连铸板坯所轧中板表面大片夹杂物来源

本文报告了用示踪剂技术研究连铸板坯所轧中板表面大片夹杂物来源的情况,结果如下: 1)连铸坯所轧中板表面大片夹杂物主要来自外来大颗粒夹杂物(包括二次氧化产物)与钢液中小颗粒夹杂物的复合物。 2)外来大颗粒夹杂物来源的主次顺序为中间罐渣、结晶器渣、中间罐塞头的侵蚀物。中间罐渣包括钢包渣和钢包衬的侵蚀物。 3)钢液中的小颗粒夹杂物来自钢液的脱氧产物、钢液空气的二次氧化产物、钢液与耐火材料和渣中SiO_2作用产物和弥散在钢液中的小渣滴。 4)连铸板坯所轧中板表面大片夹杂物很少来自中间罐衬的侵蚀物。     

50W600无取向硅钢钙处理的热力学分析及实验研究

通过热力学计算及实验室研究,对钙处理前后50W600无取向硅钢退火冷轧板中夹杂物的类型、数量及尺寸进行了系统分析。结果表明,50W600无取向硅钢经钙处理后(w(Ca)=0.002 6%),钙在1 600℃的钢液中主要以固态的CaO·2Al2O3、CaO·6Al2O3及溶解钙的形式存在。在钢液的凝固过程中,钢中的溶解钙和硫反应生成了CaS和CaS-MnS复合夹杂,有效抑制了MnS的弥散析出,减少了钢中微细夹杂物的数量。同时钙处理促进了钢中微细夹杂物的聚合长大,导致显微夹杂物的数量增加。     

无取向硅钢精炼过程夹杂物控制研究

针对RH工艺生产50W800无取向硅钢精炼过程夹杂物较多的问题,采用扫描电镜对钢中夹杂物尺寸、种类及数量进行分析,测定氩站炉渣成分,研究了50W800无取向硅钢中夹杂物控制方法。结果表明：氩站处理能够去除39.11%的夹杂物,RH出站到中间包夹杂物总面积减少了2 406.94 μm2,夹杂物的去除率为57.40%;钢中夹杂物主要为Al2O3夹杂,尺寸介于1～4 μm之间,亦存在少量AlN?Al2O3和CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物;氩站炉渣能够较好地吸收钢中夹杂物,但改质效果不明显。     

硫含量对GCr15轴承钢中夹杂物的影响

基于FactSage热力学软件模拟了GCr15轴承钢钢液中[S]元素含量变化对夹杂物生成及转化的影响。结果表明:1 560℃时,钢液[S]含量小于0.01%可减少MgO和CaS夹杂生成;[S]含量低于0.005%可抑制CaO·Al_2O_3向MgO·Al_2O_3转化;钢液硫含量增加,大部分夹杂物开始析出温度增加;钢液硫含量低于0.006%可降低高熔点夹杂物最终析出量;高于0.006%后MnS夹杂及夹杂物析出总量大幅增加。     

含钛超低碳钢连铸浸入式水口结瘤机理的研究

通过对含钛超低碳钢连铸浸入式水口结瘤物的物相及钢中夹杂物的类型进行分析,研究了浸入式水口的结瘤机理,并提出了改进措施。结果表明,浸入式水口的主要结瘤物为Al2O3和Fe Al2O4夹杂;钢中夹杂物主要为Al2O3-Ca S类、纯Al2O3类以及复杂的Al2O3-Mg O-Ca S-Mn S夹杂物,与水口结瘤物的物相一致。为了改进水口结瘤,其根本方法是降低钢液中Al2O3夹杂的含量。     

