小型转炉钢的清洁度研究

小转炉由于出钢挡渣、钢水吹氩搅拌不规范、钢中夹杂物上浮时间不足、浇钢系统保护不好，造成钢中夹杂物含量高，特别是大型氧化物夹杂数量多．外来夹杂的尺寸大，对钢材性能危害严重，这些问题是小转炉钢质量差的重要原因。小转炉钢的清洁度低，不能满足生产优质钢材的要求。     

钢铁冶炼新技术讲座之十二

2 提高连铸坯洁净度技术 连铸过程中生产洁净钢，一方面是去除液体钢中氧化物夹杂，进一步净化进入结晶器的钢水，另一方面是防止钢水的再污染。对于液体钢中夹杂物去除主要决定于夹杂物形成、夹杂物传输到钢——渣界面和渣相吸附夹杂物。对于防止连铸过程钢水再污染．主要决定于：     

铝及微合金元素对钢中夹杂物形态的影响

钢中夹杂物形态与分布，对钢的最终使用性能有重要影响，本通过对铝镇静钢中夹杂物分布形态的描述，分析了铝及微合金加入量对其性能的影响，提出了改善夹杂物分布形态的工艺方法。     

自动统计在夹杂物分析过程中的应用

摘要：为了探明夹杂物自动分析设备在夹杂物统计过程中的准确性，利用夹杂物自动分析和手工统计分析的方法对夹杂物的尺寸、数量和种类进行统计表征，对比分析了2种分析方法在稀土钛处理钢中结果的差异。研究结果表明：夹杂物自动分析不适用于含稀土钢中夹杂物数量和尺寸的统计分析，但对于夹杂物中不同成分组元的含量和面积分数的统计，夹杂物自动分析的结果是准确的。原因主要是自动分析会将一个夹杂物内部成分差异较大的不同区块认定为2个或多个小夹杂物，导致统计得到的夹杂物数量偏高，尺寸偏小，复合夹杂物数量偏少。     

第一性原理计算方法在钢中夹杂物研究中的应用

钢中夹杂物控制对提高钢的性能十分重要，第一性原理计算方法可以从微观角度解释并预测钢中夹杂物生成机理，并解释其结构与性能的关系，现已开始在钢中夹杂物性质研究中应用。综述了第一性原理计算方法在钢中夹杂物控制研究中的应用，包括钢中夹杂物诱导腐蚀、异质形核和力学性能等性质，总结了表面能、电子功函数、界面能、黏附功以及体积模量等性质参数的意义及计算公式，对比了其与钢基体之间的性质差异。采用第一性原理计算方法研究钢中夹杂物性质，可为钢中夹杂物控制提供一定的理论基础。     

钢中夹杂物的系统分析技术

 钢中夹杂物的检测分析与控制技术是钢洁净度研究的重点。只有能正确全面地分析钢中的夹杂物才能更清晰地明确夹杂物的来源和生成机制,从而确定相应减少和控制钢中夹杂物的方法。从试样检测体积、获得的夹杂物信息类别、分析的时间长短以及各自优缺点等方面详细论述了钢中夹杂物的系统分析方法,包括传统的二维检测方法、无损检测方法、夹杂物无损提取方法、夹杂物浓缩方法等,并列举了几组应用结果。通过钢中夹杂物系统分析的方法能够全面地获取钢中的夹杂物信息,并追踪钢最终产品中夹杂物缺陷的遗传信息,对洁净钢的生产有很好的指导作用。     

含硫齿轮钢凝固冷却过程中非金属夹杂物的转变研究

钢中非金属夹杂物对钢的性能有很大的影响。在连铸过程中,随着温度的降低,钢液冷却凝固,钢与夹杂物之间的热力学平衡发生移动,从而导致夹杂物平均成分的转变。因此,研究钢液凝固和冷却过程中夹杂物的转变是有意义的。以20CrMnTiH含硫齿轮钢为研究对象,用热力学和工厂试验研究了钢液凝固和冷却过程中夹杂物的演变。结果表明,中间包钢样和连铸坯中夹杂物都以Al_2O_3-Ti_2O_3-MgO-CaO-CaS型夹杂物为主,但连铸坯中夹杂物中CaO含量明显低于CaS含量。这与凝固冷却过程的热力学计算得出的CaO夹杂物的转变规律一致。但由于热力学和动力学条件的不足,计算得出的夹杂物平均成分与实际检测值仍存在一定差异。     

