管线钢K60C2精炼过程钢水洁净度的研究

研究了管线钢K60C2 LF精炼及钙处理后,钢水中杂质元素、夹杂物成分和形貌尺寸的变化情况。结果表明,精炼结束后,钢水中的硫能满足要求,T.[O]较精炼前大幅度降低,精炼和钙处理过程增氮明显,非金属夹杂物从Al_2O_3向Mg O-Al_2O_3-Ca O或Mg O-Al_2O_3-Ca O-Si O2复合夹杂物转变,钙处理后变性为钙铝酸盐类夹杂物和钙镁硅铝酸盐复合夹杂物;精炼结束后夹杂物尺寸明显变小。     

60Si2MnA弹簧钢炼钢过程的洁净度变化

对"BOF→LF→CC"流程铝脱氧造较高碱度精炼渣工艺生产60Si2MnA弹簧钢冶炼过程的洁净度进行了调研分析,并从理论上分析了冶炼过程钢中T.O、氮含量和夹杂物数量、尺寸及类型的转变过程。结果表明:冶炼过程钢中T.O含量逐渐降低,氮含量增加,盘条中平均w(T.O)=14.5×10-6,w(N)=30.4×10-6。夹杂物类型变化为Al2O3-SiO_2→Al2O3-SiO_2-Mg O-CaO四元复合夹杂物→Al2O3-SiO_2-MgO-CaO-CaS五元复合夹杂物。控制钢中w(Al)=0.03%左右,钙处理后钢水w(Ca)/w(Al)=0.08~0.11,Al2O3夹杂物能得到充分变性,形成的四元夹杂物处于较低熔点区,而五元夹杂物因含较多高熔点CaS而偏离低熔点区。     

轮辋用钢B类非金属夹杂物控制研究

以转炉炼钢—LF精炼-RH精炼-控轧控冷工艺生产的轮辋用钢为研究对象,利用扫描电镜对轮辋用钢中非金属夹杂物超标问题进行分析。结果表明,钢中大尺寸B类非金属夹杂物主要成分为12CaO·7Al_2O_3等低熔点钙铝酸盐。在冶炼过程中不同熔点的钙铝酸盐夹杂物在钢液中运动状态不同,固态夹杂物比液态夹杂物更容易被去除。采取的工艺优化措施为降低Ca含量以及调整精炼LF炉脱S模式,优化后提高了钙铝酸盐夹杂物熔点,使其在冶炼过程中更容易被去除,提高了热轧板卷非金属夹杂物检验合格率。     

Q345钢精炼过程夹杂物成分的变化

通过工业试验研究了Q345钢在钢包精炼过程和RH处理过程中夹杂物成分的变化。结果表明:通过与高碱度、低氧化性渣的反应,钢水中的大部分Al2O3夹杂物转变为具有较低熔点的CaO-Al2O3-MgO夹杂物。研究了RH处理后钙的加入量对夹杂物成分的影响。结果表明:当钢包顶渣的成分控制在w(CaO)=50%～55%、w(CaF2)=5%～8%、w(Al2O3)=25%～30%、w(SiO2)=5%～8%、w(MgO)=5%～10%、w(FeO)<1%,经过钢包精炼和RH处理,每吨钢水中加入0.12 kg钙后,钢水中夹杂物的平均成分处于低熔点(≤1 500℃)区。     

管线钢冶炼过程夹杂物控制

针对某钢厂采用“BOF→LF→RH”工艺流程生产的高级别管线钢,通过金相、扫描电镜、能谱等手段分析了钢中夹杂物,并从热力学角度进行了研究.结果表明当钢中的w(Als)=0.025％,若钙处理时钢中w(CaO)＞18×10-6,w(S)＜0.011％,可较易地将Al2O3夹杂变性为低熔点的C12A7.研究后提出一系列工艺优化措施:强化转炉顶底复合吹炼工艺、改善吹氩站和LF的吹氩制度、调整精炼渣系使w(CaO)/w(SiO2)控制在4.5～6.0,w(CaO)/w(Al2O3)控制在1.7～1.9,最终钢水w(S)可控制在0.000 8％以下,氧化物和硫化物的夹杂物级别控制在1.0级以内.     

