喷射冶金中应用CaO基粉剂的试验研究

本文阐述了用CaO基粉剂进行钢包喷粉的11炉工业规模试验,着重探讨了CaO基粉剂的脱氧、脱硫和夹杂物形态控制的效果,并论述了其机理。试验证明了喷吹CaO基粉剂能将钢水总氧含量从85PPM降低到65PPM,平均脱硫率为14％,大颗粒夹杂较喷吹CaSi粉显著减少。     

喷吹CaSi粉对16Mn类钢中非金属夹杂物的控制

工业试验使用平炉冶炼的16Mn钢水,钢包喷吹CaSi粉或CaO+CaF_2粉剂。喷吹CaSi粉后钢中电解夹杂含量显著降低,钢中夹杂物明显细化。促使钢中夹杂物变性重要的是控制钢中Ca,Al,S,O含量。喷吹CaSi粉可将A_2O_3和绝大部分MnS夹杂变性。喷吹CaO+CaF_2粉剂时,部分Al_2O_3夹杂变性,而MnS变性却很困难。     

200t钢包喷吹石灰基渣粉冶金效果

本文叙述了鞍钢大型转炉200t钢包采用石灰基渣粉喷吹的试验研究。探讨了合适的渣粉成分配比及工艺参数对效果的影响。喷吹渣粉脱硫率平均为74.4%,最低硫含量为32ppm。对硫化物夹杂可局部变态,对氧化物夹杂控制较为彻底。喷渣粉后钢中[O]_T比喷吹CaSi粉要低,且夹杂物颗粒较为细小、弥散,显示了石灰基渣粉喷吹的独特的冶金效果。     

Ca-Si线与FeS合金化模式对低碳结构钢硫化物形态的影响

通过10 kg感应炉研究了Ca-Si线与FeS加入次序对低碳结构钢(/%:0.16C,0.65Mn,0.25Si,0.034S,0.025P)硫化物形貌和切削性能的影响。以钢中非金属夹杂物变形处理为基础,采用Image Pro Plus软件对钢中夹杂物指标进行定量分析,得出采用先加入Ca-Si线后加FeS的合金化模式时,钢中夹杂物平均长度为12.3μm,单位面积上条状夹杂物与粒状夹杂物之比为64:41,而采用先加FeS后加Ca-Si线的合金化模式,钢中夹杂物平均长度为9.9μm,单位面积条状夹杂物与粒状夹杂物数量之比为52:53,且钢样的切削性能较先加Ca-Si线模式好,因此先加FeS后加Ca-Si线的合金化工艺有利于控制钢中硫化物形态。     

TN喷粉对钢中夹杂及机械性能的影响

本文研究了钢液经喷吹Ca-Si粉处理后,钢中非金属夹杂物含量,分布,形态控制以及对钢材机械性能的影响。试验表明,喷粉后钢中夹杂含量明显减少,夹杂物发生变态,形成球状的铝酸钙,对改善钢材的机械性能十分有利。     

钙处理对成品无取向硅钢夹杂物特性的影响

通过取样检测结合热力学计算,分析了钙处理对成品无取向硅钢中夹杂物特征及硫化物夹杂的析出机制的影响。结果表明,钢中尺寸大于3μm的有害夹杂物主要是AlN、MgO-SiO_2、CaO-Al_2O_3-SiO_2类复合夹杂物及其与MgS、MnS、CaS的复合析出物。钙处理钢中没有检测到单独的Al_2O_3、SiO_2及铝酸钙类夹杂物。钙处理钢中形成的液态3CaO·Al_2O_3、MgO·SiO_2和Al_2O_3夹杂物被精炼渣吸收,改性去除了钢中大尺寸Al_2O_3夹杂物。钙处理钢中尺寸大于3μm的氧化物夹杂主要是含CaO和(或)CaS的Al_2O_3-SiO_2类夹杂。硫化物在MgO-SiO_2类氧化物表面的析出有利于其形貌趋于规则。钢中不同形貌的AlN夹杂物呈多尺度分布,钙处理对大尺寸AlN的析出特性影响不大。氧硫化物及其与AlN复合析出并定向长大的过程,与其晶体结构有关。氧化物夹杂的硫容量决定了其与硫复合的难易程度。钙处理钢中CaS在氧化物表面呈局部包裹析出和局部吸附析出。     

