无取向电工钢中酸溶铝含量对夹杂物的影响

 为提高无取向电工钢成品性能及优化生产,采用SEM-EDS等分析方法分别对比分析了无取向电工钢生产时,不同酸溶铝含量的生产工艺对钢中夹杂物的影响。研究表明,当钢中酸溶铝含量w(Als)为0.2%～0.4%时,精炼过程所生成的夹杂物为高熔点的Al2O3和球状的MgO-Al2O3类夹杂物;当钢中w(Als)小于0.005%时,精炼过程所生成的夹杂物主要为塑性硅铝锰酸盐类夹杂;各工位夹杂物平均数量呈递减的趋势,且w(Als)为02%～0.4%的高碱度渣系控制生成的夹杂物总量低于后者。     

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。     

小方坯连铸过程中水口堵塞的动力学模型

ISIJ International,2010,50(5):712-720浸入式水口的堵塞是连铸过程中一个长期存在的问题。夹杂物的长大是水口发生堵塞的主要原因,尤其是铝镇静钢中的氧化铝夹杂,钙处理钢中的硫化钙夹杂和钛镇静钢中的氮化钛夹杂。据报道,堵塞主要发生在水口内流动停滞或分流的地方,所以了解水口内流体的流动和夹杂物的运动有助于理     

宽厚板立轧非均匀塑性变形机制

摘要：为探索高碳硅镇静钢中失效夹杂物的检测方法,通过大量分析切割钢丝拉拔断口明确了失效夹杂物类型,同时利用失效指数验证金相观察法、电镜分析法、极值统计法、电解法、盘条拉伸法等评价夹杂物的有效性。结果表明,以帘线钢、切割钢丝用钢为代表的高洁净度高碳硅镇静钢,失效夹杂物以高铝夹杂物为主,尺寸集中在10～40μm。断口分析是失效夹杂物的最直接评价方法,但耗时长。金相制样法评价失效夹杂物往往与实物质量不符。有机溶物电解法可以用来分析冶炼过程高铝夹杂物变化,为失效夹杂物控制提供方向。未时效盘条拉伸实验,可快速检测出高碳钢盘条中大尺寸夹杂物。     

钢中稀土与耐火材料的作用和加稀土钢的水口结瘤

用金相、岩相、电子探针及X射线结构分析等手段分析了浸入含稀土钢液的各类耐火材料及现场取得的浇铸含稀土钢的堵塞水口。发现不同耐火材料反应不同:氧化硅与钢液中稀土反应,形成低熔点化合物或玻璃,不但不粘附钢中的稀土夹杂物,反而造成耐火材料本身的显著冲蚀;刚玉与钢中稀土反应,形成高熔点的铝酸稀土,固态的铝酸稀土对钢液中的夹杂物粘附力并不强;由硅铝质耐火材料制成的水口,与钢液中稀土反应形成的产物为由低熔点化合物或玻璃与高熔点化合物组成的粘滞性混合物,最易于粘附钢中的夹杂物。在水口处夹杂物聚集并烧结,进一步粘附更多的夹杂物,从而造成水口的堵塞。实验还发现,氧化镁耐火材料与钢中稀土反应较弱,比较稳定。     

高碳硅镇静钢中失效夹杂物检测方法的探讨

为探索高碳硅镇静钢中失效夹杂物的检测方法,通过大量分析切割钢丝拉拔断口明确了失效夹杂物类型,同时利用失效指数验证金相观察法、电镜分析法、极值统计法、电解法、盘条拉伸法等评价夹杂物的有效性。结果表明,以帘线钢、切割钢丝用钢为代表的高洁净度高碳硅镇静钢,失效夹杂物以高铝夹杂物为主,尺寸集中在10～40μm。断口分析是失效夹杂物的最直接评价方法,但耗时长。金相制样法评价失效夹杂物往往与实物质量不符。有机溶物电解法可以用来分析冶炼过程高铝夹杂物变化,为失效夹杂物控制提供方向。未时效盘条拉伸实验,可快速检测出高碳钢盘条中大尺寸夹杂物。     

