吸附杆材质对水口内夹杂物去除的影响

通过热态试验,研究了镁锆、镁铬、镁钙三种材质吸附杆在铝脱氧条件下对钢液中杂质的吸附效果。结果表明,从单位面积夹杂物个数、面积比率、吸附速度三方面,镁钙质吸附杆对钢液中夹杂物的吸附能力均强于镁锆质、镁铬质吸附杆。试样中部、边部单位面积夹杂物个数与原脱氧钢锭相比降低了29.66%、39.26%,面积比率降低了56.83%、64.33%,夹杂物附速度为0.34μm/s。     

吸附杆对不同脱氧方式钢液水口内夹杂物去除的影响

通过热态试验,对比研究了铝、钛脱氧条件条件下吸附杆对钢液中杂质的吸附效果。试验结果表明,从单位面积夹杂物个数、面积比率、吸附速度三方面,镁钙质吸附杆对不同脱氧方式钢液中夹杂物均有较强吸附能力。钛脱氧钢液中夹杂物面积比率减小最大,吸附杆进行夹杂物吸附试验效果最好,试样中部、边部单位面积夹杂物个数与原脱氧钢锭相比降低了27.10%、32.55%,面积比率降低了51.58%、54.97%。     

钙处理时机对LF-RH精炼过程Al2O3基夹杂物的影响

为研究LF-RH精炼工艺生产Q690钢时不同钙处理时机下夹杂物特征的变化,开展工业试验对RH精炼前后钙处理炉次取样进行定量分析对比。钙处理后夹杂物中CaO质量分数持续增加,CaS质量分数瞬态增加,夹杂物熔点降低。RH精炼前钙处理炉次中,RH精炼过程夹杂物的成分接近低熔点区,结束时夹杂物数量密度和面积分数分别为15个/mm2和0.01%。RH精炼后钙处理炉次中,RH精炼过程夹杂物依旧为高熔点Al₂O₃-MgO类型,结束时夹杂物数量密度和面积分数分别降至1个/mm2和0.002 5%。RH精炼前钙处理会使RH精炼过程夹杂物熔点以及夹杂物与钢液间的接触角降低,导致夹杂物去除驱动力降低,从而抑制夹杂物的去除。因此LF-RH精炼工艺生产铝脱氧钢时,为提高精炼过程钢中非金属夹杂物的去除效率,应在RH精炼后进行钙处理操作。     

不同铝含量的脱氧剂对钢液洁净度的影响

铝具备较强的脱氧能力,被广泛应用于炼钢过程中钢液的脱氧。然而铝脱氧产生的高熔点、大尺寸Al₂O₃夹杂物不仅会严重降低钢液的洁净度、恶化钢材韧性和疲劳寿命,还容易造成水口结瘤,影响连铸工艺的顺行。考虑到局部过饱和度对夹杂物的形核和长大等有着重要的影响,采用纯铝和Fe-30%Al合金(质量分数)对钢液进行脱氧,且实际加入的铝量保持一致,通过对不同脱氧时间(30、60 s)的钢液成分和夹杂物特征进行分析,研究了不同铝含量的合金对钢液洁净度的影响。结果表明,相较于纯铝脱氧,Fe-30%Al合金在相同时间节点下脱氧效果更好,合金中铝元素溶解速度更慢。此外,在目前试验条件下使用纯铝脱氧的钢样中夹杂物尺寸可达到9μm,而使用Fe-30%Al合金脱氧的夹杂物尺寸最大只有4μm。采用纯铝脱氧60 s后钢中夹杂物平均尺寸为Fe-30%Al合金脱氧的1.35倍,且单位面积夹杂物数量多了23%。两种合金在脱氧过程中残留在钢液中的夹杂物均以多面体夹杂为主,并有少量碰撞聚集形成的松散型团簇状夹杂。使用Fe-30%Al合金脱氧比纯铝脱氧更有利于钢液洁净度的提高,这取决于两...     

