,帘线钢中夹杂物成分、尺寸和变形性得到了有效控制.     

不同脱氧方式对钢中夹杂物的影响

为控制钢液中氮含量,实验了两种不同脱氧方式:(Ⅰ)出钢过程加Al进行强脱氧;(Ⅱ)出钢时不加Al,加入Si--Mn合金进行弱脱氧,在LF进站再喂入Al线进行强脱氧.借助气体分析仪和扫描电镜对不同脱氧方式下钢中氧氮含量和夹杂物进行了分析.两种不同脱氧方式得到最终产品的全氧含量几乎一致,但方式(Ⅱ)对控制氮含量更为有利,可以使氮的质量分数降低约5×10-6;两种不同脱氧方式对最终产品中夹杂物的类型和尺寸影响不大,均为球状的CaS和CaO--MgO--Al2O3夹杂物.文中还推断出了采用Si--Mn弱脱氧时钢中夹杂物的生成过程.     

Ti-Mg复合脱氧钢中夹杂物细化机制

为了探讨钢中细小夹杂物的形成机制,采用扫描电镜和能谱仪表征了钢中夹杂物的形貌、尺寸、成分及数量,理论计算了脱氧产物的生成优势区图,讨论了夹杂物长大的影响因素.钢中夹杂物的组成以MgO-A12 O3-TiOx为核心,表面包裹析出MnS,钢液中未发现单独的Al2O3和TiOx夹杂;夹杂物的形貌为近球形,平均尺寸为1μm左右,数量在1000 mm-2以上.镁含量较高的钢中含有少量以MgO-Al2O3和MgO为核心的夹杂物,不利于夹杂物的球形化,镁含量宜控制在50×10-6以下.镁的脱氧能力强,形核临界尺寸小、形核数量多以及钢液中镁、铝和钛复合脱氧的高熔点产物的特性有效地控制了钢中夹杂物的扩散与碰撞长大趋势.     

不同碱度精炼渣系对弹簧钢夹杂物的影响

大颗粒不变形夹杂物是造成弹簧钢疲劳失效的主要原因。为了优化高级别弹簧钢55SiCr中夹杂物的组成、形态与分布,采用两次LF炉进站精炼方式,并在二次精炼过程中设计了两种不同碱度的渣系,通过氧氮分析仪、电子探针等检测手段对比分析两种工艺下钢中全氧含量、夹杂物尺寸与成分。结果表明,低碱度精炼渣使弹簧钢夹杂物成分趋近于Al2O3-SiO2-CaO系统中低熔点塑性化区间,但不利于大颗粒夹杂物的控制与消除;高碱度精炼渣使夹杂物的平均尺寸更小,分布更均匀,但夹杂物中Al2O3含量偏高;高碱度精炼渣有利于钢液的深脱氧,钢的洁净度更高,但需注意连铸过程中钢液的氧化。     

超低碳钢顶渣氧化性对钢液洁净度的影响

为探究降低顶渣氧化性对改善超低碳钢钢液洁净度的影响,在转炉终点至中间包过程中,在多位置取炉渣和钢水试样,分别进行炉渣氧化性、钢液成分和夹杂物分析.实验结果表明:转炉出钢后通过对顶渣改质,渣中T.Fe由转炉终点的19.18％降至RH进站时的4.68％,顶渣氧化性降低明显.渣中T.Fe降低导致钢中[O]的降低,T.Fe较低的炉次平均吹氧量较大,使得铝脱氧前钢中[O]较高.RH结束渣T.Fe与夹杂物数量呈线性关系,T.Fe越低夹杂物数量越少,同时RH结束后夹杂物数量与铝脱氧前钢中[O]无必然关系.顶渣(CaO)/(Al2O3)会影响其吸收Al2O3夹杂物的能力,(CaO)/(Al2 O3)控制不合理的炉次,其夹杂物数量也较多.通过降低顶渣氧化性,热轧板卷缺陷率得到明显降低.     