喂线技术在齿轮钢生产上的应用

通过应用喂线技术，在２０ＣｒＭｎＴｉ钢液中喂入Ｓｉ－Ｃａ芯线，改变了氧化物夹杂的形态，提高夹杂物评级水平，从而改善了钢质量。     

用酸溶法研究钢中超细氧化物夹杂的三维形貌

 钢中超细氧化物夹杂对提高钢材性能有重大意义。介绍了用稀盐酸溶解铁基体后，利用配有特殊滤膜的专用溶剂过滤器，将钢中某些非金属夹杂物与溶液分离的方法。利用带有EDS(Energy Dispersive Spectrometer)的扫描电镜(SEM)对夹杂物形貌进行了观察。结果表明，该方法可以把耐酸的超细氧化物夹杂从钢基体中提取出来，同时可以得到夹杂物的三维形貌、尺寸、化学成分等详细信息，是一种研究钢中超细氧化物夹杂的有效方法。     

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。     

不同钢种炉外精炼钙处理工艺的选择

 为了优化不同钢种的LF精炼钙处理工艺,研究了高强结构钢、低碳结构钢、焊瓶钢、耐磨钢、高碳钢在LF精炼及钙处理过程中夹杂物的演变机理。结果表明,渣 钢反应时间越长,钙处理前的夹杂物变性越彻底。钙处理前焊瓶钢夹杂物以Al2O3为主,高强结构钢、低碳结构钢夹杂物以MgO Al2O3 CaO复合夹杂为主;高碳钢、耐磨钢夹杂物以低熔点的Al2O3 CaO夹杂为主。钙处理工艺会增加钢液中夹杂物数量及尺寸。控制Al2O3 SiO2 MnO复合夹杂物的关键是避免LF精炼中后期进行硅锰合金化。综合考虑各方面因素,建议焊瓶钢增加当前的钙线喂入量,高强结构钢、低碳结构钢使用轻钙处理工艺,高碳钢、耐磨钢取消钙处理工艺。     

应用极值统计法推算钢中最大夹杂物尺寸

随着钢洁净度的提高,钢中大尺寸的非金属夹杂物出现几率很低,常规的夹杂物检测方法很难捕捉到,但这些大尺寸夹杂物严重影响产品的质量。本文介绍了采用极值统计方法推测钢中最大夹杂物尺寸,其原理是确定子样个数,测出子样夹杂物最大粒度(子样夹杂物最大粒度呈极值分布,其最大值则服从特定的Gumbel分布函数),根据计算出的累积概率密度、标准量和子样的最大夹杂粒度,推测试样最大夹杂物粒度值。采用该方法研究了低碳铝脱氧钢铸坯中夹杂物,将推测结果与其他分析方法进行了比较,结果表明,极值统计法可以作为估计钢中最大夹杂物粒度的一     

碱土钡元素对重轨钢夹杂和性能影响的研究

用Fe-Ba-Al-Si合金处理U_(71)Mn钢液,可以减少钢中夹杂物总量。钡能改变夹杂物的形态,并能获得细小的、均匀分布的球状夹杂;夹杂物主要是Al_2O_3与变态的(Ca、Mn)S结合成的复相夹杂,减少了单相存在的Al_2O_3;钡能缩减或消失夹杂物的长度,特别是对Al_2O_3簇状夹杂物的长度;钡在钢中溶解度极小,对钢的机械性能未见不良影响而能改善钢的冲击韧性。     