Mg在超纯净钢中应用的理论探索

就镁在冶炼纯净钢中的应用进行了理论探索.得出镁有比铝强得多的脱氧能力,镁能够将钢水中氧含量降低到很低的水平,当钢液中w(Mg)为10×10-6时,与之平衡的钢液中溶解w(O)不到1×10-6.采用新的镁处理铝镇静钢方法代替传统的钙处理铝镇静钢方法,可以使钢水的氧含量更低,纯净度更高.同时得出镁脱氧产生的MgO有很强的扩大CaO-SiO2-Al2O3三元系相图中低熔点区域的能力,使得由CaO、SiO2和Al2O3组成的非金属夹杂物生成低熔点的非结晶相的概率大大增加.     

60t LF精炼终点GCrl5轴承钢中氧化物夹杂特性的研究

通过电弧炉出钢加铝铁、硅铁脱氧,LF精炼初渣的组分为(/%:27.39~37.34 Al₂O_3,38.42~38.68 CaO,14.20~18.38 SiO_2,8.50~10.72 MgO,0.82~0.89 FeO,0.27~0.33 MnO,0.69~0.74 S,0.66~0.75TiO₂,（CaO）/（SiO₂）=2.09~2.72,（CaO）/（Al₂O₃）=1.04~1.40),LF终点T[O]为0.0012%~0.0019%,T[N]为0.0043%~0.0050%,[Ti]0.002%和[Ca]0.006%~0.009%。GCr15轴承钢LF精炼终点氧化物夹杂分析结果表明,钢中主要氧化物夹杂为镁铝尖晶石（MgO·Al₂O₃）和钙镁铝尖晶石氧化物（CaO·MgO·Al₂O₃）。镁铝尖晶石平均尺寸低于0.5μm,当有MnS、TiN等在其上析出后平均尺寸增大。钙镁铝尖晶石平均尺寸通常在2μm以上,在精炼温度下呈液态,易在钢中聚集长大,其尺寸（1.39~2.12μm）比固态的钙镁铝尖晶石-MnS夹杂物大,且更被精炼渣吸收并上浮去除。随着精炼过程钢液中的硫含量降低,以这两类尖晶石为核心的含MnS的复合夹杂物的平均尺寸降低。适当降低精炼终点渣中MgO的含量、光学碱度和黏度可以减少钢中夹杂物的数量并降低其平均尺寸。     

界面理论在夹杂物尺寸演变中的作用

以铝镇静钢为研究对象,在120t钢包内分别进行了镁处理和钙处理试验,对比了钢中夹杂物的成分、形貌、尺寸和分布.结果表明:镁处理试验炉次TO的去除率超过50％,钙处理炉次仅为30％,证明镁处理净化钢液效果更为明显;镁处理可将Al2O3迅速变质为尖晶石或MgO,夹杂物分布弥散,尺寸细小且基本不随时间延长而增大;钙处理对夹杂物的变质速度稍慢,夹杂物数量先增加后降低,尺寸降低不明显.界面理论计算表明,在同一体系内,将Al2O3变质为尖晶石比变质为铝酸钙具有更低的界面自由能,即镁处理可获得比钙处理更小的夹杂物尺寸,证明了精炼过程中夹杂物成分控制的重要性.     

重轨钢无铝脱氧工艺的研究

钢中铝夹杂对重轨钢性能有较大影响,其中铝脱氧钢中Al2O3夹杂是钢轨产生疲劳断裂的主要原因,减少重轨钢中Al2O3夹杂是很有必要的.因此,重轨钢的冶炼采用无铝脱氧工艺.针对重轨钢无铝脱氧的特点,对冶炼过程钢中铝含量控制、钢包炉扩散脱氧工艺、真空碳脱氧工艺和钙处理夹杂物控制进行研究.并把该技术应用到实际生产.结果表明,采用无铝脱氧工艺,通过控制炉渣组成、RH碳脱氧技术及钙处理工艺可把钢中w([O])降到20×10-6以下,满足洁净重轨钢的要求.     

