含硼生铁冶炼硼钢新工艺及其硼钢性能研究

含硼生铁是高炉火法分离硼铁矿提取硼时(富硼渣,w(B_2O_3)≥12%)产生的另一种重要产品.研究了以此为原料直接冶炼硼钢的新工艺及硼钢试样的力学性能,结果表明:采用预脱硫、脱硅处理得到含硼半钢再冶炼硼钢的新工艺,其S、P等杂质含量均能满足硼钢标准要求,而最关键的B含量(质量分数)也可控制在0.0005%～0.0035%,即硼钢要求的标准范围;其硼钢试样材料的拉伸、冲击韧性等力学性能指标优于20Mn2、15MnVB,而与40MnB、45MnB结构合金硼钢相当;通过冶炼后期控制其它合金化成分,能达到国标GB/T 3077-1999中相近成分的硼钢性能.     

含硼钢中硼的存在形式及控制研究

南京钢铁股份有限公司在生产含硼钢S355J-3-B过程中,铸坯裂纹发生率较高。根据钢种成分,采用化学分析、拉曼光谱和场发射透射电镜等手段研究了含硼钢S355J-3-B中硼的存在形式。全硼质量分数为15×10-6,酸溶硼质量分数为9×10-6。拉曼光谱和透射电镜观察下发现了BN析出物。热力学计算表明:含硼钢的冶炼应先加Al充分脱氧后,再加入Ti脱氮,最后加入B。连铸的矫直阶段,细小的BN粒子钉扎奥氏体晶界,是铸坯表面微裂纹产生的重要原因,而Ti元素的加入对提高含硼钢的高温热塑性有利。而且提高Ti含量后,S355J-3-B铸坯裂纹发生率由10%降低到3%。     

高硼钢的微观组织和性能

采用铸造和粉末冶金工艺制备硼含量分别为1.04%、1.50%和1.86%的高硼钢,研究了合金的微观组织、物相、硼元素在组织中的分布和物理、力学性能。实验结果表明：粉末冶金工艺制备的合金硼元素分布均匀、而铸造合金硼元素偏聚在晶界,所以前者制备的合金塑性明显优于后者。检测了304B7高硼钢的线膨胀系数和热导率,与普通304不锈钢性能无明显区别。     

含钴高速钢感应炉熔炼降硼工艺研究与应用

为实现高硼含钴高速钢废钢资源的合理利用,将其作为冶炼原材料,需要在感应炉熔炼阶段将硼元素含量降至0.003%以下。通过感应炉冶炼试验研究了感应炉冶炼的倒包氧化降硼工艺,并确定了适宜生产的钢种。研究与应用表明,感应炉熔炼阶段可将含钴高速废钢硼含量由0.016%~0.028%降至0.003%以下,能够满足含钴高性能高速钢对硼含量的要求;同时,贵金属Co、W、M o无损失,钒含量烧损少。感应炉倒包氧化降硼工艺较电弧炉冶炼氧化降硼,明显减少了W、Mo、V等贵重合金的损失,有较好的经济效益。     

含硼钢采用硼铁合金增硼的可行性研究

介绍了生产含硼钢采用硼铁合金代替硼铁线增硼的可行性研究。通过两种钢水增硼方法的对比,得出硼铁合金中硼的回收率在80.51%~90.57%之间,回收率与硼线基本一致。从回收率、成本指标进行对比,采用硼铁合金代替硼铁线对含硼钢进行钢水增硼技术可行,且有明显的成本优势,可以推广使用。     

两次淬火对硼钢力学性能的影响

对冶炼方法不同、硼含量不同的中碳硼钢40MnB所进行的研究结果表明,利用两次淬火处理可以显著提高硼钢的冲击韧性而不降低其强度和塑性。确定了40MnB钢的最佳两次淬火温度,观察了两次淬火处理中显微组织和硼相数量、尺寸等的变化,证明由于一次淬火使硼相充分固溶,二次淬火细化组织,因而使硼钢的韧性提高,获得良好的综合力学性能。     

