脱氧工艺对钢中B类夹杂物的影响

针对车轮钢Ｂ类夹杂物，采用４种脱氧工艺进行了试验研究。结果表明：采用真空精炼能有效地降低钢中Ｂ类夹杂物，使用Ｓｉ－Ａｌ－Ｂａ终处理有了的效果，采用喂Ｓｉ－Ｃａ－Ｂａ线及Ｓｉ－Ｃａ线工艺效果更佳。     

钙在钢中的作用及合金化行为

微量Ｃａ在钢中可以作为脱氧、去硫的净化剂，改善非金属夹杂物的形态，被广泛用于Ｃａ处理洁净钢。Ｃａ在晶界偏聚及对Ｃ、Ｃｒ、Ｓ、Ｓｉ等元素在晶界偏聚的影响，对钢的淬透性、冲击韧性的影响等合金化作用也开始引起人们注意。     

在RH处理超低碳钢过程中对形成二维不规则串簇状氧化铝尺寸的测量

1引言 为了生产高质量的产品，在二次精炼过程中，控制和去除非金属夹杂物是最重要的一个操作环节。控制和去除非金属夹杂物的首要步骤是了解夹杂物的特点，在精炼过程中，会产生许多不同类型的夹杂物，这些不同形态的夹杂物源于其不同的形成和长大机理。因此，文献中报道了许多关于杂物形成和长大的不同理论。     

在精炼处理和连铸阶段采集的低碳铝和硅镇静钢试样中非金属夹杂物的性质分析

非金属夹杂物的数量、分布、尺寸和化学成分对钢的性能有直接影响。通过控制这些夹杂物的尺寸和化学成分可以生产出优质产品。区分夹杂物的性质和控制夹杂物的形成对钢的清洁度十分重要。通过检验非金属夹杂物的化学成分可以预测夹杂物在钢中的性能。为了研究夹杂物的化学成分、尺寸和分布，某钢厂在二次精炼和连铸阶段采集了低碳铝和硅镇静钢的试样。试样用扫描电子显微镜（SEM）采用EDS系统进行分析。通过分析结果可以判定夹杂物的性质，分析精炼过程对减少夹杂数量和减小比表面积的效果。还可以确定处理后残留的夹杂对钢的性能和连铸过程（浸入式水口的堵塞）的影响大小。     

车轮轮箍钢失效与夹杂物控制

钢中夹杂物是导致车轮轮箍疲劳失效的主要原因,尤其是Ａｌ２Ｏ３链状夹杂物的影响最大,在常规生产条件下,采用减铝和复合脱氧可有效减少钢中Ａｌ２Ｏ３夹杂;采用喷Ｓｉ－Ｃａ粉、喂Ｓｉ－Ｃａ线工艺对钢中Ａｌ２Ｏ３夹杂进行变性处理,以及在真空精炼工艺条件下,采用降低铝量和精炼后期用Ｃａ、Ｂａ系复合合金处理工艺,可显著降低车轮轮箍钢中Ａｌ２Ｏ３夹杂级别和数量,提高车轮轮箍钢的使用性能。     

多孔炭质喷头在二次精炼中的应用

通过浸入钢液的多孔炭质喷头，将氩、氮或空气喷入钢包中进行二次精炼。经过炭质喷头净化的气体喷入钢液后，达到控制浇注温度、混匀钢液温度及去除气体和非金属夹杂物的精炼效果。     

转炉轴承钢非金属夹杂物来源分析

从转炉出钢到连铸各个关键工序,采用示踪的方法系统研究了淮钢长流程(转炉-精炼-真空处理-连铸-轧制)生产的轴承钢中非金属夹杂物来源,重点对精炼、真空处理、连铸3个关键工序钢液中非金属夹杂物情况进行取样分析。结果表明,淮钢长流程生产的轴承钢非金属夹杂物类型为氧化铝、钙铝酸盐、镁铝尖晶石和二氧化硅,非金属夹杂物主要来源于精炼内生、二次氧化和精炼搅拌卷渣或连铸钢包下渣,其中大颗粒非金属夹杂物主要来源于钢包卷渣或连铸钢包下渣,大颗粒非金属夹杂物类型主要为铝酸钙。     

