LF炉冶炼2.25 Cr-1Mo-0.25 V钢的极限控制技术与质量评价

从化学成分离散性、残余元素水平、偏析水平、夹杂物评级水平等方面出发,评价我公司生产该钢种的均质化及纯净度控制能力及水平。通过与国内外相关厂家实际生产数据的比较分析看,我公司用LF炉生产2. 25Cr-1Mo-0. 25V钢实现了极限控制,达到了国际水平。     

37Mn5钢中的显微夹杂物研究

针对国内某钢厂生产37Mn5钢圆坯采用的LD-LF-CC工艺流程,对钢中显微夹杂物的类型进行了分析,并研究了工艺环节以及非稳态浇铸两个因素对显微夹杂物含量的影响。结果表明,铸坯中显微夹杂物以球形钙铝酸盐夹杂为主,类型为Al2O3-Si O2-Ca O-Mg O复合夹杂,Al2O3-Mn S复合夹杂和Mn S夹杂。不同工序对显微夹杂物去除效果不同,其中吹氩工艺去除效果最为明显,夹杂物含量降低36.05%,LF处理后夹杂物含量降低18.89%。非稳态浇铸下显微夹杂物含量较高的问题需通过提高钢包的自开率、中间包和结晶器流场优化、强化保护浇铸和稳定浇铸工艺来解决。     

LF-VD冶炼轴承钢的氧化物夹杂变化行为

通过对国内某厂BOF-LF-VD工艺生产的GCr15轴承钢全流程取样,系统研究了GCr15生产过程中大颗粒氧化物夹杂的变化行为。分析各工序氧氮含量的变化,扫描电镜观察夹杂物的形貌、大小,能谱分析仪分析夹杂物成分,钢质纯净度分析仪统计分析夹杂物的数量和当量直径ECD(Equivalent Circular Diameter)。研究表明,该流程可以获得T[O]的平均含量为9×10-4%;LF到站夹杂物基本为Al2O3系并含有少量CaO,LF喂铝后夹杂物中出现MgO,LF精炼过程中CaO含量逐渐升高,VD结束后CaO含量有所降低,MgO含量上升;LF和VD精炼后钢中夹杂物粒径大小和数量都显著下降,同时在大包到中间包之间注流被卷入空气。热力学分析表明夹杂物中的MgO来自钢包中的耐火材料,夹杂物中CaO来自于炉渣中CaO。     

H13钢中非金属夹杂物在LF-VD精炼过程的行为研究

H13钢是热作模具钢中应用最广泛的钢种之一,夹杂物对其性能有严重危害。结合某钢厂生产实际情况,以现场取样为基础,用金相显微镜、扫描电镜系统地研究了LF-VD精炼过程中的夹杂物,计算和分析了H13钢冶炼过程中生成Al2O3、MgO.Al2O3类夹杂物的热力学条件。研究结果表明:钢液经LF精炼、VD处理后,钢中夹杂物的数量和面积明显减少,但随着炉渣中Al2O3活度的增大,炉渣吸附Al2O3类夹杂物的能力减弱,去除Al2O3夹杂物的速度减慢;夹杂物在LF精炼前主要以Al2O3、FeS、MgO.Al2O3类夹杂为主,LF精炼结束后为Al2O3、FeS、CaO.Al2O3类夹杂,VD处理后为Al2O3类夹杂。     

BOF-LF-CC工艺生产SPHC铸坯中大型夹杂物行为研究

系统分析了某钢铁公司100吨BOF→LF→CC工艺流程生产的SPHC连铸坯中氧氮含量、大型夹杂物的类型、数量、尺寸、分布及来源。结果表明:铸坯中T[O]为31.9×10~(-5),[N]为35.2×10~(-5),正常坯的大型夹杂物含量为13.6 mg/10 kg,混浇坯、尾坯大型夹杂物平均含量为19.1 mg/10 kg,是正常坯的1.4倍。铸坯中大型夹杂物粒度以80~300μm为主;大型夹杂主要为SiO_2-Al_2O_3-TiO_2-MnO复合夹杂,其普遍沾附有钢包渣、中间包渣、结晶器保护渣污染物及耐火材料的脱落物。     