喷吹Ca-Si粉钢中非金属夹杂物成因的探讨

采用金相、电子探针、扫描电镜等方法,对喷吹 Ca-Si 粉16Mn 钢中非金属夹杂物进行了详细的观察和定量测定,得出钢材中存在 CaS·(Ca,Mn)S、MnS、铝酸钙和 MgO·Al_2O_3五种类型夹杂物。通过热力学分析和实际测定证实,钢中不生成 Ca(O,S)夹杂物,(Ca,Mn)S 夹杂物中钙和锰含量是变化的,并随钙量增加而趋于球状。但是喷吹 Ca-Si 粉处理钢中夹杂物形态控制不彻底,仍有条状 MnS 夹杂物。钢锭尾部出现大型复合夹杂物,主要是钢渣与耐火材料反应产物混入钢液,因浇铸温度低未上浮造成的。因此,提高浇铸温度是减少尾部大颗粒夹杂物的重要措施。     

钙处理对成品无取向硅钢夹杂物特性的影响

通过取样检测结合热力学计算,分析了钙处理对成品无取向硅钢中夹杂物特征及硫化物夹杂的析出机制的影响。结果表明,钢中尺寸大于3μm的有害夹杂物主要是AlN、MgO-SiO₂、CaO-Al₂O₃-SiO₂类复合夹杂物及其与MgS、MnS、CaS的复合析出物。钙处理钢中没有检测到单独的Al₂O₃、SiO₂及铝酸钙类夹杂物。钙处理钢中形成的液态3CaO·Al₂O₃、MgO·SiO₂和Al₂O₃夹杂物被精炼渣吸收,改性去除了钢中大尺寸Al₂O₃夹杂物。钙处理钢中尺寸大于3μm的氧化物夹杂主要是含CaO和(或)CaS的Al₂O₃-SiO₂类夹杂。硫化物在MgO-SiO₂类氧化物表面的析出有利于其形貌趋于规则。钢...     

扫描电镜和电解萃取法用于超洁净钢中夹杂物的表征

非金属夹杂物对轴承钢性能有较大危害,全面掌握钢中夹杂物的信息对提高轴承钢质量至关重要。实验采用ASPEX扫描电镜检测和水溶液电解萃取相结合的方法检测了超洁净轴承钢中夹杂物颗粒的尺寸、分布、类型、原始三维形貌等信息,并且对比了两种检测方法。结果表明,两种方法都检测出该超洁净钢中夹杂物类型包括硫化物、氧化物、硫化物和氧化物的复合型夹杂物以及钛的化合物,其中大部分夹杂物是硫化物,其次是氧化物和硫化物的复合类夹杂物,颗粒尺寸多小于5μm。这两种方法在检测夹杂物类型和尺寸方面的结果是一致的,且均可靠。在大尺寸夹杂物检测方面,两种方法都检测到大尺寸的CaO夹杂物,而电解萃取的方法进一步检测到约18μm的SiO_2·Al_2O_3复合氧化物夹杂,因此电解萃取法对于数量稀少的大尺寸夹杂物的检测更为有效和可靠。     

X80管线钢夹杂物控制工艺的研究

X80微合金化管线钢冶炼的工艺流程为300 t顶底复吹转炉-钢包吹氩微合金化-LF-RH。通过转炉气动挡渣法控制出钢下渣量≤4 kg/t;钢包顶底吹氩搅拌6 min铝粒脱氧;控制LF顶渣CaO/Al₂O₃=1.7～1.9,碱度(CaO/SiO₂) =4.5～6, (FeO+MnO)≤1.0%; RH喂FeCa线0.8 kg/t,使T[O]达到13×10^-6,夹杂物尺寸≤10μm, ≤5μm夹杂物占98.93%,钢中Al₂O₃尖晶石夹杂物转变为CaO-MgO-Al₂O₃系三元夹杂。分析了冶炼过程夹杂物数量、尺寸形态和组成,得出管线钢夹杂物变性的规律。     