CSP生产低碳铝镇静钢的钙处理

通过对国内某钢厂CSP工艺生产的低碳铝镇静钢钙处理前后钢中夹杂物类型的变化研究,从热力学上分析了钢中Al2O3夹杂物的变性机理及夹杂物中wCaS较高的原因。同时,重点描述了钢中夹杂物不同类型的发展过程和夹杂物中CaS的存在形式。研究结果表明,钙处理后钢中镁铝尖晶石和钢中Ca、S元素会结合并相互扩散;且在现有工艺条件下,钢中wS过高使钢液钙处理后钢中原有的高熔点镁铝尖晶石夹杂物没有转变为低熔点夹杂物,同时也是钢中生成了大量CaS的主要原因;在现有工艺水平下,钢中wT[Ca]应控制在0.001 4%~0.002 8%较为合适。     

38CrMoAl钢浸入式水口结瘤机理研究

通过对高铝钢38CrMoAl连铸方坯生产过程中钙处理前后水口结瘤物的物相测定和钢中夹杂物的类型分析,研究高铝钢中间包浸入式水口处结瘤机理。分析结果显示,Al_2O_3、MgO·Al_2O_3和CaS是堵塞中间包水口的主要物质,水口堵塞的原因是钢液中的高熔点夹杂物在水口内壁聚集、粘结。钢中较高的S含量、精炼渣系控制不当、钙处理过度是引起水口堵塞的主要原因。针对上述原因,结合实际生产提出了高铝钢水口结瘤改进措施。     

非钙处理对高等级齿轮钢夹杂物的影响

 为解决水口堵塞、B类夹杂物超标及控制Ds类夹杂物,通过热力学计算和工业试验研究了SCr420H齿轮钢钙处理与非钙处理对中间包夹杂物的影响。研究发现,非钙处理炉次中间包夹杂物数量低于钙处理炉次。非钙处理炉次中间包夹杂物主要为棱角状镁铝尖晶石;钙处理炉次夹杂物主要为Al₂O₃-CaO-MgO与CaS复合球状夹杂物。优化工艺后非钙处理炉次中间包高熔点尖晶石类夹杂物数量大幅降低,水口堵塞及B类夹杂物问题得到解决。非钙处理圆钢夹杂物评级结果为,A类不大于0.5,B类不大于0.5级,C类为0,D(细)类不大于1.0级,D(粗)类不大于0.5级,Ds类不大于1.0级。     

铝镇静钢中的非金属夹杂物

液态铝镇静钢中的非金属夹杂物主要是铝的氧化物。如果不除去将影响连铸钢产品的质量。此外 ,还会扰乱连铸过程。在钢包冶炼过程短期间隔内从中碳铝镇静钢、低碳硅—铝镇静钢和低碳铝镇静钢炉次取钢样。从钢基体中提取非金属夹杂物 ,并采用扫描电镜和能量弥散光谱进行研究。识别出了 6种形态的夹杂物 :球状、多面体、板状、树枝状、串状以及聚积体。对于每一个试样都测量了总氧含量。观察了大型夹杂物尺寸的变化。在加入铝后的前 10min ,有串状夹杂物存在。 15min后 ,聚集体和大的多面体上升 ,并且尺寸连续增加。聚集体的形成及其随后的增长…     

铝镇静冷镦钢CaS结瘤机理及改进

 对铝镇静冷镦钢在浇铸过程中出现的浸入式水口结瘤问题进行了系统研究,结瘤物中主要为C12A7(12CaO·7Al₂O₃)、CaS以及少量的MgO、TFe等,CaS所占比例达到36.91%,CaS含量过高,是造成水口结瘤的主要原因。结合生产过程分析发现,当钙处理时钢水中硫含量偏高,或喂入钙含量过多时,则生成大量的CaS夹杂,促使水口结瘤。通过改进脱氧造渣工艺、优化钙处理工艺等一系列措施,将钙处理前钢水中硫质量分数控制在0.005 0%以下,钙处理后钢水中钙质量分数控制在0.001 4%～0.002 6%,使钢水中Al₂O₃夹杂改性充分,同时避免生成CaS夹杂造成水口结瘤,有效解决了CaS夹杂引起的水口结瘤问题,提高了铝镇静冷镦钢钢水浇注性能,使连浇炉数由最低的10炉/中间包提高至16炉/中间包以上。     

