超低碳钢板坯夹杂物的量化分析

为定量分析现有工艺下超低碳板坯的夹杂物能否满足冷轧板表面质量要求,使用金属中夹杂物原位快速自动分析仪(Aspex)定量研究了超低碳钢板坯中夹杂物的分布、种类、尺寸。发现铸坯中夹杂物在铸坯断面上夹杂物分布较均匀。正常坯有极个别簇状夹杂物尺寸在50~100μm。切头和尾坯存在少量大于100μm的簇状夹杂物。RH处理过程无论是否吹氧,在脱碳结束时活度氧相当,铸坯夹杂物总量和尺寸也基本相同。现有工艺生产超低碳板坯可以满足用于冷轧板表面质量的要求,但切头和尾坯不能用于冷轧薄板生产。     

超低碳钢精炼过程中Fe-Al-Ti-O类复合氧化物夹杂的演变与控制

超低碳钢是一种重要的汽车用钢材料, 钢中通常添加钛元素, 使其形成析出物, 提高钢材的深冲性.然而钛元素作为一种脱氧能力较强的元素, 进入钢液中通常首先形成氧化物.为了减少含钛氧化物夹杂的生成, 基于"转炉-RH-连铸"的超低碳钢生产流程, 对RH精炼过程进行系统取样, 分析了铝脱氧剂加入后及合金化元素钛加入后的氧、氮气体含量变化及夹杂物特征变化, 并使用FactSage热力学计算软件对Fe-Al-Ti-O夹杂物稳定相图进行计算.研究结果显示, 含钛类氧化物夹杂通常以Al₂O₃类夹杂物作为形核质点, 对其形成包裹状夹杂物.若避免含Ti夹杂物的生成, 当钢中Ti质量分数为0.1%时, 钢中溶解Al质量分数应在0.01%以上.对含钛氧化物的生成及长大流程进行研究, 通过对Al₂O₃夹杂物及Ti₂O₃夹杂物粗化率的计算及附着功的比较可知, Ti₂O₃夹杂物在1600℃时的熟化生长速率较Al₂O₃较大且Ti₂O₃夹杂物与Al₂O₃夹杂物相比不容易相互碰撞融合并从钢液中去除.若提高精炼过程中的氧化物夹杂物去除率, 应严格控制含钛氧化物类夹杂物的生成.      

超低碳钢精炼过程中Fe-Al-Ti-O类复合氧化物夹杂的演变与控制

超低碳钢是一种重要的汽车用钢材料,钢中通常添加钛元素,使其形成析出物,提高钢材的深冲性.然而钛元素作为一种脱氧能力较强的元素,进入钢液中通常首先形成氧化物.为了减少含钛氧化物夹杂的生成,基于"转炉—RH—连铸"的超低碳钢生产流程,对RH精炼过程进行系统取样,分析了铝脱氧剂加入后及合金化元素钛加入后的氧、氮气体含量变化及夹杂物特征变化,并使用FactSage热力学计算软件对Fe-Al-Ti-O夹杂物稳定相图进行计算.研究结果显示,含钛类氧化物夹杂通常以Al_2O_3类夹杂物作为形核质点,对其形成包裹状夹杂物.若避免含Ti夹杂物的生成,当钢中Ti质量分数为0. 1%时,钢中溶解Al质量分数应在0. 01%以上.对含钛氧化物的生成及长大流程进行研究,通过对Al_2O_3夹杂物及Ti_2O_3夹杂物粗化率的计算及附着功的比较可知,Ti_2O_3夹杂物在1600℃时的熟化生长速率较Al_2O_3较大且Ti_2O_3夹杂物与Al_2O_3夹杂物相比不容易相互碰撞融合并从钢液中去除.若提高精炼过程中的氧化物夹杂物去除率,应严格控制含钛氧化物类夹杂物的生成.     

夹杂物形貌对卡车车轮疲劳性能的影响

采用三种不同炼钢工艺,得到卡车车轮用钢中夹杂物的不同形貌特征。通过卡车车轮的弯曲、径向疲劳试验,验证了不同夹杂物形貌对卡车车轮疲劳性能的影响。研究表明：采用KR脱硫＋改进后的LF精炼＋氩气保护浇铸工艺,可以得到理想的夹杂物形貌特征。此外,提出了卡车车轮钢夹杂物控制的要求。     

钢液中Al2O3夹杂物生成与去除的数学模型

根据实际生产条件,用FactSageTM计算了钢液中w([O]平衡)和w([Al]平衡)分别为10×10-6和(5～10)×10-6.以此为基础,计算了0～1 000 s,计算了夹杂物的粒度分布和总数.计算结果和实验基本吻合.最后,提出了进一步完善模型的方法.     