电渣重熔过程中氧化物夹杂去除机理的探讨

对电渣重熔过程中氧化物夹杂去除机理进行了探讨。试验结果指出,三氧化二铝夹杂能够有效地从金属液转入含30%Al_2O_3和7%SiO_2的CaF_2-Al_2O_3-SiO_2渣液内。渣钢界面上(SiO_2)对[Al]的氧化不导致钢中氧化物夹杂增加。大气中的氧对去除氧化物夹杂不利。作者认为界面能变化对电渣重熔过程中氧化物夹杂的行为具有重要的影响。渣钢作用去除氧化物夹杂的热力学条件应为: ΔF=(σ_(渣-夹杂)-σ(钢-夹杂))2πRh+σ_(钢-渣)πr~2<0 从界面能的观点出发,也许可以解释为什么当夹杂物团迁移到金属自由表面或耐火材料金属界面时会倾向保留于该处。     

AN INVESTIGATION OF MECHANISM ON THE REMOVAL OF OXIDE INCLUSIONS DURING ESR PROCESS

对电渣重熔过程中氧化物夹杂去除机理进行了探讨。试验结果指出,三氧化二铝夹杂能够有效地从金属液转入含30％Al_2O_3和7％SiO_2的CaF_2-Al_2O_3-SiO_2渣液内。渣钢界面上(SiO_2)对[Al]的氧化不导致钢中氧化物夹杂增加。大气中的氧对去除氧化物夹杂不利。作者认为界面能变化对电渣重熔过程中氧化物夹杂的行为具有重要的影响。渣钢作用去除氧化物夹杂的热力学条件应为: ΔF=(σ_(渣-夹杂)-σ(钢-夹杂))2πRh+σ_(钢-渣)πr~2<0 从界面能的观点出发,也许可以解释为什么当夹杂物团迁移到金属自由表面或耐火材料金属界面时会倾向保留于该处。     

H13钢中非金属夹杂物在LF-VD精炼过程的行为研究

H13钢是热作模具钢中应用最广泛的钢种之一,夹杂物对其性能有严重危害。结合某钢厂生产实际情况,以现场取样为基础,用金相显微镜、扫描电镜系统地研究了LF-VD精炼过程中的夹杂物,计算和分析了H13钢冶炼过程中生成Al2O3、MgO.Al2O3类夹杂物的热力学条件。研究结果表明:钢液经LF精炼、VD处理后,钢中夹杂物的数量和面积明显减少,但随着炉渣中Al2O3活度的增大,炉渣吸附Al2O3类夹杂物的能力减弱,去除Al2O3夹杂物的速度减慢;夹杂物在LF精炼前主要以Al2O3、FeS、MgO.Al2O3类夹杂为主,LF精炼结束后为Al2O3、FeS、CaO.Al2O3类夹杂,VD处理后为Al2O3类夹杂。     

薄带连铸低碳钢中低熔点夹杂物控制研究

介绍了利用非水溶液电解法提取薄带连铸低碳钢中氧化物夹杂的方法,采用带有EDS系统的扫描电镜(SEM)研究了氧化物夹杂的三维形貌和化学成分,并通过热力学计算获得控制低熔点夹杂物生成所需成分范围。结果表明:低熔点Al2O3-Si O2-Mn O类夹杂物三维形貌为球形;随着钢液中酸溶铝含量的增加,夹杂物中Al2O3含量相应地增加,当钢液中[%C]=0.10、[%Si]=0.35、[%Mn]=0.90、夹杂物的熔点控制在1 200℃范围时,要求钢液中的酸溶铝含量很低,需控制在(1~5)×10-6。     

42CrMoA曲轴钢中CaO-SiO2-Al2O3系夹杂物的塑性化控制

为了减少42CrMoA曲轴钢精炼过程中CaO-SiO2-Al2O3系夹杂物对其基体损伤的影响,利用Factsage软件计算了42CrMoA曲轴钢中CaO-SiO2-Al2O3系低熔点夹杂物的成分,并根据钢液-夹杂物,钢液-精炼渣之间的平衡,计算分析了CaO-SiO2-Al2O3系夹杂物控制在塑性区域内所需的钢液成分及对精炼渣的要求.结果表明:CaO-SiO2-Al2O3系夹杂物存在两个变形良好的控制区域.区域1对应的精炼渣成分由于碱度过低在生产中受到极大限制,区域2要求的精炼渣成分往往会发生偏离.建议向精炼渣中配加适量的CaF2和MgO,以将CaO-SiO2-Al2O3三元系夹杂物转变为四元或多元系夹杂物.     

