微小相去除夹杂物的热模拟试验

 采用50 kg真空感应炉进行了碳酸盐诱发微小相去除钢中夹杂物的模拟试验,发现了CaO基颗粒吸附夹杂物的实例,分析了捕获和去除夹杂物的机理。试验结果表明：用净化剂对钢液进行净化后,全氧质量分数、夹杂物面积比率、夹杂物个数分别有所降低。净化前夹杂物主要是簇状或链状的Al2O3夹杂物,净化后形成了低熔点的钙铝酸盐复合物,净化剂释放出的CaO基颗粒与细小非金属夹杂物发生碰撞、反应和吸附,促进了夹杂物的长大和去除。     

微小相去除夹杂物的水模型实验

采用水模型实验模拟了钢包钢水中微小相去除夹杂物的现象,利用高速摄像仪和图像处理技术分析了小气泡和夹杂物模拟物的运动行为,并且进行了净化剂和3种制球方式去除夹杂模拟物的实验,分析了气泡发生方式去除夹杂物的效果和原因,以提高钢水洁净度。结果表明:加入净化剂后,促进了夹杂物的去除,发现了气泡捕获多个夹杂模拟物的现象。在不同时刻,夹杂模拟物的去除率比没有产生小气泡时的去除率要高,平均提高13.66%。在3种气泡发生方式中,由于气泡生成时对内核材料的冲击作用,促进了净化剂的裂解,使得以外层净化剂加内核模拟物方式形成的复合球体最容易产生小气泡,夹杂物去除率100%,效果最好。     

铁液中稀土(La、Ce、Y)或Al脱氧产物的尺寸和分布

利用扫描电镜和图象分析仪了纯铁加稀土元素(La,Ce,Y）或Al脱氧后铁液中氧化物夹杂的形貌，颗粒大小及尺寸分布，并考察了脱氧素种类，孕育时间和冷却速度对夹杂物尺寸的影响，研究结果表明，铁液脱氧产物为烯土氧化物（或Al2O3）与氧化铁形成的复合型夹杂物。此类夹杂物呈细小弥散分布，适宜的孕育时间和较快的冷却速度可使夹杂物细化，在4种脱氧元素中，La细化夹杂物的效果最好。     

直结晶器弧形连铸机铸坯夹杂物研究

利用金相观察、大样电解、扫描电镜和光谱分析等方法对直结晶器弧形连铸机板坯夹杂物种类、形状、尺寸及分布等进行研究．研究表明，板坯中非金属夹杂物包括脱氧产物、硫化物、硫化物与脱氧产物形成的复合夹杂以及少量的由外来夹杂物和脱氧产物形成的复合夹杂物，以球状硅酸盐夹杂为主，在结晶器内大于280pm的夹杂物能够去除，而直径在50～280μm之间的夹杂物没能有效去除．     

不锈钢中夹杂物控制综述

综合阐述了前人在不锈钢中夹杂控制方面所做的工作,分析了不锈钢脱氧剂的选择对不锈钢洁净度的影响,指出了铝脱氧不锈钢和硅脱氧不锈钢的脱氧产物以及其它衍生夹杂物的生成条件,提出了不锈钢中不同种类夹杂物的液态化改性处理方法,并对不锈钢中夹杂物的氧化物冶金研究现状进行了介绍。希望通过对夹杂物的合理控制,尽可能减小夹杂物对钢材危害、有效提升产品性能。     

夹杂物对低合金钢点蚀诱发敏感性的影响

为了进一步提高低合金钢的抗点蚀性能,采用Ti/Al脱氧及Ca处理工艺熔炼并轧制制备了试验钢。利用场发射扫描电镜及能谱仪(SEM-EDS)、电化学极化试验及浸蚀前、后夹杂物的原位观测,研究了不同脱氧工艺钢中夹杂物在模拟海水介质中诱导点蚀的行为。结果表明:与Al脱氧钢相比,Ti脱氧钢中形成了富含Ti Ox、数量更多、尺寸更细小的夹杂物,有利于Mn S的局部分散析出,降低其诱发点蚀的危害,采用Ti脱氧工艺有助于提高钢的抗点蚀性能;Mn S诱发点蚀的能力强于氧化物夹杂,点蚀优先在Mn S夹杂与基体的界面处及夹杂物曲率半径小的区域萌生;降低夹杂物的腐蚀活性应该以调控夹杂物的组成为基础,其次优化夹杂物的形貌(球形化),在微米级范围内,夹杂物尺寸对点蚀诱发的影响最小。     