低硫16Mn钢中稀土作用的研究

硫对钢质和钢材性能危害极大。钢包喷吹Ca-Si粉粒处理,可显著脱硫和变质硫化物夹杂,致使改善钢材性能。但是硫化物变质的不彻底,尚余约10％的MnS夹杂物。若在低硫钢中再加入少量稀土(0.020％左右),既可使MnS夹杂完全变质,又获得进一步改善钢材韧塑性和抗氢致开裂性能。钢包喷吹Ca-Si粉粒处理是稀土在钢中应用最经济合理的工艺。     

无取向电工钢WG350生产过程中夹杂物的行为与控制

为了更好地控制WG350无取向电工钢中的夹杂物,采用扫描电子显微镜、Aspex系统分析了精炼、连铸过程和成品板中夹杂物的类型、数量及尺寸的演变规律。结果表明,氩站开始出现大尺寸含P复合夹杂物,该类型夹杂物大部分在RH脱碳后会上浮去除。RH加铝脱氧时生成的Al_2O_3以团簇状和块状为主,前者尺寸范围为0.5～5μm且大部分被去除,而块状Al_2O_3会一直遗留至成品中。RH合金化后,钢液中夹杂物数量达到最大,夹杂物类型除Al_2O_3外,主要还有复合氧化物、复合氧硫化物。成品板中夹杂物种类及数量关系为:氧硫化物氧化物氮化物氮化物+氧化物氮化物+硫化物氮-氧-硫复合物硫化物。钢中氧硫(质量分数)由49×10~(-6)降低至13×10~(-6)时,夹杂物种类及数量均会大幅度减少。     

钢包喂Ca-Si线工艺的研究

通过模拟钢包喂线结合底吹氩水模实验和钢包喂线实验，确定了钢包喂Ca-Si线的工艺参数。实验结果表明，K16MnL钢中喂入Ca-Si线芯粉量达到一定量时，钢中90％以上的硫化物夹杂球化变性，轧材的冷弯性能得以显著改善。     

钢包耐火材料对帘线钢中夹杂物的影响

分别使用镁钙质和镁碳质两种钢包包衬,对帘线钢进行了LF精炼。利用Aspex扫描电镜,研究分析了不同镁质耐材料对钢中夹杂物成分、尺寸及数量的影响,并通过FactSage热力学计算对夹杂物的变化规律进行了解释。结果表明,LF精炼开始阶段,夹杂物主要以SiO_2-MnO为主;随着冶炼的进行,镁钙质包衬炉次的夹杂物中Al_2O_3、CaO及MgO含量有所上升,而镁碳质包衬炉次中夹杂物成分基本不变。使用不同包衬时,软吹开始之后,钢中夹杂物数密度都趋于稳定值8个/mm~2,而夹杂物平均尺寸变化则不同。使用镁碳质包衬时夹杂物平均尺寸相对较高,软吹开始时达到峰值2.5μm左右;而使用镁钙质包衬时,夹杂物尺寸最终稳定在1.0μm左右。随着钢中Al含量的增加,夹杂物中Al_2O_3含量逐渐增加,SiO_2含量逐渐下降, CaO和MnO的含量几乎不变。     

洁净钢中稀土夹杂物生长行为的实验研究

通过扫描电镜和能谱分析,研究洁净钢中稀土夹杂物的生长动力学过程。在本实验条件下,得到以下结论:随着反应时间的增加,洁净钢中稀土氧化物及氧硫化物夹杂的平均尺寸先逐渐增大而后减小,并在15 min时达到最大值,分别为2.86μm和2.91μm;洁净钢中稀土氧化物及氧硫化物夹杂的几何尺寸均小于5μm。     

钢包喷射CaO基粉剂研究的进展

本文介绍与总结了国外铝镇静钢中喷射 CaO 基粉剂的试验结果,这些研究包括脱硫率、总氧量的变化、夹杂物形态的控制和钢的机械性能等。研究表明喷射 CaO 基粉剂的冶炼效果可与 CaSi相媲美。对试验结果进行了扼要地讨论。     