连铸结晶器内簇状夹杂物分形生长的Monte-Carlo模拟

建立夹杂物分形长大数学模型来描述连铸结晶器内夹杂物的动态长大过程.采用Euler方法给出了连铸结晶器内钢液流动和夹杂物的三维分布,采用Lagrange方法跟踪单个夹杂物颗粒在夹杂物浓度场中的运动来研究其碰撞、长大过程.计算结果表明:钢液的夹带作用是影响夹杂物分布的关键因素.钢液流动和夹杂物分布在连铸机内均具有上、下两个循环区,在出口处具有"W"分布特征.对于单个夹杂物,由于种于夹杂物不断吸附其它夹杂物,因此较大粒径的夹杂物具有多个突起和触手,呈簇状形态.     

轴承钢Ca-Mg-Al-Si-O体系中夹杂物生成的热力学研究

通过使用热力学软件FactSage系统地研究了轴承钢Ca-Al-Si-O、Ca-Mg-Si-O和Mg-Al-Si-O四元体系热力学平衡规律。结果表明,Ca-Al-Si-O四元体中,随着钢液中Al、Ca含量增加,钢液中夹杂物由Al_2O_3、2CaO·SiO_2和CaO·Al_2O_3·2SiO_2向2CaO·Al_2O_3·SiO_2、3CaO·Al_2O_3转变。当Ca含量较高时,会有极少量的CaO产生。在Ca-Mg-Si-O体系中,随着钢液中Ca、Mg含量增加,钢液中夹杂物主要有CaO·MgO·SiO_2、2MgO·SiO_2和3CaO·MgO·2SiO_2,钢液中Mg含量较高时,主要以钙镁的复合夹杂物和MgO为主。在Mg-Al-Si-O体系钢液中,通过提高钢液镁含量,可使GCr15钢液中Al_2O_3转变为MgO·Al_2O_3尖晶石夹杂物;镁含量过高时,可生成MgO夹杂物。     

转炉-连铸工序生产低碳铝镇静钢中夹杂物的研究

采用添加示踪剂的方法对转炉-CAS-连铸工艺生产低碳铝镇静钢中的夹杂物进行了研究,结果表明:出钢或CAS精炼过程中炉渣与钢液作用生成的夹杂物,尺寸在30 μm以下的夹杂物很难从钢液中完全上浮排出.铸坯中的主要夹杂物为来源于钢包渣与钢液作用生成的球状夹杂物、块状Al 2O 3夹杂物.连铸坯中的全氧含量在(38～53)×10 -6之间,夹杂物的含量在 2.3 mg/kg左右,表明该工艺可以生产较高纯净度的低碳铝镇静钢坯.     

超声处理对钢液中夹杂物去除和细化的实验室研究

研究了超声波处理去除钢液中夹杂物的可能性,以及超声波对钢中夹杂物细化的影响。实验结果表明,超声波单独处理可以去除钢液中Al_2O_3夹杂物,但去除率较低,在5%～12%之间,同时超声波对夹杂物产生细化效果,夹杂物平均直径减小,尺寸较小的夹杂物数量有所增加。     

超低碳深冲钢冶炼全流程氧含量及夹杂物演变研究

采用氧氮测试仪和扫描电镜对超低碳深冲钢冶炼全流程中的氧含量及夹杂物进行了研究。结果表明,RH精炼过程中氧含量急剧下降,夹杂物由FeO转变为Al_2O_3类脱氧产物;中间包浇铸过程中含氧量受钢液液面剧烈波动的影响,夹杂物以Al_2O_3·TiO_x类夹杂为主;连铸坯中不同部位的含氧量与生产条件有关,夹杂物以铝钛夹杂为主。     