高纯净钢中非金属夹杂物的生成机理

1 绪言 采用电炉-钢包精炼炉-RH脱气-连铸的复合精炼工艺可以制造钢中氧含量平均低于5ppm的高碳铬轴承钢（SUJ2,SAE52100等）。     

冷轧薄板超低碳钢精炼双联工艺研究及应用

通过对超低碳钢RH及连铸中间包取样数据进行分析,发现RH升温吹氧量的增加导致全氧含量、渣中TFe含量升高,w(CaO)/w(Al_2O_3)逐渐降低,对控制大尺寸Al_2O_3夹杂物数量比例及中包全氧含量十分不利,因此采用LF+RH双联工艺取消吹氧升温,提高钢水纯净度。该工艺中转炉低温低氧出钢,LF优化钢包底吹强度、给电升温时间,在给电结束后钢水氧质量分数控制在0.033%～0.045%,改质后钢水氧质量分数控制在0.025%～0.030%。RH取消吹氧升温,脱碳结束氧质量分数控制在0.015%～0.020%,RH出站渣中w(TFe)≤5%,w(CaO)/w(Al_2O_3)稳定控制在1.3～1.5。在工业生产应用后,超低碳钢双联工艺路线下的夹杂物控制水平可以满足冷轧汽车外板要求。     

Ti对超低碳钢浸入水口堵塞的影响

针对鞍钢股份有限公司炼钢总厂2150 ASP中薄板坯铸机在浇注含Ti超低碳钢时水口堵塞严重的问题,分析了超低碳钢中Ti含量对水口堵塞的影响,通过优化RH工艺、顶渣改质、保护浇铸及提高耐材烘烤温度等措施,铸流换水口的频率由原来的平均1.7次/浇次降低到1.2次/浇次,单支浸入式水口的使用寿命由原来的平均88 min延长到119 min。     

BOF-LF-CSP工艺低碳铝镇静钢精炼过程的夹杂物变化

对BOF-LF-CSP工艺生产低碳铝镇静钢精炼过程连续密集取样,运用ASPEX扫描电镜统计分析了夹杂物成分、尺寸分布和数量变化.发现喂铝线后夹杂物数密度和面积分数都急剧增加.精炼20 min至钙处理前软吹期间,夹杂物数密度变化不大,但夹杂物面积分数却明显下降.精炼结束时主要为含有少量CaO的MgO-Al₂O₃尖晶石类夹杂.钙处理后,夹杂物数密度和面积分数都有增加,主要为钙铝酸盐和由于喂入过量钙生成的CaS夹杂.     

超低碳钢洁净度的控制

针对鞍钢超低碳汽车板钢种冶炼及连铸工艺对钢水洁净度的影响进行了分析,指出浇注初期注流的二次氧化、钢包顶渣改质效果不好导致浇注过程钢中夹杂物增加、浸入式水口絮流物脱落等是造成冷轧板表面质量缺陷的主要原因,得出稳定产品质量的有效控制方法是优化非稳定态浇注工艺、控制出钢后钢包渣的氧化性以及进一步去除钢中细小夹杂。     

济钢RH精炼法生产超低碳钢的实践

结合济钢的生产实际讨论了真空脱碳反应的机理及其影响因素，分析了转炉终点钢水[C]和[O]、真空度、钢水循环量等因素对生产超低碳钢的影响。     

GCr15轴承钢BOF-LF-RH-CC流程夹杂物的生成及演变

 为研究GCr15轴承钢中夹杂物的演变规律,对某钢厂BOF-LF-RH-CC工艺流程生产的GCr15轴承钢进行了全流程取样,并利用ASPEX扫描电镜和热力学计算对各工序钢中夹杂物的演变进行了系统的分析。研究表明,在LF精炼初期,钢中夹杂物主要为高Al₂O₃(w(Al₂O₃)=84%)的MgO-Al₂O₃和CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物;LF精炼结束时,MgO-Al₂O₃和CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物的数量所占比例分别为74%和26%,此时钢液中夹杂物尺寸主要为1～6 μm,数量所占比例为87%。LF-RH精炼期间,夹杂物总数量由LF精炼结束时的198 个/(20 mm2)降低至RH破空后的103 个/(20 mm2),降幅为48%,其中MgO-Al₂O₃夹杂物主要在LF精炼期间生成,然后在RH精炼时基本被去除,具体表现为,其数量由LF进站时的88 个/(20 mm2)增加至LF出站时的139 个/(20 mm2),在RH软吹结束时降低为4 个/(20 mm2);CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物主要在RH精炼期间生成,其数量由LF出站时的49个/(20 mm2)增加至RH软吹结束时的108 个/(20 mm2),这表明RH真空精炼对夹杂物去除效果较好。热力学计算结果表明,二次精炼过程中钢中Al_s、Mg含量处于MgO-Al₂O₃夹杂物优势区内,这表明MgO-Al₂O₃夹杂物更易生成;当钢中w([Mg])为0.000 3%时,w([Ca])大于0.000 25%,满足MgO-Al₂O₃夹杂物转变为CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物的热力学条件,而且当w([Al_s])为0.022%时,w([Ca])控制为0.000 25%～0.007 00%时更有利于生成液态化的钙铝酸盐。试验过程钢中w([Ca])约为0.000 1%～0.000 4%,因此夹杂物更多地转变为CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物。     