在钢生产的各阶段非金属夹杂物的化学成分变化

非金属夹杂物的数量、成分和分布状况，是钢的重要质量指标，决定着钢的机械性能和使用性能。在夹杂物分类的各种方法中，通用的是按夹杂物的来源和形成时期进行划分。按照夹杂物的来源可分为两大类：内在的和外来的。内在的夹杂物是钢发生相-组织转变时，在液态钢中和固态钢中形成的。外来夹杂物是由于炼钢炉炉衬破损和盛钢桶桶衬破损，由外部带进钢内；或者把炉料中的细粒、发热剂或保护渣带进钢内形成的。按照夹杂物生成的阶段顺序可分为：第一次产生的夹杂物是炼钢阶段产生的；第二次产生的夹杂物是炉外处理到连铸前产生的；第三次产生韵夹杂物是在结晶阶段产生的；第四次产生的夹杂物是在变形处理和热处理阶段，因相转变而产生的。估计这种分类方法尚需作进一步的探讨。有关钢生产过程中夹杂物产生、转变和行为的假设是多种多样的。本文叙述了从炼钢、连铸、轧制（相应于型材-线材轧机）的所有阶段，非金属夹杂物的起源和变化后的分析结果。     

转炉--CAS--连铸工艺生产低碳铝镇静钢中非金属夹杂物的研究

采用添加示踪剂方法研究了转炉— CAS精炼—连铸工艺生产的低碳铝镇静钢中的非金属夹杂物 ,发现出钢或 CAS精炼过程钢包炉渣与钢液作用生成的夹杂物 ,其中尺寸在 30 μm以下的夹杂物很难从钢液中完全上浮排除。铸坯中主要的非金属夹杂物为来源于钢包炉渣与钢液作用生成的球形夹杂物、块状 Al2 O3夹杂物和簇群状 Al2 O3夹杂物。连铸坯 T[O]在 ( 1 4～ 1 7)× 1 0 - 6之间 ,非金属夹杂物含量在 2 .3mg/ 1 0 kg左右 ,表明该工艺可以生产较高洁净度的低碳铝镇静钢铸坯。     

GCr15SiMn轴承钢夹杂物的控制浅析

非金属夹杂物是影响轴承钢寿命的关键因素。通过控制精炼渣成分、钢中硫氧比、终点碳和吹氩搅拌等因素可以降低夹杂物含量、改善夹杂物的性质和形态以减轻其对钢的危害。     

莱钢连铸20CrMnTiH钢非金属夹杂物研究

利用大样电解法、LEO-1450型能谱分析仪和NEOPHOT-32型金相显微镜对连铸生产的20CrMnTiH钢中非金属夹杂物的种类、含量、来源、形状、尺寸及分布等进行了研究。结果表明,精炼前夹杂物数量多,颗粒较大,类型主要为硅钙、硅锰酸盐等;中间包中主要为硅酸盐类型的球形和玻璃状夹杂物;铸坯中主要为硅铝酸盐球形夹杂物。经LF精炼后,非金属夹杂物去除率可达99％以上。     

电渣重熔钢中非金属夹杂物含量及成分的控制

在电渣重熔过程中，控制自耗电极冶炼的脱氧制度并配合电渣重熔渣系的选择，可以有目的地控制电渣重熔钢中非金属夹杂物的含量和成分。对于滚珠轴承钢ＺＧＣｒ１５，当自耗电极用钢采用Ｓｉ－Ｆｅ、Ｓｉ－Ｃａ脱氧并用酸性渣重熔可以获得最佳精炼效果，使钢中夹杂物转变为硅酸盐类塑性夹杂物。上述结论在工业生产中已得到验证。     