60t LF-VD精炼过程18CrNiMo7-6齿轮钢夹杂物的演变

18CrNiMo7-6钢（/%:0.17C,0.57Mn,0.24Si,0.012P,0.003S,1.70Cr,1.49Ni,0.28Mo）的冶金流程为60t EAF-LF-VD-2.1t铸锭。取样分析了EAF铝锭预脱氧,LF铝粒和碳化硅混合脱氧剂扩散脱氧（LF初渣成分/%:57~60CaO,20.5~22.0Al₂O₃,9.9~11.3SiO₂,8.8~10.6MgO,0.7~1.1FeO,0.7~0.9MnO）,VD后和软吹后钢中夹杂物数量、尺寸和组成的变化。结果表明,精炼过程1~10μm夹杂物数量降低16.67%,>10μm夹杂物数量降低50%,≥30μm夹杂物基本去除;精炼过程中生成的夹杂主要为镁铝钙的复合夹杂物和CaS,MgS,MnS等硫化物;成品材中主要为Mg-Al的氧化物夹杂,硫化物以MgS为主,有少量MnS、CaS。应进一步优化冶炼工艺,控制中小型夹杂物的形成。     

LF软吹时间对硅脱氧弹簧钢氧化物夹杂控制影响

 对于一些采用硅锰脱氧冶炼工艺的特殊钢,为保证钢水洁净度,常会选择较长时间的LF软吹处理,导致过程能耗增加。通过工业试验,借助FEI Explorer 4自动扫描电镜检测,研究不同LF精炼软吹时间对硅脱氧弹簧钢55SiCr铸坯氧化物夹杂成分、数量的影响;并采用夹杂物极值统计法,对比评价不同LF精炼软吹时间对应成品盘条横截面最大夹杂物尺寸控制情况。结果表明,在LF软吹10 min与软吹40 min 两种工艺条件下,铸坯中尺寸大于5 μm的氧化物夹杂成分接近,均在CaO-SiO₂-Al₂O₃相图中假硅灰石、钙长石和钙铝黄长石共晶低熔点区,其中软吹10 min工艺铸坯氧化物夹杂组成落入低熔点区的数量所占比例更大。LF软吹10 min与软吹40 min铸坯中尺寸大于5 μm的氧化物夹杂数量密度分别为11.70个/100 mm2和14.59个/100 mm2,尺寸大于15 μm 的氧化物夹杂数量密度分别为0.53个/100 mm2和1.65个/100 mm2,LF软吹10 min工艺铸坯大尺寸氧化物夹杂数量密度略低于LF软吹40 min工艺。当预测面积为30 000 mm2时,两种LF软吹时间对应成品盘条横截面最大夹杂物尺寸分别为27.1 μm和28.1 μm,盘条最大夹杂物尺寸控制无显著差别。结合硅锰脱氧钢中大尺寸低熔点CaO-SiO₂-Al₂O₃系夹杂物主要源自钢包渣乳化卷入,具有与钢水和氩气泡界面接触角很小、难以通过吹氩上浮去除的特点,建议硅锰脱氧钢LF软吹过程按短时间快节奏进行控制。     

高CaO低SiO_2型石灰基粉剂铁水脱硫试验研究

一、概述石灰基粉剂具有资源丰富、价格低廉、操作安全简便等优点,但由于存在易吸潮的致命弱点,限制了它在喷射冶金中的应用。东北工学院和黑龙江小岭铁合金厂经一年多的研究实践,研制出了CaO含量高、SiO_2含量低的抗潮石灰,在钢水脱硫脱磷及净化夹杂诸方面收到了与喷吹等量Ca-Si粉剂相近的效果,经济效益相当可观。为了探索这种粉剂对铁水脱硫的效果,推动铁水炉外脱硫技术的发展,在大量物性测定和冷喷实践     

低温化工用16MnG无缝钢管的研制

本文概括总结了低温-40℃化工用16MnG无缝钢管的研制过程、主要生产工艺及取得的成果。该钢管的关键是-40℃的V型(夏比)冲击功≥24.5J,16MnG钢采用挡渣球出钢、合成渣洗及喷吹Ca-Si粉进行精炼,达到脱[S]效率高、去气、改变夹杂物形态、净化钢水的目的,从而提高了钢材的综合性能。