钢液成分对钙处理夹杂物改性效果的影响

钙处理是解决铝镇静钢水口结瘤问题的常用手段。通过热力学计算和工业试验研究了钢液成分对钙处理夹杂物改性效果的影响。FactSage热力学计算表明,在一定温度下,钙处理夹杂物改性效果与钢液中氧、硫相对含量密切相关。氧含量一定时,一定范围内的硫含量越高,平衡时夹杂物能达到的最大液相率越小,喂钙量的工艺窗口越窄;硫含量一定时,一定范围内的氧含量越高,平衡时夹杂物能达到的最大液相率越大。工业试验中,对中间包取样,低氧高硫炉次钢中典型夹杂物主要相是高熔点镁铝尖晶石和CaS复合夹杂物,高氧低硫炉次钢中典型夹杂物主要相是低熔点钙铝酸盐。工业试验分析结果与理论计算的趋势一致。     

钙处理对20CrMnTiH齿轮钢中非金属夹杂物的影响

铝脱氧齿轮钢中易生成大量的高熔点Al₂O₃类夹杂物,容易导致水口结瘤及钢材性能恶化,目前较常采用钙处理将钢中高熔点的Al₂O₃类夹杂物改性为低熔点的钙铝酸盐类夹杂物。合理的钙处理可以减轻水口结瘤并提高连铸过程钢液的可浇性,工业试验研究了喂钙前钢液中T.Ca含量、喂钙速度、喂钙量、净空高度及渣厚等参数对齿轮钢中钙收得率的影响,并在1.5 m·s?1的喂钙速度条件下研究了不同喂钙量对钙处理过程中齿轮钢中非金属夹杂物改性的影响。研究结果表明,当喂钙前钢液中T.Ca的质量分数小于10×10?6,喂钙速度为1.5 m·s?1,适当降低喂钙量和净空高度和渣厚,钢液中钙收得率均高于20%。当钢液中T.Ca的质量分数高于17×10?6时,钢中生成大量高熔点CaS型夹杂物,三元相图中夹杂物的平均质量分数远离液相区。随着齿轮钢中T.Ca含量的增加,夹杂物的平均尺寸和数密度逐渐增加。热力学计算结果与工业试验钙处理对钢中非金属夹杂物改性效果具有较好的一致性。      

防止含钛焊丝钢GF50-G水口结瘤的生产实践

含钛焊丝钢GF50-G（/%:0.08C,0.83Si,1.55Mn,0.014P,0.012S,0.19Ti）生产流程为80 t顶底复吹转炉-LF-160 mm×160mm方坯连铸,在浇注过程中经常出现水口结瘤现象。扫描电镜和能谱仪对水口结瘤物的分析得出,结瘤物主要物相为TiO₂。水口结瘤的热力学计算表明,为避免钛脱氧产物被[Al]还原形成铝钛系夹杂物,应控制[Als]在0.008%以下。根据生产实践,将中间包钢水温度从1542℃提高至1 550℃控制[Alt]≤0.010%、加钛铁前使[O]≤15×10^-6、减少钢水的二次氧化能够防止水口结瘤、连浇炉次从3～4炉提高到8～10炉。     

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。     

超低氧精炼时钙处理对氧化物夹杂的影响

 研究了采用LF精炼顶渣控制技术对钢液进行超低氧冶炼时,钙处理对钢中非金属夹杂物的影响。试验在转炉出钢时采用铝终脱氧,LF精炼过程采用强脱氧、高碱度、强还原性精炼顶渣对钢液进行超低氧冶炼,比较了钙处理和不钙处理的钢液中非金属夹杂物转变的情况。结果表明,采用精炼顶渣控制技术冶炼超低氧钢时,钢液不需要进行钙处理就能实现铝脱氧产物Al2O3→MgO·Al2O3尖晶石→CaO-MgO-Al2O3类复合夹杂物的转变,得到炼钢温度下呈液态的复合氧化物夹杂,这些液态的夹杂物容易通过碰撞长大上浮去除,得到高洁净度的钢液,且残留在钢液的氧化物夹杂为较低熔点的复合氧化物,在浇注过程中不会产生水口结瘤。     