超低碳钢的精炼条件对RH脱气装置脱碳反应的影响

根据混合控制(包括真空室钢液中碳、氧的质量传递和碳、氧的循环流传递)机理,为阐明氧浓度对脱碳速度的影响,开发了一种用于 RH 脱碳新的反应模型。此模型还能够预测用 KTB 法把氧吹到真空室钢液面上对脱碳速度的影响。在 RH 的若干试验中发现,当钢包中钢水的碳浓度 C_L>200ppm 时,脱碳速度对钢包内钢水的氧浓度 O_L 有很大的依赖关系,而当钢水的碳浓度 C_L<200ppm 时,脱碳速度与钢水的碳浓度明显地成正比,因此,它对氧浓度 O_L 的依赖性就很小。虽然,模型研究预测的脱碳速度对 O_L有依赖关系,但是,计算的脱碳速度和观测的速度之间仍有些差别。这种差别可能由一部分尚未确知通过何种途径进入真空室内钢液中的氧所引起的。这部分氧既可能是由于熔渣被吸入到真空室带来的,亦可能是大气中空气渗进的结果。还用最新的数据研究了(在<50ppm 超低碳范围内)RH 真空室内碳的传质容积系数 ak_c,研究表明,ak_c 对碳浓度 C_L 和循环流量 Q 有很大的依赖性。     

浦项钢铁公司光阳厂用于生产超低碳钢的RH精炼技术的改进

为了了解操作条件（提升气体的流量、真空度、连通管直径和顶吹氧）对２５０ｔＲＨ真空处理装置脱碳性能的影响，进行了试验和理论研究。根据用Ｃｕ作为示踪物进行的完全混合时间的测定试验，加大提升气体流量或加大真空度，可以有效地缩短完全混合时间，但未观察到连通管内径的影响。加大连通管直径会促进冶炼超低砚钢时的脱碳过程。通过定向型多孔塞喷吹提升气体，可提高表现脱碳速度（Ｋｃ），生产超低碳时脱碳时间缩短。     

RH精炼过程Al2O3夹杂物运动和去除的数值模拟

在流场模拟计算的基础上,建立了RH真空精炼过程Al2O3夹杂物运动及去除模型.通过数学模拟计算,分析了RH精炼过程夹杂物运动规律,讨论了夹杂物尺寸、RH吹气量等对夹杂物去除的影响.研究结果表明:同一管径条件下,吹气量为1 400 L/min时,夹杂物的总去除率最高为66.1％且最快去除时间为202 s,是去除夹杂物的最优吹气量;同一吹气量条件下,下降管内径为700 mm时,夹杂物的去除率最高,可达71.31％,夹杂物去除时间最短,为217s.     

超低碳钢钢中夹杂物的研究

为控制超低碳钢中的簇状夹杂物,对超低碳钢中的夹杂物和与全氧含量的关系进行了研究.钢中的夹杂物主要是Al2O3夹杂和Al2O3-TiN复合夹杂,独立夹杂物尺寸大部分小于10 μm.铸坯中w(TO)小于0.003 0%时,钢中仍存在簇状Al2O3夹杂;Al2O3簇状夹杂物与铸坯中全氧含量没有直接关系,所以钢中的全氧含量不能完全代表钢中夹杂物的水平.钢中的簇状Al2O3夹杂物与RH脱碳结束活度氧有关,要控制超低碳钢中簇状Al2O3夹杂物必须稳定生产工艺,减少RH加铝升温,使RH脱碳结束活度氧保持在一定范围.     

铝脱氧钢中尖晶石夹杂物的生成与转变

研究了140 t LD-LF-RH-CC流程冶炼超低氧钢时精炼过程铝脱氧钢中夹杂物的变化。试验钢出钢过程加足够的铝脱氧,以尽快降低钢液中溶解氧。为使Al₂O₃转变为钙铝酸盐夹杂,选用CaO-Al₂O₃精炼渣系,渣中含3.00%～8.42%SiO₂。结果表明,精炼时钢液中夹杂物的变化趋势为:纯Al₂O₃→尖晶石夹杂→CaO-Al₂O₃-MgO复合夹杂物,炉渣中8.42%SiO₂炉次夹杂物转变慢于3.00%SiO₂炉次;当炉渣CaO/Al₂O₃为1.60时,钢中夹杂物大多转变为低熔点CaO-Al₂O₃-MgO复合夹杂。精炼渣的成分控制应为(%):55～60CaO,35～40Al₂O₃, 5～10MgO。     

CSP批量生产超低碳钢的RH-LF双联工艺研究

论述了马钢CSP流程采用RH-LF双联精炼工艺生产超低硫、超低碳洁净钢水的工艺优化和深脱硫条件下的增碳、增氮控制技术.实际生产表明,用RH-LF双联法的CSP流程开发的DDQ-IF钢工艺可以满足批量生产的要求,CSP连浇炉数最高达到12炉,冷轧产品质量满足深冲板的要求.