莱钢冶炼含硼钢B含量的控制

莱钢特钢采用50 tEAF-50 tLF-60 tVD-CC工艺生产含硼钢,通过对电炉终点成分、精炼调铝喂钛脱氧固氮、VD真空前加硼铁合金化、VD真空处理含硼钢水和连铸全保护浇注等关键环节的控制,实现了钢中B含量的稳定控制。结果表明,当钢中[Al]在0.020%~0.040%、[Ti]在0.025%~0.040%时,硼含量稳定控制在0.002 0%~0.002 5%,收得率稳定在90%以上。     

金属热法冶炼硼铬合金的研究

采用金属热法冶炼硼铬合金,从渣型出发,讨论了诸多因素对冶炼效果的影响。     

硼钢炼钢连铸技术发展现状

概述了硼钢的分类和应用现状,分析了硼钢炼钢、连铸技术研究的进展:日本住友金属公司在钢中添加钛和硼来细化奥氏体晶粒、安赛乐米塔尔公司研究硼在连铸坯中的偏析、东北大学研究的硼钢生产新工艺。介绍了日本住友金属、日本新日铁和韩国浦项公司生产硼钢在精炼和连铸阶段的关键控制技术,以及国内宝钢、武钢和攀钢和鞍钢等钢厂生产硼钢的工艺现状;指出了硼钢的研究及发展方向。     

提高S43BCH钢硼回收率的工艺技术研究

合作炼钢厂主要通过BEF-LF-VD-CC流程生产含硼钢,由于成品钢所得有效硼含量低会影响钢材淬透性能,所以采用喂硼合金芯线的方式提高有效硼含量,进而保证了钢材的淬透性能。     

提高电炉流程生产含硼钢冶金质量的措施

通过对硼的特性及提高电炉流程生产含硼钢冶金质量的措施分析，采取相应技术措施稳定并降低钢中氧、氮质量分数，合理控制铝、钛加入量，优化硼的加入制度，配备必要在线监测装备、提高过程参数控制能力。生产实践证明，在将硼的回收率从70%～85%稳定提高到90%以上，钢中硼质量分数得到精确控制的同时，实现了提高含硼钢冶金质量的目的。     

硼对冷轧罩退低碳钢带组织及性能的影响

选取冷轧罩式退火含硼与无硼两种DC01产品为试验材料,利用拉伸试验、金相观察及SEM等手段,对比分析了两种DC01产品的力学性能、组织、断口形貌及织构。结果表明,微合金元素硼[w(B)=(10~20)×10-6]的加入明显使产品屈服强度升高,塑性应变比r值下降,采用X射线分析,含硼钢在γ取向线上的织构密度明显低于无硼钢。     

硼镁铁矿用于含硼硅锰复合铁合金生产新工艺

硼是钢铁生产中的一种重要微合金化元素。依据俄罗斯等国开发的新型含硼质量分数为0.7%的硅锰复合铁合金,提出采用中国低品位硼镁铁矿进行含硼硅锰铁合金生产的新工艺。对硼镁铁矿用于硅锰合金冶炼工艺的分析表明,新工艺不仅可以实现低成本含硼硅锰铁合金冶炼,还可以提高锰回收率以优化硅锰合金冶炼,同时也为中国硼镁铁矿综合利用提供了一条有效途径。     

电炉冶炼含Ni-Al废触媒制备Ni-B合金

采用电炉冶炼含镍铝催化剂废料制备Ni B合金 ,合金中的硼来源于硼酐。用镍铝废料中的铝作还原剂 ,而不另外加还原剂。化学分析证明所制备的Ni B合金杂质含量低 ,能满足金属轧制、热喷涂粉对Ni B合金的要求。XRD分析表明 ,合金中的主要相成分是NiB和Ni4 B3 。对电炉冶炼工艺、添加剂、渣粘度的调整等问题进行了讨论。     