船板钢铸坯中大型夹杂物的分析

为了解船板钢铸坯中夹杂物含量、尺寸及来源,采用大样电解法提取B、D船板钢铸坯中的大型夹杂物,利用扫描电镜和能谱仪对夹杂物的形貌和组成进行分析,并对尺寸大于50 μm的夹杂物的来源进行了分析。试验结果表明,在铸坯宽度1/4处夹杂物含量最高。铸坯中尺寸大于50 μm的大型夹杂物主要来源于浇铸过程的卷渣,其余为LF精炼过程对钢中夹杂物进行钙处理的产物、浸入式水口及耐火材料侵蚀产物、钢液二次氧化产物。     

铸造过程中DP590钢大型夹杂物研究

采用大样电解的方法,分析了DP590钢中大型夹杂物的类型、形貌、来源、组成及数量。结果表明,连铸坯中的大型夹杂物主要有简单的CaO-Al_2O_3型夹杂和含Na、Mn、Mg、Ti、As及S的CaO-Al_2O_3复合夹杂物,其主要来自于Ca处理后的脱氧产物及脱氧产物上浮到结晶器液面的卷渣。大型夹杂物的形状均呈不规则形状,以角状和颗粒状为主,少部分呈球状,粒径均在50~700μm之间。稳态坯中大型夹杂物含量为30 mg/10 kg,处于正常水平。头坯中大型夹杂物的数量比稳态坯高36.7%。混浇坯中大型夹杂物的数量比稳态坯高13.3%。尾坯中大型夹杂物的数量比稳态坯高16.7%。头坯中粒径大于300μm夹杂物占头坯中所有大型夹杂物的50%。稳态坯、混浇坯和尾坯中各粒度大型夹杂物所占铸坯类型的比重相差不大。     

409L连铸坯夹杂物的实验研究与热力学分析

采用金相、扫描电镜对409L连铸坯的夹杂物数量、分布、类型进行实验研究,热力学分析连铸坯中夹杂物形成机理。结果表明：连铸坯上表面夹杂物数量较多,连铸坯边部三角区域的堆状复合夹杂物数量较多;夹杂物类型以TiN、TiN包裹MgO·Al2O3的复合夹杂物为主;当钢中[N]质量分数0.01%、钢液温度1 580～1 600 ℃,生成TiN夹杂所需要平衡[Ti]质量分数为0.124%～0.154%;钢中[Al]质量分数为0.01%,若钢中[Mg]质量分数不小于7.5×10-5%,则钢液中易生成MgO·A12O3,当[Mg]质量分数不小于0.000 7%后,MgO·A12O3转变为MgO。     

非稳态浇铸对DC06钢种洁净度的影响分析

通过分析DC06钢种生产过程中非稳态浇铸的铸坯洁净度,结果表明：头坯2.5 m后铸坯中夹杂物质量分数趋于稳定,接近3.0 mg/10 kg的正常坯水平;交接坯中大型夹杂物质量分数高于正常坯水平,主要为含Ti、Zr的Al2O3-CaO类的夹杂;液面波动时铸坯中大型夹杂物的质量分数,与正常坯水平接近;换水口时铸坯中的大型夹杂物明显高于正常坯水平,达到了20 mg/kg以上,夹杂物主要为球状的氧化铝夹杂,来源水口结瘤物。     

BOF-LF流程马口铁中显微夹杂物研究

探讨了制造马口铁三片罐的150吨BOF→LF→CC工艺流程钢中T[O]、[N]含量和显微夹杂形态的演变规律。结果表明:正常坯平均T[O]含量为29.8×10-4%,[N]含量18.1×10-4%。铸坯中显微夹杂主要为Al_2O_3-Ca O复合夹杂、Al_2O_3-Ca S复合夹杂和少量的Si O_2夹杂,正常坯显微夹杂平均含量为8.35个/mm2,非稳态铸坯显微夹杂分别为9.78个/mm2、17.81个/mm2、14.39个/mm2,铸坯显微夹杂物含量仍然偏高,其生产工艺仍须改进之处。     