经济简洁的新型BLATS钢水炉外精炼

在转炉内初炼的钢液倒入钢包内进行脱氧、脱碳、脱硫、脱磷、脱气、去除非金属夹杂物和调整钢液成分及温度以达到进一步冶炼目的。BLATS法增设了底吹氩等对IR-UT法设备布置进行优化的钢包二次精炼。     

高碳磨球钢中Ds类夹杂物的形成机理及工业控制

Ds类非金属夹杂物尺寸大、延展性差,严重影响TL-1D磨球钢疲劳寿命等关键性能指标。对某企业TL-1D磨球钢进行全流程取样分析,结果表明该企业此钢种Ds类非金属夹杂物超标,且该钢种中的Ds类非金属夹杂物主要为Al₂O₃-CaO-MgO-CaS,在LF精炼钙处理后大量出现。总结出Ds类夹杂物形成机理为,首先以Al₂O₃为中心开始形核,之后其与钢液中[Mg]和[Ca]结合并长大形成CaO-Al₂O₃-MgO球状夹杂物,最后球状夹杂物外层与CaS结合形成Al₂O₃-CaO-MgO-CaS包裹体。工业试验结果证实,钙处理不利于TL-1D钢中Ds类非金属夹杂物的控制,会造成夹杂物尺寸增大,由此提出在TL-1D磨球钢生产精炼环节进行非钙处理的生产工艺方案。试验结果表明,钢液中钙含量处于饱和状态,优化后精炼渣成分趋于液相区,提升了精炼环节精炼渣系对夹杂物的软熔吸附性能,提高了Ds类非金属夹杂物上浮至渣层时的吸附去除率,最终使连...     

Ca—Si脱氧及酸性渣重熔改善轴承钢的夹杂物

研究了电渣母材的脱氧制度及重熔渣系对轴承钢夹杂物和疲劳性能的影响。（１）Ａｌ脱氧的电渣母材，无论用碱性渣还是用酸性渣重熔，钢中的夹杂物都以脆性的Ａｌ２Ｏ３为主；（２）Ｃａ－Ｓｉ和Ｃａ－Ｓｉ＋Ｆｅ－Ｓｉ脱氧的电渣母材，经碱性渣系重熔后，钢中的夹杂物仍以Ａｌ２Ｏ３为主；但经酸性渣系重熔后，钢中的夹杂物变成以硫化物和硅酸盐为主的塑性夹杂物，钢材的疲劳寿命提高。     

莱钢SPHC钢铸坯中大颗粒非金属夹杂物的分析

利用大样电解法、LEO-1450型能谱分析仪和NEOPHOT-32型金相显微镜对SPHC钢铸坯中非金属夹杂物的种类、含量、来源、形状、尺寸进行分析研究。分析结果表明,铸坯中夹杂物主要为O-Ca-Si-Al-Na-S复合型。判断出转炉出钢下渣量大、浮渣卷入、耐火材料侵蚀、喂线工艺操作不当及钢液被空气二次氧化是钢中生成大颗粒夹杂物的主要原因。提出了减少钢中大颗粒非金属夹杂物数量,提高铸坯品质的相应工艺改进意见。     