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Abstract

A pilot scale bottom teemed high frequency furnace with a nominal capacity of 600?kg and an adjustable nozzle temperature was used to study clogging of rare earth metal (REM) treated stainless steels. The influence of the following variables on the clogging was studied: amount of REM, fraction of oxide clusters, total oxygen content in the steel, reoxidation, aluminium additions before REM additions and silicon additions during casting. Overall, the results show that, during the present experimental conditions, mainly two typical clogging rates could be identified, fast and slow clogging. Two main differences could be detected between the fast and slow clogging rates. Steel containing mainly small single inclusions clogged faster than steel containing mainly large inclusion clusters. The reason was believed to be that the small inclusions could stick to the nozzle wall at narrow passages where the steel flow velocity was high while the larger ones could not. The source of the small inclusions was believed to be reoxidation. It was also found that the main part of the nozzle accretion was caused by agglomeration of inclusions and inclusion clusters, while only a thin oxide film along the nozzle wall was caused by oxide precipitation at the nozzle wall.     

稀土处理的无取向硅钢夹杂物控制研究进展

 冷轧无取向硅钢磁性能受钢材化学成分、夹杂物分布、再结晶组织等因素的影响,对炼钢工艺技术具有很高的依赖性。长条状或带有棱角的夹杂物通常比球形夹杂物对矫顽力和磁滞损耗的影响更大,而对磁性能影响较大的夹杂物主要为尺寸小于0.5 μm的夹杂物。总结分析了稀土处理对无取向硅钢夹杂物的影响,包括粗化夹杂物、减少钢中微细夹杂物数量和对夹杂物的球化作用。稀土元素具有很强的脱氧能力,能够有效净化钢液。添加稀土后,钢中生成的稀土氧化物或稀土氧硫化物通常呈球状或近似球状,并且由于稀土元素具有较高的表面活性,生成的微细夹杂物在钢液中更容易聚合长大,可以达到夹杂物改性和粗化的效果。稀土硫化物和稀土氧硫化物熔点高、固溶难,在再加热过程中能够有效减少硫元素的固溶量,抑制冷却过程中细小MnS的析出。此外,AlN、MnS等容易在稀土夹杂物表面析出,由此进一步减少了细小析出物数量。稀土还有改善成品织构的作用,存在最佳的添加量。同时对国内外无取向硅钢冶炼过程中的稀土添加工艺也进行了分析,当前以钢包加入法为主,通过真空下添加稀土,添加稀土前使用Al、Si等对钢水预先脱氧并喷吹脱硫剂,加入稀土后对钢水进行充分搅拌,可以保证稀土处理效果,但在连铸过程中仍存在因稀土夹杂物导致的水口结瘤问题有待研究解决。     

生产轴承钢用浸入式水口的堵塞机理

 由于生产轴承钢水口的堵塞,严重影响生产的顺利进行。利用化学分析、相分析和岩相分析的方法对浸入式水口堵塞物及其耐火材料进行研究。结果表明,发生水口堵塞的位置主要在水口渣线部,堵塞物化学成分主要以金属Fe为主,其它含有Al、Cr、Si、C等物质。而水口内壁物质主要是Al2O3、SiO2、CaO、Cr2O3、FeO等氧化物。从X射线分析看,这些物质主要是熔点较高的CaO和Al2O3形成的CaO·2Al2O3和CaO·6Al2O3。由此分析得出,钢水金属冷凝、连铸保护浇铸不好和钢水不洁净是造成水口堵塞的主要原因。同时给出了防止水口堵塞的技术措施。     

低碳低硅高铝冷镦钢小方坯连铸工艺研究

通过对LF精炼、钙处理和小方坯连铸工艺的优化，成功解决了低碳低硅高铝钢(w(Als)≥0．02％)小方坯连铸容易发生中包水口蓄流的技术难题，使高铝钢小方坯连浇炉数达到了8～16炉。