铝镇静钢夹杂物形态控制工艺研究

通过热力学分析结合现场试验,采用金相分析、扫描电镜、能谱分析等方法,研究了铝镇静钢中氧化物夹杂的变性处理工艺。热力学计算结果表明,当钢中的[Al]s质量分数为0.025%,钙处理时控制钢中钙质量分数高于22 10-6,硫质量分数低于0.008%时,可较容易地将Al2O3夹杂变性为低熔点的C12A7。对天津钢厂生产石油套管钢的LF精炼工艺进行了优化,通过强化钢水钙处理,使钢中钙含量有了显著提高,使夹杂物形态的控制大为改善。     

ASP工艺生产Ti-IF钢水口堵塞原因分析及改进

利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析对超低碳Ti-IF钢ASP连铸过程浸入式水口结瘤物取样分析表明,结瘤物中铁和夹杂物交互存在,夹杂物包括二铝酸钙、Al2O3、ZrO2和RO相等。水口堵塞主要是由于钢液中高熔点脱氧产物Al2O3和钙铝酸盐沉积粘附在水口内壁结瘤造成,Ti使水口结瘤现象严重。通过将RH单联法优化为LF+RH双联法,优化钙处理效果并控制过剩[Ti]0.02%,改善了钢水可浇性,实现了8炉以上连续浇铸。     

铝镇静钢LF精炼过程中夹杂物行为研究

通过对LF精炼开始3 min、通电化渣和钙处理后3个阶段的钢水进行取样,对夹杂物的数量、形态及成分进行对比分析,来研究铝镇静钢中夹杂物在精炼过程中的变化及钙处理对夹杂物性质的影响.结果表明:钙处理在提高钢水洁净度、夹杂物改性等方面效果显著.当LF炉通电化渣后,夹杂物球化率显著提高;钙处理后,球化率进一步提高.LF精炼开始3 min后,钢中的夹杂物以Al2O3-SiO2-MnO和纯Al2O3夹杂物为主;通电化渣后,钢中夹杂物以Al2O3-CaO(CaS)-SiO2为主;钙处理后,钢中夹杂物以Al2O3-CaO为主.     

铝镇静钢钙处理后碰撞行为对Al2O3夹杂物变性的作用

 对铝镇静钢LF精炼钙处理后不同时期取钢样,通过SEM-EDS观察钢样中夹杂物,分析钙处理后铝镇静钢中夹杂物变性机制,并提出了一种夹杂物变性的碰撞机制：在钙处理后,由于钙浓度在钙气泡周围较高形成了CaO类夹杂物, 其与钢液中已有的Al2O3类夹杂物相互碰撞结合在一起,然后二者发生化学反应变性为低熔点的液态夹杂物。通过相图分析从理论上指出：Al2O3类夹杂物可与CaO通过碰撞变性,且其变性机制和控速环节与Al2O3类夹杂物通过与钙发生还原反应的变性不同。夹杂物碰撞使变性速率大大加快,几分钟之内即可良好变性。在本次试验中,约有21%的Al2O3类夹杂物通过与CaO碰撞发生变性。实验室试验和其他研究者的工业试验结果均证明：在二次精炼过程中,通过往钢包中喂入CaO类粉末可以使Al2O3夹杂物变性。     

"BOF→LF→RH→钙处理→CC"工艺生产管线钢过程夹杂物演变

对"BOF→LF→RH→钙处理→CC"工艺生产X70管线钢过程的夹杂物行为演变进行了研究。发现LF精炼过程夹杂物由多面体Al_2O_3转变为球形的MgO-Al_2O_3-CaO-CaS复合夹杂。RH精炼过程夹杂物成分变化不大,但是夹杂物数量和尺寸都减小。钙处理后,夹杂物中的CaO和CaS含量增加,w(CaO)/w(Al_2O_3)增大,平均成分偏离低熔点区。在连铸过程由于二次氧化导致钢中Al_s和T.Ca含量降低,同时中间包夹杂物中CaO和CaS含量有所降低,夹杂物数密度和最大尺寸都有所增加,应加强浇铸过程的保护浇铸,以更好地保证钙处理效果。由于降温过程钢-夹杂物之间平衡的移动,夹杂物由中间包中液态的CaO-Al_2O_3转变为铸坯中的以Al_2O_3-CaS和MgO-Al_2O_3类型为主的高熔点夹杂物。     