超低碳钢精炼过程中Fe-Al-Ti-O类复合氧化物夹杂的演变与控制

超低碳钢是一种重要的汽车用钢材料, 钢中通常添加钛元素, 使其形成析出物, 提高钢材的深冲性.然而钛元素作为一种脱氧能力较强的元素, 进入钢液中通常首先形成氧化物.为了减少含钛氧化物夹杂的生成, 基于"转炉-RH-连铸"的超低碳钢生产流程, 对RH精炼过程进行系统取样, 分析了铝脱氧剂加入后及合金化元素钛加入后的氧、氮气体含量变化及夹杂物特征变化, 并使用FactSage热力学计算软件对Fe-Al-Ti-O夹杂物稳定相图进行计算.研究结果显示, 含钛类氧化物夹杂通常以Al₂O₃类夹杂物作为形核质点, 对其形成包裹状夹杂物.若避免含Ti夹杂物的生成, 当钢中Ti质量分数为0.1%时, 钢中溶解Al质量分数应在0.01%以上.对含钛氧化物的生成及长大流程进行研究, 通过对Al₂O₃夹杂物及Ti₂O₃夹杂物粗化率的计算及附着功的比较可知, Ti₂O₃夹杂物在1600℃时的熟化生长速率较Al₂O₃较大且Ti₂O₃夹杂物与Al₂O₃夹杂物相比不容易相互碰撞融合并从钢液中去除.若提高精炼过程中的氧化物夹杂物去除率, 应严格控制含钛氧化物类夹杂物的生成.      

转炉工艺操作和钢包吹氩对钢中氧化物夹杂的影响

通过转炉复合吹炼和钢包吹Ａｒ流程的工业试验，研究了船用钢和深冲用铝镇静钢中夹杂物的大小和数量，以及不同操作条件对去除钢水中氧化物夹杂的影响，提出防止和去除夹杂物的工艺措施，以生产出夹杂物小于２０μｍ的连铸钢水。     

微气泡与钢中非金属夹杂物相互作用机理的研究

介绍了微气泡与夹杂物之间的相互作用原理和几种气泡去除非金属夹杂物的方法,并计算了气泡与夹杂物之间相互作用的主要参数。在此基础上提出了利用超细固体粉末诱发微小气泡去除钢液中细小夹杂物的方法,并进行了大生产试验,结果表明,与传统工艺相比,利用此方法处理后的铸坯中氧化物夹杂数量明显减少,夹杂物数量减少近40%,铸坯中全氧含量降低到0.000 6%～0.000 8%。     

钢中细小夹杂物的研究方法探讨

以氧化物冶金领域中研究最为广泛的钛脱氧产物为例,通过扫描电镜(SEM)对金相试样和电解夹杂物的观察,大样电解萃取夹杂物后X射线衍射(XRD)分析,金属薄膜法制样的透射电镜(TEM)分析,采用离子减薄技术后的电子背散射衍射(EBSD)分析和通过采用RTO法制样的透射电镜分析,对细小夹杂物的研究方法尤其是内部结构和物相组成的研究进行了探讨。实践表明,小样电解是提取钢中细小夹杂物的最好方法,而大样电解可能对夹杂物造成损害。微米级夹杂物采用金属薄膜法制样比较困难,但采用离子减薄后,在SEM下可清晰的观察夹杂物的内部结构并采用EBSD分析其相组成。     

利用LF精炼炉造渣工艺改进提高钢质量的实践

传统的精炼炉经常用石灰＋碳化钙或碳化硅等脱氧脱硫剂造渣,对钢水脱氧、脱硫、去夹杂物,效果不甚理想,且成本较高。为此,本公司试验利用加入部分焦粉,硅钙合金粉末代替碳化钙,碳化硅脱硫脱氧追渣能净化钢液,改变夹杂物形态,提高了钢的质量,降低了炼钢的成本。     

钢中铝-硅-锰复合脱氧反应的热力学计算

复合脱氧后钢液的最终氧含量优于单独脱氧的效果,同时复合脱氧可产生低熔点、易聚合长大的复合夹杂物,实现最佳的脱氧效果。用热力学方法计算了铝-硅-锰复合脱氧的效果,结果表明,在不同硅锰比下,复合脱氧均比单独用铝脱氧的最终氧含量要低;根据脱氧产物为锰铝榴石的原则得出了合金脱氧剂的组成成分。热态试验验证了理论计算结果。     

轴承钢精炼中大型夹杂物来源的示踪

 为了控制轴承钢中大型夹杂物,采用在LF精炼初渣中添加示踪剂的方法, 确定轴承钢大型夹杂物的来源。 初期脱氧夹杂一直悬浮在钢中,未与炉渣接触,不含BaO成分,在钢中残留量占全部氧化物夹杂的10%～15%;内生夹杂由渣钢反应生成,随精炼进行,含BaO夹杂的比例升高。无渣冶炼如RH可抑制该类夹杂生成,在钢中残留量约占25%～40%;卷渣夹杂由钢渣搅动生成,绝大多数含有BaO成分,随精炼进行尺寸逐渐减小,残留在钢中的比例约占50%～60%。因此,降低钢中大型夹杂物的技术措施是严格控制脱氧前钢水的氧活度[aO,]降低[w(T[O]);]尽可能避免或减弱渣钢反应强度,或降低精炼渣的还原势;优化钢水搅拌强度,减少卷渣并促进微细夹杂物聚合上浮。     