TN钢包喷粉对钢中夹杂及机械性能的影响

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。     

超低氧钢中夹杂物形态及分布规律

采用ＧＰＥＦ＋ＶＡＤ工艺冶炼低碳碳齿轮钢、氧含量平均达１０ｐｐｍ左右，改变了传统模铸钢中夹杂物分布规律，减小了脆性夹杂物尺寸，提高了钢材质量。     

IF钢镀锌板表面夹杂物缺陷分析与控制

分析了首钢京唐钢铁联合有限责任公司IF钢镀锌板表面夹杂物缺陷及IF钢连铸工艺。结果表明,开浇第2块连铸坯、换水口前后连铸坯和连浇过渡坯夹杂物缺陷概率高是造成IF钢镀锌板表面夹杂物缺陷的主要原因。采取高频快涨的连铸机拉速控制、留钢操作、提高耐火材料质量、规范换水口前后化渣操作、钢包水口浸入式开浇、RH化冷钢与洗槽、优化中间包结构以及连铸坯火焰清理等措施后,IF钢镀锌板表面夹杂物缺陷显著降低,因表面夹杂物缺陷导致的产品不合格率由7.87%降至2.59%。     

炼钢生产过程对钢中非金属夹杂物含量的影响研究

通过对钢中非金属夹杂物数量的检测分析,探讨炼钢生产过程中各工艺条件对夹杂物数量的影响情况.     

La-Ce处理对75Cr1钢夹杂物和耐蚀性影响的工业试验

锯片长期在共振、较大侧压力、拉应力以及与冷却介质接触下服役，要求锯片钢具有一定的弹性强度、疲劳强度、冲击韧性和耐蚀性能。钢中非金属夹杂物会打破钢基体的连续性，易引起钢中裂纹的产生，并对钢的耐点蚀性能有着重要的影响。通过对工业试验所生产的不同稀土含量的75Cr1锯片钢进行夹杂物特征分析、电化学极化试验和腐蚀失重试验，研究了稀土处理对75Cr1钢洁净度和耐蚀性的影响。结果表明，适量的稀土处理可以显著脱除钢中氧、硫元素，变质钢中夹杂物，提高钢基体的耐蚀性。未添加稀土的75Cr1钢中总氧质量分数为0.002 0%,总硫质量分数为0.001 2%;钢中典型夹杂物为Mg-Al-O复合氧化物夹杂和CaS+MnS夹杂，夹杂物平均尺寸为2.1μm;钢的点蚀电位和自腐蚀电位分别为-410 mV和-1 000 mV。铈质量分数为0.013 6%和镧质量分数为0.007 2%的75Cr1钢中总氧质量分数和总硫质量分数分别为0.001 1%和0.000 8%;钢中典型夹杂物为RE_xS_y+CaS以及少量的Al₂O₃夹杂，钢中夹...     

帘线钢小方坯夹杂物的控制

阐述了帘线钢对夹杂物的要求,及夹杂物对盘条性能的影响。针对本钢北营炼钢厂小方坯连铸机生产的帘线钢出现的夹杂物断丝的问题,通过检测分析得出其主要夹杂物为钛夹杂、铝夹杂、铝镁复合夹杂、氧化钾及氧化钠等。从夹杂物的产生机理入手,通过对钛来源进行控制、炼钢全流程控氮降低氮化钛析出,精炼渣系调整及铝含量控制避免纯Al2O3析出,精炼过程碱度的调整和萤石量降低避免耐材侵蚀MgO析出,连铸液面自动控制改进避免卷渣后钾钠氧化物夹杂带入,工艺优化后再未出现钛夹杂超标以及夹杂物引起的断丝率超标问题。     

超声与吹氩处理对钢液中夹杂物去除效果的对比研究

为提高钢的洁净度,减少钢中夹杂物含量,采用超声波工具头直接插入高温钢液进行处理的方法,对比研究了超声波处理和吹氩处理去除钢液中夹杂物的效果.结果表明:超声波单独处理可以减少钢液中Al2O3夹杂物,但去除率较低,约为4%～12%;随着超声处理时间的增加和超声波功率的减小,夹杂物去除率提高.吹氩单独处理时,钢液中夹杂物去除率较高,为29%～41%;随氩气流量的增加,夹杂物去除率呈升高的趋势.