含ZrO2类Ds夹杂物的来源及控制分析

对某厂产品中发现的含ZrO2类Ds夹杂物Ds类夹杂物来源进行了系统性的分析和研究,研究结果表明含ZrO2类Ds夹杂物产生的直接原因在于含Zr浸入式水口发生脱碳,脱碳通道内CaO-Al2O3-SiO2(-MgO)相中的SiO2将被钢液中的Al还原,最终成为CaO-Al2O3(-MgO)相,ZrO2仅起到了类似示踪剂的作用。     

稀土处理HRB400E钢洁净度研究

为了研究稀土对HRB400E螺纹钢中夹杂物成分和形貌的影响,对稀土处理后螺纹钢中可能存在的夹杂物进行热力学计算,并通过扫描电镜及能谱仪对稀土处理前后 HRB400E钢中夹杂物进行了表征和分析。结果表明,稀土可在现场冶炼时加入到螺纹钢中并且质量分数达到0.003 2%;稀土有净化钢液的作用,使钢中S质量分数从0.018%降低到0.004%,降低了77.78%;热力学计算表明,稀土质量分数为0.003 2%时,夹杂物生成的可能性由高到低为REAlO₃、RE₂O₂S、Al₂O₃。稀土对HRB400E钢中硫、氧化夹杂物有良好的改质效果,将夹杂物变质为RE₂O₂S和REAlO₃,稀土元素与S结合使钢中MnS夹杂的析出减少,有利于钢材综合性能的提升。     

409L连铸坯夹杂物的实验研究与热力学分析

采用金相、扫描电镜对409L连铸坯的夹杂物数量、分布、类型进行实验研究,热力学分析连铸坯中夹杂物形成机理。结果表明：连铸坯上表面夹杂物数量较多,连铸坯边部三角区域的堆状复合夹杂物数量较多;夹杂物类型以TiN、TiN包裹MgO·Al2O3的复合夹杂物为主;当钢中[N]质量分数0.01%、钢液温度1 580～1 600 ℃,生成TiN夹杂所需要平衡[Ti]质量分数为0.124%～0.154%;钢中[Al]质量分数为0.01%,若钢中[Mg]质量分数不小于7.5×10-5%,则钢液中易生成MgO·A12O3,当[Mg]质量分数不小于0.000 7%后,MgO·A12O3转变为MgO。     

镧对16Mn钢中夹杂物和组织的影响

在高温钼丝炉内向16Mn钢中加入不同含量镧进行脱氧。利用SEM、EDS和OM测试并研究La含量对钢中夹杂物的成分、大小分布及试验钢组织的影响,并探讨了钢中含镧夹杂物诱发晶内针状铁素体形核机制。结果表明,随钢中镧含量增加,夹杂物依次转变为LaAlO3、La2O2S和La2S3。试样经镧处理后,钢液在1600℃时保温180 s,夹杂物最为细小且弥散。钢中晶内铁素体含量随镧含量增加先增大后减小,最佳镧含量约为0.014%(质量分数)。钢中含镧夹杂物周围形成贫Mn区,促进晶内针状铁素体形核。     

高速铁路用弹簧钢60Si2MnA洁净度分析

介绍了采用转炉→LF+VD→CC生产弹簧钢60Si2MnA的冶炼工艺;通过现场取过程样,实验室分析,确定了此工艺生产的弹簧钢夹杂物水平和夹杂物转变过程,钢液中的氧化物在精炼过程中由简单类型转变为多元复合夹杂物MgO-Al2O3-CaO-SiO2,部分夹杂物中含有CaS;对轧材进行夹杂物评级和低倍评级,检测轧材质量水平。通过旋转弯曲疲劳实验,分析疲劳试样断口夹杂物成分,确定引起疲劳断裂的夹杂物类型。