重轨钢采用RH和VD精炼的对比研究

在其他工艺相同条件下,对钢中全氧、Al含量、H含量、夹杂物成分、炉渣等进行了对比分析。在真空时间相同的情况下,RH脱氢能力优于VD,VD脱氧能力优于RH,但VD精炼后钢中Al含量偏高,炉渣碱度偏大,夹杂物易偏离塑性区。 RH精炼后渣中MgO含量明显升高,夹杂物成分也比较分散,可能是耐火材料尤其是插入管喷补料脱落导致外来夹杂物增多,而VD精炼后渣中MgO含量变化不大,夹杂物成分相对集中。建议采用RH精炼时,应提高耐火材料质量,减少插入管喷补次数,采用VD精炼时,应适当减少石灰加入量,降低渣中碱度并延长真空处理时间。     

高碳硬线钢82B中Al2 O3-SiO2-MgO-CaO-MnO系夹杂物塑性化控制

分析了高碳硬线钢82B在冶炼过程中复合夹杂物-钢液-渣及耐火材料局部动态平衡反应过程及Mn、Si和Al脱氧条件下夹杂物成分变化规律. 利用热力学计算软件FactSage进一步计算分析了硬线钢获得良好变形能力的Al2O3 -SiO2 -MgO-CaO-MnO五元系夹杂物所需要的条件:钢液中[Al]的质量分数控制在(25～100)×10-6时,相应地钢液中溶解[O]的质量分数可以控制在(5～20) ×10-6. 在低熔点区域内,[Si]的质量分数可以控制在0.1%～1.5%;[Mn]的质量分数控制在0.2%～1%.     

吨钢钢液面积对钢质量的影响

本文利用示踪法对高T[O]条件下钢中夹杂物的来源及特点进行研究。结果表明:正常浇注条件下,钢水一次脱氧不彻底,钢中T[O]高,造成钢中氧化物夹杂含量高,铸坯内大型非金属夹杂物主要来源于脱氧产物。吨钢钢液面积大对钢质量不利,宜减小吨钢的钢液面积。显微夹杂总体积率为0.15%,各类夹杂占显微夹杂总量的比例为:硅钙酸盐夹杂55.4%,硅铝酸盐夹杂34.4%,硫化物夹杂10.2%。     

轴承钢中TiN夹杂物的控制研究

研究了轴承钢中TiN夹杂物的形成热力学,以及钢中Ti和N的控制理论,并在某钢厂进行了GCr15轴承钢的生产实验.结果表明,在凝固过程中钢中Ti或N的含量越高,TiN夹杂物开始析出温度就越高,析出物的尺寸就越大;使用低Ti合金原料能够有效降低钢中的Ti含量;采用低Ti铁水,初炼渣中的TiO2降到1.0%以下,能有效控制钢水中的Ti含量;采用低钛合成渣过程回钛量显著减少,钢中Ti含量由原来的37×10-6下降至30×10-6;优化改进精炼工艺和大包保护浇铸可以降低钢中N含量为33×10-6;降低凝固偏析,能降低TiN夹杂析出.     

Determination of inclusions in liquid steel after calcium treatment

Nozzle blocking was eliminated by calcium-treated liquid steel through changing the chemical and phase composition of alumina inclusions in aluminium-killed steel. Three different methods were applied to determine the composition of inclusions in liquid steel: total oxygen content samples, sampling spoon samples, and “lollipop” steel samples. The results show that calcium modification of liquid steel influences the inclusion composition varying from 2wt% to 14wt% depending on the method used. The composition of inclusions contains mainly Al₂O₃-CaO only, or is associated with SiO₂ or MgO depending on the initial input. The methods used in this study are indicators of the inclusion composition but can be improved to quantify the inclusion size.     