钙镁复合处理20CrMnTi钢中硫化物夹杂

 20CrMnTi钢中添加硫可以改善切削性能,但也会带来力学性能变差的问题,Ca-Mg复合处理可减轻硫化物夹杂物的危害。通过实验室高温试验、电镜观察、能谱分析及统计方法,研究了对20CrMnTi钢中加硫后形成的硫化物进行Ca-Mg复合处理以及钙处理的效果。试验结果表明,复合处理可以使加硫钢中长条、链状的II类硫化物改性为球状单相或者包裹氧化物的复合夹杂物,处理后钢中夹杂物的平均长宽比、直径显著降低;复合处理时钙加入钢中形成的CaS与MnS固溶提高硫化物的球化率,镁主要形成MgO,使被包裹的氧化物核心更细小弥散,最终的夹杂物为MnS-CaS-MgO（-Al2O3-CaO）;若镁过量,则硫化物中会出现MgS,若钙过量,氧化物中出现CaO;加入镁使钙处理所需钙加入量变小,复合处理的效果优于单独的钙处理。     

Ce/Mg处理对M50轴承钢洁净度的影响

采用真空感应熔炼工艺冶炼航空轴承钢M50,对比分析了Ce处理、Mg处理和Ce–Mg复合处理对氧、硫含量和夹杂物分布特征的影响,结合热力学计算,阐明了加入Ce、Mg元素对钢液洁净度的影响机理。研究发现,Ce具有很强的脱氧、脱硫能力,加入Ce会优先生成Ce₂O₂S夹杂物,随着钢液中氧含量的降低,Ce还会与As等有害杂质元素结合,起到净化钢液的效果。过量的Ce会加剧其与镁铝尖晶石材质耐火材料的反应,导致钢中夹杂物数量的增加,Ce的质量分数为0.018%时,钢中夹杂物的尺寸和数量最小;添加Mg不仅可以脱氧、脱硫,还可以抑制Ce与镁铝尖晶石耐材的反应,Ce–Mg复合处理可以显著降低钢中的夹杂物的尺寸和数量,将钢中的氧的质量分数降低至0.00075%。      

冷轧薄板钙镁铝尖晶石类夹杂物成因分析

摘要：针对超低碳铝脱氧镇静钢在冷轧冲压过程中出现开裂情况进行了电镜和能谱成分分析,确定了主要夹杂物含有Al2O3、CaO及MgO,为钙镁铝尖晶石类夹杂物。研究了该问题炉次的钢包顶渣组分、中间包覆盖剂及涂层侵蚀情况,讨论了夹杂物的来源。结果显示,Al2O3为脱氧产物及二次氧化的产物;CaO的来源为渣中较高活度的CaO与钢水中酸溶铝Als反应导致Ca元素进入钢水,进而与钢水中的O生成CaO。MgO主要为中间包覆盖剂氧化镁及涂层融蚀的氧化镁进入中间包渣系,与钢水中的Als反应导致Mg元素进入钢水,再与钢水中的O生成MgO。     

Analysis of formation mechanism about Ca-Mg-Al spinel type inclusions in cold thin rolling sheet

The cracking of ultra low carbon Al deoxidized killed steel during cold rolling and stamping was analyzed by SEM and EDS. It was determined that the main inclusions consisted of Al2O3, CaO and MgO, which are Ca-Mg-Al spinel inclusions. The composition of the ladle top slag and corrosion of the tundish covering agent and coating were investigated, and the source of inclusions was discussed. It was found that Al2O3 is the product of deoxidation and secondary oxidation. The source of CaO is the reaction between CaO of higher activity in slag with acid soluble aluminum Als in molten steel, which leads to the entry of element Ca into molten steel and the formation of CaO with oxygen in molten steel. The reaction of MgO, which comes from MgO in tundish covering slag and MgO corroded from tundish coating, with Als in molten steel leads to element Mg entering molten steel, and then MgO is formed with oxygen in molten steel.     