超低氧特殊钢中非金属夹杂物研究

针对超低氧含量特殊钢中大型非金属夹杂物问题开展了相关工业试验和实验室研究,研究结果表明:1)当钢液w(T.O)低于(13~15)×10~(-6)后,通过LF精炼进一步降低钢液总氧和夹杂物含量变得困难。而RH真空精炼在钢液超低氧含量条件下则具有非常强的进一步降氧和去除夹杂物的能力,将RH精炼时间延长至33 min左右,钢液w(T.O)降至4.7×10-6,尺寸1.5μm以上夹杂物数量减少至1.77个/mm~2。2)超低氧特殊钢中夹杂物在钢液二次精炼过程会经历"Al_2O_3→MgO-Al_2O_3→CaO-MgOAl_2O_3→CaO-Al_2O_3"转变,其中Al_2O_3向MgO-Al_2O_3系夹杂物转变是由于钢液[Mg]与Al_2O_3夹杂物的反应,而[Mg]主要来源于[Al]还原钢包包衬MgO的反应。3)在w(T.O)=5.9×10-6的特殊钢连铸圆坯试样中检测到尺寸100~330μm的大型簇群状CaO-MgO-Al_2O_3系夹杂物,构成簇群的微小颗粒与钢液中微小夹杂物类似,表明是在连铸过程由钢液中微小夹杂物聚合而成。4)经过RH精炼,钢中夹杂物绝大多数已转变为液态CaO-Al_2O_3系夹杂物,而连铸过程发生的二次氧化,会将钢中夹杂物转变为高熔点的CaO-Al_2O_3系、MgO-Al_2O_3系或CaO-MgO-Al_2O_3系固态夹杂物,固态夹杂物更易聚合为大型夹杂物,因此在超低氧特殊钢生产中必须非常严格地控制二次氧化。     

轴承钢LF-VD精炼过程夹杂物行为变化研究

采用夹杂物自动扫描分析仪Aspex对轴承钢炉外精炼过程中的非金属夹杂物进行大面积扫描,系统研究了炉外精炼过程钢液纯净度变化,对关键工序进行氧、氮含量分析,同时利用"无水电解"提取各个工序夹杂物,以便观察夹杂物三维形貌,以指导生产实践。研究表明,LF-VD过程,夹杂物经历了Al_2O_3→MgO·Al_2O_3→CaO-MgO-Al_2O_3演变。LF精炼初期,钢液中形成大量Al_2O_3夹杂物,随着LF精炼地进行,钢液中逐渐形成MgO·Al_2O_3、钙铝酸盐、CaO-MgO-Al_2O_3等复合夹杂物,VD真空后,钢液中形成大量CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物。LF精炼初期,钢液中夹杂物数量密度达到16.25个/mm~2,随着LF精炼的进行,夹杂物数量逐渐减少,VD破空后钢液中夹杂物数量密度降低为6.87个/mm~2,随着静搅地进行,钢液中夹杂物数量密度逐渐降低,VD吊包夹杂物数量密度增加,可能是卷渣造成。     

Ca－Si脱氧及酸性渣重熔改善轴承钢的夹杂物

研究了电渣母材的脱氧制度及重熔渣系对轴承钢夹杂物和疲劳性能的影响。（１）Ａｌ脱氧的电渣母材，无论用碱性渣还是用酸性渣重熔，钢中的夹杂物都以脆性的Ａｌ＿２Ｏ＿３为主；（２）Ｃａ－Ｓｉ和Ｃａ－Ｓｉ＋Ｆｅ－Ｓｉ脱氧的电渣母材，经碱性渣系重熔后，钢中的夹杂物仍以Ａｌ＿２Ｏ＿３为主；但经酸性渣系重熔后，钢中的夹杂物变成以硫化物和硅酸盐为主的塑性夹杂物，钢材的疲劳寿命提高。     

钢包喂Ca—Si线对钢中夹杂物变性的影响

在实际的铝镇静钢生产工艺条件下,对钢包内钢水喂Ｃａ－Ｓｉ线处理后夹杂物的组成、形态、尺寸和分布等的变化规律作了了详细的研究。结果表明,喂线后钢中钙、铝比达到０．０９以上时,钢中的Ａｌ２Ｏ３类夹杂物能获得较好的变性;夹杂物中的钙、铝比随喂线后钢中钙、铝比的增大线性增加;钢中较高的钙、铝比有利于连铸坯中大颗粒夹杂物的去除,有利于夹杂物球化率的提高。