低碱度顶渣控制帘线钢中MnO-Al2O3-SiO2类夹杂物成分的实验研究

在实验室中使用高温管式炉对以工业纯铁为原料配制的帘线钢进行脱氧和顶渣熔炼，研究了顶渣成分对MnO-Al2O3-SiO2类夹杂物的成分的影响。结果表明，在顶渣碱度为0．7～1．36时，随着顶渣中Al2O3含量的增加，夹杂物中的Al2O3含量也随之增加，当顶渣中Al2O3含量低于8％时，MnO—Al2O3—SiO2类夹杂物的成分在塑性区范围，通过控制脱氧条件和项渣的成分可以把MnO-Al2O3—SiO2类夹杂物的成分控制在塑性区内的。     

55 SiCr悬臂用弹簧钢夹杂物控制

采用热场发射扫描电镜和能谱仪对比研究了武钢、宝钢和新日铁55SiCr悬臂用弹簧钢夹杂物的控制水平.结果表明新日铁弹簧钢采用铝脱氧工艺冶炼获得了较高的洁净度,武钢和宝钢弹簧钢均采用控铝脱氧工艺,但夹杂物塑性化控制水平仍有待提高.对武钢55SiCr悬臂用弹簧钢的冶炼过程系统取样,分析了夹杂物成分的演变规律;根据热力学计算的结果,提出了55SiCr弹簧钢夹杂物塑性化控制的建议,应将[O]控制在0.0009%~0.0020%,[Al]控制在0.0002%~0.0008%.     

煤气发生炉立面钢板断裂失效分析

采用光谱仪、金相显微镜以及电子探针显微分析仪等对煤气发生炉立面Q235B钢板断裂处的化学成分、断面形貌和夹杂物成分等进行了失效分析。认为钢板中存在的带状金相组织是导致钢板断裂的主要原因,少量的硫化物和硅酸盐混合夹杂也对钢板性能产生了影响。提出了在钢材冶炼过程中减少夹杂物的产生、采取正火处理或扩散退火消除带状组织缺陷等预防改进的措施。     

Q235连铸板坯中非金属夹杂物的分析

为了进一步提高产品质量，提高钢材的纯净度，采用了光学显微镜、扫描电镜、x射线能谱仪以及电解称重法对威钢板坯连铸生产过程中非金属夹杂物的类型、数量、大小、组成及分布等进行了研究，并且讨论了目前生产工艺中非金属夹杂物的来源．结果表明：板坯的夹杂物主要是小于φ 10 um的球形硅酸盐夹杂物，有少量的多边形夹杂物；有单相的也有多相的夹杂物；在板坯厚度和宽度方向上都是在1／4和1／3位置处出现聚集．夹杂物主要是由于钢液脱氧产生的内生夹杂物．     

稀土处理C-Mn钢显微组织和夹杂物演化

对稀土处理C-Mn钢的夹杂物和显微组织进行分析,统计稀土处理C-Mn钢中针状铁素体形核核心尺寸,并将稀土处理钢在不同温度下淬火,研究稀土夹杂物生成和长大过程. 实验结果表明:C-Mn钢加入少量稀土后钢中夹杂物从MnS﹢硅铝酸盐夹杂转变为La2 O2 S﹢LaAlO3 ﹢MnS﹢硅铝酸盐夹杂,尺寸得到细化,显微组织也从马氏体﹢贝氏体组织变成侧板条铁素体、针状铁素体和块状铁素体组织;稀土处理C-Mn钢中针状铁素体有效形核核心的尺寸集中在1~4μm,主要是在钢液中形成,冷却和凝固过程形成的数量较少;稀土夹杂物在钢液温度和冷却及凝固过程容易碰撞黏合长大,上浮从钢液中去除, MnS能在稀土夹杂物颗粒间析出.     

高耐侯结构钢冷弯工艺性能影响因素分析

高耐侯结构钢带其冷弯工艺性能经常达不到标准和使用要求。采用化学分析、金相检验、力学性能测试和生产工艺分析等方法对冷弯工艺性能经常达不到标准和使用要求的影响因素进行了分析和查找。结果显示：高耐侯结构钢冷弯工艺性能的主要影响因素为C类夹杂物,耐侯钢的化学成分、组织、性能对冷弯性能也有重要的影响。