CSP工艺51CrV4钢精炼过程钢中夹杂物研究

针对CSP工艺中高碳钢生产中存在的水口结瘤及表面质量问题,通过工业试验对"BOF→LF→薄板坯连铸"工艺流程51CrV4弹簧钢冶炼过程钢水洁净度及夹杂物形貌、尺寸、组成变化进行了研究分析。试验结果表明,通过造高碱度精炼渣和吹氩工艺,中包钢水w(T.O)可控制在20×10~(-6)左右,w(N)可控制在45×10~(-6)左右;钢中夹杂数量16.62个/mm~2,不大于10μm夹杂比例超过97%;钙处理后,钢中夹杂由固态Al_2O_3-MgO、SiO_2-CaO-Al_2O_3夹杂转变为液态CaO-SiO_2/MgO-Al_2O_3、CaO-MgO/SiO_2-Al_2O_3-CaS复合夹杂。从理论上分析了钙处理对夹杂物变性的条件,钢中w(Al_s)=0.025%时,控制w(Ca)=0.001%,w(S)≤0.001%即可使Al_2O_3转变为液态夹杂。     

中碳钢钙处理夹杂物变性的“液相窗口”控制模型

 系统研究了国内某钢厂生产的中碳钢Q345B钙处理前后夹杂物类型的变化,从热力学上分析铝脱氧钢中Al2O3夹杂物变性机制及夹杂物中CaS合理控制的条件,确立了夹杂物变性的“液相窗口”模型。热力学计算表明,温度为1873K,w(［Al］)为0.016%时,Al2O3转变为液态钙铝酸盐需要使钢中w(［Ca］)为0.0017%~0.0102%。生产实践表明,钙喂入量在0.0014%~0.0017%时,钙处理可以将钢中高熔点Al2O3的夹杂物转化为低熔点的12CaO·7Al2O3和CaO·Al2O3夹杂物,MnS基本转化为CaS,且无单独CaS析出。     

钙处理对430不锈钢板坯夹杂物的影响

通过热力学计算分析了430铁素体不锈钢钙处理后在生成液态夹杂物区间内钢中钙质量分数和铝质量分数的关系,并对430铁素体不锈钢未采用钙处理和采用钙处理板坯中夹杂物类型、数量进行了对比,分析了钙处理夹杂物变性过程。结果表明,精炼过程喂入硅钙线可以得到理想的钙处理效果。钙处理后430钢水中高熔点的Al_2O_3和低变性的CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO夹杂物得到良好变性,夹杂物数量比未采用钙处理时明显减少,夹杂物尺寸都小于15μm。CaO和Al_2O_3两者通过发生化学反应变性为低熔点的液态夹杂物。     

含硫齿轮钢20CrMnTiH1钙处理热力学和控制技术的研究

通过钢液与夹杂物之间的热力学平衡计算,研究了20CrMnTiH1精炼钢水中Al_2O_3夹杂物钙处理后可能变性的程度和CaS夹杂生成条件。计算结果表明,[S]0.020%～0.035%、[Al]0.02%～0.04%的钢水进行钙处理时易生成稳定的CaS,并且铝脱氧的产物Al_2O_3难以完全变性成低熔点钙铝酸盐12(CaO)·7(Al_2O_3)。为使Al_2O_3完全变性成低熔点(CaO)·(Al_2O_3)和12(CaO)·7(Al_2O_3)钙铝酸盐,在精炼过程应在低[S]和温度≥1600℃情况下对钢水进行钙处理,软吹氩搅拌后进行喂硫线操作,同时可以显著减少水口堵塞的发生。     

20CrMnTiH1齿轮钢钙处理热力学

通过钢液与夹杂物之间的热力学平衡计算,讨论了20CrMnTiH1精炼钢水中Al2O3夹杂物钙处理后可能变性的程度及CaS夹杂生成的条件.计算结果表明对硫的质量分数为0.020%～0.035%,铝的质量分数0.02%～0.04%的钢水进行钙处理时易生成稳定的CaS并难以使铝脱氧产生的Al2O3夹杂完全变性成低熔点C12A7钙铝酸盐.通过对炼钢厂生产的20CrMnTiH1齿轮钢材中夹杂物的检验,以及对连铸过程中水口堵塞物的扫描电镜能谱分析,发现钢材中含有许多CaS及变性不完全的钙铝酸盐CA,同时水口堵塞物也主要由CaS和变性不完全的钙铝酸盐CA组成.     