Q195热轧带钢凝固冷却过程非金属夹杂物生成热力学及工业实践

为了控制Q195钢中非金属夹杂物在凝固冷却过程的转变,采用ASPEX自动扫描电镜研究了实际生产凝固冷却过程夹杂物的转变,并用FactSage软件理论计算了这一过程夹杂物转变的热力学原理。研究结果表明:Si-Mn-Al复合脱氧Q195热轧带钢中间包内夹杂物主要成分为SiO2-MnO-Al2O3,连铸坯中硫化物夹杂质量分数急剧升高,氧化物夹杂中SiO2质量分数升高,MnO质量分数下降。钢中夹杂物成分与尺寸有明显对应关系,中间包内夹杂物尺寸越大,Al2O3质量分数越多,SiO2质量分数越低;铸坯中夹杂物尺寸越小,MnS质量分数越高,氧化物夹杂尺寸越小,SiO2质量分数越高。FactSage热力学计算表明,在钢凝固冷却过程,钢中会析出SiO2相、Mn2Al4Si5O18相和MnS相,析出相尺寸一般较小,使小尺寸夹杂物中SiO2和MnS质量分数升高,热力学理论计算可以较好地解释夹杂物成分在凝固冷却过程的转变。     

包钢U75V重轨钢夹杂物演变规律分析

为了研究重轨钢冶炼过程中夹杂物的演变规律,以U75V重轨钢为研究对象,通过全流程取样,分析了夹杂物的组分、尺寸、数密度等变化特征。研究结果表明,硅铁等合金中的残余元素对重轨钢中的非金属夹杂物有重要影响。此外,本研究对重轨钢典型夹杂物的演变规律有了明确的认识,有效识别了冶炼各个工序的夹杂物去除能力,并找到了限制性的环节。     

Characterization and analysis of non-metallic inclusions in Ni42-Fe expansive alloy

Cracks and ruptures always occur during wire drawing process of 42% nickel-iron expansive alloy. In order to study the reasons of these phenomena, a method of metallographic observation in combination with sample electrolysis was used to characterize the non-metallic inclusions in the alloy wire. The results indicate that the inclusions in the alloy are oxidation products during the process of melting. There are single or complex phase inclusions composed of elements such as Al, Si, Ca, Ti, Fe, and O2. Among them, the macro-inclusions are TiO2 compound inclusions formed by the adhesion of Al and Si oxides on them. These inclusions are fragile ones with a low strain rate, as well as a rather high hardness, so that they are the main reason that leads to the surface cracks and ruptures in the alloy wires. The analysis has educed that the key point to enhance the product quality is to promote the cleanliness of the melt, control the types and quantity of non-metal inclusions in the alloy.     

氧气顶底复吹转炉冶炼45#钢铸坯的质量研究

氧气顶底复吹转炉冶炼45#钢,其连铸坯产品用于制造热墩螺栓.生产过程中钢液的脱氧程度决定了钢中非金属夹杂物的形态和行为,直接影响到钢的冶炼品质.通过对转炉冶炼工艺终点氧的控制,对45#钢连铸坯中非金属夹杂物的形态与行为的影响做了深入的研究.提出了改善产品质量的措施和提高钢的纯净度的手段和方法.     

超快冷处理低合金Q345B钢的折弯开裂失效分析与对策

利用扫描电镜对超快冷工艺生产的Q345B钢弯曲失效开裂的断口形貌、显微组织和钢中的夹杂物进行了分析。结果表明,Q345B钢中存在超标的大尺寸夹杂物诱发了弯曲变形过程中裂纹的萌生,而超快冷工艺产生的网状渗碳体和粒状贝氏体硬相组织降低了Q345B钢的塑性和韧性,促进了裂纹的扩展。通过延长LF工序精炼时间和控制超快冷工艺冷却速度及提高终冷温度,使钢中夹杂物尺寸大大降低,显微组织转变为铁素体和珠光体组织,从而提高了Q345B抗弯曲性能。     