低碳含硼钢氮化物析出特点研究

以低碳含硼钢为研究对象,采用化学相分析方法对低碳含硼钢中氮化物进行了测定,并与相关热力学计算结果进行了对比。结果表明,当钢中自由氮含量较高时,BN的优先析出不抑制AlN析出;加Ti之后钢中BN中N仅占钢中总N的1.50%~4.53%,即钛固氮的方法可以有效降低钢中酸不溶硼含量,使硼在钢中以有益的酸溶硼形式存在,达到发挥硼在钢中作用的目的。     

微合金元素硼对08Al钢再结晶织构的影响

 以CSP工艺生产的含硼[w(B)=(40~60)×10-6]和无硼的08Al冷轧基板为实验材料,经75%总压下量冷轧后进行再结晶退火。通过拉伸实验、SEM观察、X射线衍射和EBSD测试,对2种钢再结晶退火后的成形性能、力学性能、再结晶组织及织构进行了系统研究。结果表明,加入微合金元素硼,可使08Al钢的塑性应变比(r)、加工硬化指数(n)和伸长率均下降,而屈服强度和抗拉强度却比无硼钢高。ODF和EBSD分析结果表明,含硼钢中的γ纤维织构组分低于无硼钢,而旋转立方织构({001}<110>)和Goss织构({011}<100>)却明显高于无硼钢。     

含硼高硅铁液中碳的氧化规律

以含硼生铁为原料直接冶炼硼钢新工艺的关键问题是硼、硅及碳的氧化规律.利用中频感应炉,刚玉坩埚盛装试样,研究了吹氧条件下,温度为(1 723士25)K时Fe-C-Si、Fe-C-B合金熔体及含硼高硅铁液中碳的氧化规律.结果表明:对于Fe-C-Si熔体,在熔炼开始的15 min内,主要是硅氧化,其氧化率达到88%.之后,碳和硅同时氧化,碳氧化呈线性规律,熔炼进行25 min时,碳的氧化率为44%;对于Fe-C-B合金熔体,硼与碳同时氧化,碳的氧化规律呈线性,但其氧化速率比硼慢得多.熔炼进行27 min时,硼的氧化率已达到96%,而碳的氧化率仅为22%;对于含硼高硅铁液,在熔炼进行的40 min之前,主要是硼和硅氧化,其氧化率分别达到94%和99%.之后,碳、硼、硅同时氧化,碳氧化呈线性规律,当熔炼进行到60 min时,碳的氧化率为93%.     

硼微合金化中碳钢生产试验研究

通过对湖南华菱涟源钢铁有限公司转炉→连铸流程生产中碳钢进行硼微合金化工艺的开发研究,揭示了硼微合金化的力学特征和机制。结果表明:微量的硼使钢的晶粒明显粗化,显著降低钢的屈服强度;硼对保护渣影响很小,无需针对中碳含硼钢设计特殊保护渣;将精炼过程控制Δw(N)10×10-6,加入锰铁、硅铁脱氧,在钙处理前3 min加入钛铁固氮,钙处理前1 min喂入硼线,可以保证硼稳定的收得率同时达到硼微合金化的效果,平均收得率达到78.8%;中碳钢A36-LB的第Ⅲ脆性温度区域在700~900℃,为避免角部裂纹的发生,需相应减少铸坯边部水量和总水量。     

含硼钢板坯表面纵裂原因分析及控制措施

含硼钢是目前应用比较广泛的一种钢种,其优点是增加钢的淬透性,提高钢材的高温强度,从而节约其他合金,但是含硼钢板坯易产生表面纵裂纹,为控制含硼钢板坯表面纵裂纹的产生,从钢水脱氧工艺、钢中硼含量、连铸工艺等方面进行了研究,找出了板坯表面纵裂纹的影响因素,通过采取相应的工艺措施,降低了含硼钢板坯表面纵裂纹比率。     

汽车紧固件用钢的发展动向

简要介绍了汽车紧固件用钢的性能要求,冶炼及轧制的特点;对相关的洁净螺栓钢、微合金非调质钢、免退火钢、硼钢、耐延迟断裂高强钢的现状和发展动向进行阐述;指明了实施汽车紧固件用钢国产化的努力方向。