50Cr5MoV钢中非金属夹杂物及全氧

 对采用“EBT→LF→VD”工艺路线生产50Cr5MoV锻钢轧辊炼钢过程的全氧质量分数和夹杂物类型与数量进行了分析。结果表明：LF精炼后钢液中[w(T[O])]平均为0.004 7%,VD出站[w(T[O])]为0.001 4%,中间包[w(T[O])]为0.001 55%,铸坯[w(T[O])]为0.001 8%,轧材中[w(T[O])]降低至0.001 0%。LF精炼初期,钢中夹杂物主要是不规则的Al2O3夹杂,其中96.75%的夹杂物尺寸小于10 μm。LF精炼结束后,大量夹杂物转变成以CaO-Al2O3-SiO2为主要成分的0～1 0 μm复合氧化物夹杂。钢水从VD真空精炼炉向中间包转移过程中,由于保护性浇注效果差,二次氧化严重造成钢水夹杂逐渐增多,其中夹杂物主要为球形的[mCaO·nAl2O3]复合夹杂物。铸坯中99.65%的夹杂物尺寸小于10 μm,其中大部分为球形钙铝酸盐夹杂物,还有少量球状硅铝酸钙复合夹杂物。轧材中98.77%的夹杂物尺寸小于10 μm。通过对炼钢过程中各工序的工艺优化,可实现对夹杂物的有效控制, 从而确保50Cr5MoV合金铸钢的产品质量。     

低碳铝镇静钢LF精炼过程钢中非金属夹杂物的研究

对LF精炼过程低碳铝镇静钢水中非金属夹杂物的变化进行了研究,发现在采用高碱度、强还原性炉渣条件下,Al2O3类夹杂物先向MgO-Al2O3系夹杂物并进而向CaO-MgO-Al2O3系夹杂物和CaO-CaS-Al2O3系夹杂物转变。在LF精炼结束时,钢中已基本没有对钢水可浇性影响最大的Al2O3系夹杂物,因此可以减少LF精炼后对钢水进行钙处理用的钙线量,以降低生产成本并减少由于钙处理而生成的大尺寸钙铝酸盐夹杂物的数量。     

管线钢双步钙处理工艺研究

为了提高管线钢钢水纯净度,对管线钢钙处理工艺、非金属夹杂物形态进行分析研究,确定了双步钙处理工艺。经过工艺优化钙处理后,钢中非金属夹杂物主要为尺寸5μm的Al_2O_3·MgO·CaS夹杂物,尺寸5μm的非金属夹杂物数量明显减少,管线钢钢水纯净度得到明显提升。     

SPHC钢钙处理过程中非金属夹杂物行为变化

通过在精炼及连铸工位进行系统取样,研究了非金属夹杂物在SPHC钢钙处理过程中的行为变化。结果表明,钙处理前钢中夹杂主要为三角形及不规则形貌的Al2O3夹杂,在LF出站时夹杂物以完全变性及未完全变性的铝酸钙为主,在中间包处则有单纯CaS出现并与钢中已有铝酸钙结合,随着连铸的进行,钢中硫化物夹杂比例增加,铸坯中有更多的CaS生成,并形成环状结构对已变性的铝酸钙进行包裹。     

CSP连铸浸入式水口结瘤案例研究

研究了CSP连铸浸入式水口结瘤两种案例。案例曲线表明,塞棒开度和结晶器液面波动是钢水浇铸过程中最重要的特征参数。薄板坯连铸铝镇静钢中间包水口结瘤是高熔点夹杂在水口内壁的聚集。生产不稳,积压钢水在LF多次处理,产生细小的高熔点夹杂难以去除;软吹钢水“露眼”和开浇烧氧再生高熔点夹杂来不及去除都会导致水口结瘤。钙处理主要是球化夹杂,改善钢水可浇性。即使Ca／Als（钙／酸溶铝）和Ca／Alin（钙／酸不溶铝）都合适,夹杂物绝对量大,钢水可浇性仍较差,水口容易结瘤。