IF钢非稳态连铸坯洁净度分析

为研究梅钢非稳态浇注对IF钢连铸坯洁净度的影响,采用氧氮分析、Aspex Explorer扫描电镜、大样电解等试验方法对BOF-RH-CC工艺生产的稳态及非稳态浇注的IF钢连铸坯进行了对比研究。结果表明,稳态浇注时铸坯具有较高的洁净度,正常坯w(T[O])和w(N)的平均质量分数分别为14.5×10^-6和9.5×10^-6,显微夹杂物数量密度平均为5.1个/mm²,大型夹杂物总质量为3.34 mg/10 kg。各非稳态过程,头坯洁净度最差,其次是尾坯和换水口坯。不同类型铸坯显微夹杂物种类基本相同,而非稳态铸坯因保护渣卷入形成的大颗粒夹杂物数量均多于正常坯。     

The Application of Computational Thermodynamics in the Understanding and Control of Clogging and Scum in Continuous Casting of Steel

Non-metallic inclusions are present in small volume fractions in steel products. A significant portion of them is associated to the deoxidation process. The type and form of inclusions is, in general, directly connected to the deoxidation practice and to eventual reoxidation during processing. Besides influencing the steel properties, non-metallic inclusions can have an important effect on their processability. In this work, we review the processability questions associated with inclusions in the continuous casting of steel, with emphasis on long products. When solid inclusions are present during the casting of steel they may agglomerate and clog the valves used in the continuous casting equipment, limiting the number of sequential heats that can be casted and reducing casting speeds. Additionally, in some conditions, solid non-metallic inclusions may agglomerate and form surface defects in the continuous casting products, sometimes referred to as scum. As productivity and quality are essential to the profitability of steelmaking, avoiding these conditions is of paramount importance. Thus, we review the main thermodynamic conditions that may lead to the clogging of continuous casting valves, and discuss, from the thermodynamic point of view, the measures that can be taken to avoid the occurrence of these various conditions. Furthermore, we discuss the conditions that might cause to the formation of scum and the thermodynamics of its formation and elimination. It is concluded that the analysis of steelmaking conditions via computational thermodynamics can have an important role in avoiding problems in continuous casting and helping ensure productivity and quality in the process.     

HP295钢在LD-BAr-CC工艺中的洁净度研究

针对LD-BAr-CC流程生产HP295钢的工艺,系统地调查研究了在整个生产工艺过程中钢中夹杂物的演变状况和清洁度水平,重点考察了铸坯中夹杂物的类型、数量及分布情况,找出了其演变规律,调查了夹杂物的控制水平,并且提出进一步改善HP295钢洁净度的措施.     

柔性轧制Q390C和Q420C钢板生产实践

目前市场对中厚板的订单具有个性化和多样化的特点，而对于不同强度级别的钢板，化学成分设计往往是不同的，这样会增加不同钢坯冶炼之间衔接的时间及化学成分控制的难度，导致冶炼成本增加，工序复杂化。结合市场需求与生产实际，采用同一Q390低合金高强度钢板坯，通过不同的控轧控冷工艺，对Q390C和Q420C两种强度级别热轧钢板进行了试制。结果表明，通过控轧控冷技术，可以充分发挥细晶强化作用，采用同一Q390低合金高强度钢板坯实现了Q390C和Q420C两个强度级别热轧钢板的柔性生产。试制生产的两种钢板，强塑性及0 ℃冲击功均满足标准要求，Q420C钢板屈服强度达441 MPa以上，抗拉强度达579 MPa以上。采用柔性轧制技术，降低了Q420C高强钢板的生产成本。     

连铸单流中间包钢液非稳态流动行为物理模拟

针对非稳态换包过程对钢水洁净度显著恶化问题,基于相似原理,构建了相似比为1∶2的中间包物理模型,对单流中间内钢液非稳态流动行为进行了系统研究。研究结果表明,稳态条件下通过设置尺寸合理的堰坝和湍流控制器可以有效改善中间包内流体的流动状态。非稳态条件下,当钢包换包结束,中间包液位回升过程中,钢液平均停留时间随液位的上升而延长,最长可达497s;死区体积分率随液位回升而逐渐减小,最小降至23.91%。换包过程中液位的降低和回升伴随着流动状态的剧烈波动,最终恶化了非金属夹杂物上浮去除行为。