脱氧工艺对车轮钢氧化物夹杂控制的影响

从脱氧材料的选择、加入时间和加入方式以及脱氧产物排除方法试验了不同脱氧工艺对车轮钢中氧化物夹杂控制的影响,试验结果表明:采用出钢预脱氧+LF一次性加Al+钙处理工艺,能有效降低钢中B类夹杂,可完全满足车轮钢对B类夹杂物的技术条件要求。     

钛脱氧钢中针状铁素体的形成

通过实验研究了钢中加钛脱氧后针状铁素体的形成及夹杂物的变化。对实验钢的化学成分、组织变化、析出相成分、钢中氧含量及夹杂物尺寸进行了分析。实验证明,在钢中加钛处理后,钢中产生了大量的以钛氧化物或钛铝等复合氧化物为核心的针状铁素体,钢的组织明显细化,随着钛加入后孕育时间的延长,钢中夹杂物的尺寸变小,孕育时间存在最佳值。     

16MnR钢板表面夹杂的分析

分析脱氧加铝量、中间包加铝操作、结晶器保护渣及中间包耐火材料等工艺操作因素对16MnR钢板表面夹杂的影响。通过采用适当加终脱氧铝量、用优质保护渣和耐火材料等措施后,降低了16MnR钢板表面夹杂,提高了钢板的实物质量。     

Effects of deoxidizing degree on the pitting corrosion behavior of carbon and manganese steels

Nine steels with different deoxidizing degrees and two comparative steels were selected. Their pitting initiation susceptibility was compared by means of potentiodynamic polarization tests in 3wt% NaCl solution. The pit propagation rate was evaluated in artificial sea water and 3wt% sea salt solution by simulating occluded corrosion cell (SOCC) test and hanging plate test, respectively. The composition of inclusions and corrosive feature were studied by scanning electron microscopy (SEM), electron probe micro-analysis (EPMA), and optical microscopy (OM). The results indicate that sulfide inclusions in steel are the sites for pit nucleation. The sulphide inclusions vary in shape from short spindle-like to long strip-like with increasing deoxidizing degree. Under the same conditions, the lower the deoxidizing degree gets, the lower the pitting initiation susceptibility becomes, and the stronger the resistance to pit propagation exhibits. For steels with different deoxidizing degrees, their pitting initiation susceptibility is mainly influenced by thermodynamic stability, while the pit propagation rate is primarily subject to the characteristics ofinclnsions in steel.     

Effect of Calcium Treatment on Non-Metallic Inclusions in Ultra-Low Oxygen Steel Refined by High Basicity High Al2O3 Slag

 The influence of calcium treatment on non-metallic inclusions had been studied when control technology of refining top slag in ladle furnace was used in ultra-low oxygen steelmaking. A sufficient amount aluminium was added to experimental heats for final deoxidizing during BOF tapping, and the refining top slag with strong reducibility, high basicity and high Al2O3 in ladle furnace was used to produce ultra-low oxygen steel and the transformation of non-metallic inclusions in molten steel was compared by calcium treatment and no calcium treatment. The results show that the transformation of Al2O3→MgO·Al2O3 spinel→CaO-MgO-Al2O3 complex inclusions has been completed for aluminum deoxidation products and calcium treatment to molten steel is unnecessary when using the control technology of ladle furnace refining top slag to produce ultra-low oxygen steel, and the complex inclusions are liquid at the temperature of steelmaking and easily removable to obtain very high cleanliness steel by flotation. Furthermore, the problems of nozzle clogging in casting operations do not happen and the remaining oxide inclusions in steel are the relatively lower melting point complex inclusions.     

AWCF脱氧研究

本文提出了将ＣａＣＯ＿３渣剂与铝结合（ＡＷＣＦ）进行钢水脱氧的设想，并且进行了试验，结果表明，此方法可使脱氧速度加快，钢中氧含量更低。另外还做了简要的分析。     

国内外95CrMo中空钢成品洁净度及组织性能分析

对国内外95CrMo中空钢成品进行了对比研究,结果表明：国内中空钢中S含量低,虽然脱氧元素Al、Ca含量也高,剩余wT［O］相比不低,但wAls/wAlt比值明显低于国外,废钢带入Ti和残余元素高于国外中空钢;国内中空钢中夹杂物数量较多,尺寸较大,CaS包裹的球型复合夹杂物多于国外中空钢,国外中空钢中含有Al2O3的夹杂物相对较多,但尺寸小,几乎没有钛类夹杂;国内外中空钢组织和硬度差别不大,夹杂物的数量、尺寸和类型可能是影响中空钢疲劳寿命的主要原因。