超低氧冶炼过程镁铝尖晶石形成的热力学分析与控制

 对超低氧试验钢精炼过程中镁铝尖晶石的形成机制和生成热力学计算分析表明：1873K时,MgO-Al2O3二元系夹杂物中MgO的质量分数超过17%时就能生成镁铝尖晶石;采用高碱度、w((CaO))/w((Al2O3))≈1、强还原性精炼顶渣对铝终脱氧钢液进行LF精炼时,在LF精炼中前期就实现Al2O3向MgO·Al2O3尖晶石的转变;钢液中的镁则是实现Al2O3向MgO·Al2O3尖晶石转变的中介和桥梁。而钢中镁含量是由酸溶铝控制的。因此,保持钢液中足够的铝含量是镁铝尖晶石生成的前提。生产过程中,当钢液的w(［Al］)达到0.03%时,w(［Mg］)只需要1.32×10-7以上就能生成MgO·Al2O3尖晶石。     

工业条件下Ti氧化物长大趋势研究

通过在LF炉采用Ti-Mg复合脱氧的方法,对工业条件下氧化物的长大趋势及对晶内铁素体的诱导析出作用进行了研究。结果表明,在Ti-Mg复合脱氧后的1~9 min内,钢中氧化物数量由4.42×104个/cm2下降为3.21×104个/cm2,氧化物平均尺寸由1.5μm增至2.30μm。以氧化物作为形核核心形成晶内铁素体。Al加入钢液中,Ti、Mg含量迅速降低,氧化物数量减少,尺寸增大,氧化物周围没有晶内诱导铁素体产生。     

炼钢用Si—Al—Ba—Ca合金替代Si—Al—Fe合金终脱氧实验研究

通过对采用Ｓｉ－Ａｌ－Ｂａ－Ｃａ合金进行脱氧实验研究分析,证实用用此合金脱氧可提高钢的纯净度,改善钢水流动性和提高高线盘条的质量。     

含钙钡合金脱氧和非金属夹杂物控制技术研究

采用MoSi2电阻炉在1〖KG-*9〗873 K下开展了含钙钡合金脱氧和非金属夹杂物控制技术研究。结果表明，各组实验终点钢中夹杂物平均长度均小于8 μm，并都有纯三氧化二铝夹杂物存在。采用含钙钡合金的复合脱氧工艺，终点钢中未发现含钡夹杂物，有较多以CaO Al2O3为主要成分的复合夹杂物，w（T.O）＞50×10-6。用AlMnCa脱氧，终点钢样w（T.O）＝37×10-6，含氧化钙夹杂物较少，大于20 μm的夹杂物数量占总夹杂物数量的1.2%。     

LF炉无铝脱氧的工艺实践

介绍了承钢120t系统对钢中酸溶铝没有要求钢种的LF炉无铝脱氧实践。精炼过程中采用硅钙钡、硅钙粉、电石、碳化硅等对钢水进行无铝脱氧工艺,减少了钢水中的Als和Al2O3,精炼过程中加入Al2O3含量较低的精炼渣系,提高炉渣碱度,降低SiO2的活度,大幅提高硅的脱氧能力;优化钙处理工艺,对钢水进行深脱氧,通过夹杂物变性控制夹杂物的形态和尺寸。实践证明,对钢中酸溶铝没有要求的钢种采用无铝脱氧工艺后,没有降低钢水质量,提高了钢水可浇性,吨钢精炼费用降低2．96元／t。     

A thermodynamic model for deoxidation equilibria in steel

For relattively dilute solutions of oxygen and a deoxidizer M (M=Al, Cr, Ca, Mg, ...) in molten Fe, a thermodynamic model is proposed wherein the dissolved species are M*O associates as well as unassociated M and O atoms. At higher metal concentrations, a small amount of M ₂*O associates also form. Experimental deoxidation equilibria for 15 deoxidizers M are quantitatively reproduced at all temperatures, with only a constant, temperature-independent and composition-independent empirical parameter for the Gibbs energy of formation of each associate. The deoxidation behavior of Mg, Ca, and Ba is elucidated for the first time. The parameters are stored in a database, which can be used to predict complex deoxidation equilibria in multicomponent steels.