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 应用分形理论探讨了钢液中凝聚态夹杂物的性质、凝聚规律及上浮特性。结果表明：两个源碰撞夹杂物颗粒碰撞连结的方式不同,所生成的新凝聚态夹杂物颗粒的形貌特征和分形维数就可能存在较大差异;带有分形特征的凝聚态夹杂物的上浮速度要小于等体积三维球状实体夹杂物的上浮速度;新生凝聚态夹杂物的分形维数相对源碰撞夹杂物较小,所以对凝聚成的大尺寸夹杂物颗粒要对其加强重构,使其变得致密,增大其分形维数,有利于提高其上浮速度;分形维数的测定可以更精确地定量描述夹杂物的形貌特征,完善夹杂物检测的标准。     

连铸结晶器内簇状夹杂物分形生长的Monte-Carlo模拟

建立夹杂物分形长大数学模型来描述连铸结晶器内夹杂物的动态长大过程.采用Euler方法给出了连铸结晶器内钢液流动和夹杂物的三维分布,采用Lagrange方法跟踪单个夹杂物颗粒在夹杂物浓度场中的运动来研究其碰撞、长大过程.计算结果表明:钢液的夹带作用是影响夹杂物分布的关键因素.钢液流动和夹杂物分布在连铸机内均具有上、下两个循环区,在出口处具有"W"分布特征.对于单个夹杂物,由于种于夹杂物不断吸附其它夹杂物,因此较大粒径的夹杂物具有多个突起和触手,呈簇状形态.     

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。     

超低硫X65管线钢中非金属夹杂物研究

对本钢超低硫X65管线钢中夹杂物的研究结果表明,LF精炼初期,钢中夹杂物主要是球形、多边形和大量簇状的Al2O3夹杂物,99.1%的夹杂物尺寸小于20μm。微合金化后,部分Al2O3夹杂物中出现TiO、SiO2、MnS等成分。钙处理后,夹杂物的平均直径达到8.58μm,大量夹杂物为含有微量MgO、SiO2或MnS等的2~50μm的球形mCaO.nAl2O3,部分为Al2O3、MnS、CaS或CaS-MnS。铸坯中夹杂物数量最少且尺寸最小,96.9%的夹杂物尺寸小于10μm,未发现大于50μm的夹杂物,平均直径为3.71μm。铸坯中大部分为球形的以mCaO.nAl2O3为主要成分的复合夹杂物,还有少量的Al2O3、MnS和CaS夹杂物等。     

镍基高温合金K4169中夹杂物的特征及形成机理

采用真空感应熔炼法冶炼出镍基合金K4169,通过电解萃取结合原位SEM分析法研究夹杂物的物相组成、尺寸形貌及成分,并分析夹杂物的分布、来源及形成机理。结果表明:K4169合金中的单相夹杂物主要为氧化物、碳化物和氮化物(以TiN、Al2O3、SiO2、TiO2、SiC等为主),复合夹杂物主要有硅铝酸盐(Al2O3-SiO2、Al2O3-MgO)、钛的碳、氮、氧化物(TiC-TiN、TiC-TiO2-TiN)及金属复合氧化物夹杂物(Mo-Ni-Fe-O、Ni-Nb-O)。TiN多分布在Laves相周围;SiC多分布在棒材边缘;其余各类氧化物多见于棒材心部缩孔内部及周围。硅铝酸盐复合夹杂物由硅铝氧化物的单相夹杂碰撞形成;金属复合氧化物夹杂于凝固后期的偏析液中氧化析出;碳氮化物复合夹杂物的形成机理有两类:一类为自发形核(TiC-TiN、TiC-TiO2-TiN),另一类为以MgO-Al2O3为核心异质形核(TiN)。     

转炉-连铸工序生产低碳铝镇静钢中夹杂物的研究

采用添加示踪剂的方法对转炉-CAS-连铸工艺生产低碳铝镇静钢中的夹杂物进行了研究,结果表明:出钢或CAS精炼过程中炉渣与钢液作用生成的夹杂物,尺寸在30 μm以下的夹杂物很难从钢液中完全上浮排出.铸坯中的主要夹杂物为来源于钢包渣与钢液作用生成的球状夹杂物、块状Al 2O 3夹杂物.连铸坯中的全氧含量在(38～53)×10 -6之间,夹杂物的含量在 2.3 mg/kg左右,表明该工艺可以生产较高纯净度的低碳铝镇静钢坯.     

GH4700镍基合金中Al_2O_3和TiN复合析出行为分析

研究了GH4700镍基合金中TiN夹杂物的析出行为。结果表明,TiN夹杂物分为纯TiN夹杂物和Al2O3-TiN复合夹杂物两类。其中Al2O3-TiN复合夹杂物的析出是自发进行的,所以其数量多于纯TiN析出物。     

无取向硅钢精炼过程夹杂物控制研究

针对RH工艺生产50W800无取向硅钢精炼过程夹杂物较多的问题,采用扫描电镜对钢中夹杂物尺寸、种类及数量进行分析,测定氩站炉渣成分,研究了50W800无取向硅钢中夹杂物控制方法。结果表明：氩站处理能够去除39.11%的夹杂物,RH出站到中间包夹杂物总面积减少了2 406.94 μm2,夹杂物的去除率为57.40%;钢中夹杂物主要为Al2O3夹杂,尺寸介于1～4 μm之间,亦存在少量AlN?Al2O3和CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物;氩站炉渣能够较好地吸收钢中夹杂物,但改质效果不明显。     

有效防止钢水中Al_2O_3夹杂物聚集长大的方法

众所周知，Al2O3夹杂物是引起线材断裂、轴承钢抗疲劳性变差及用薄板制罐时开裂的原因。新日铁室兰厂内钢水中加入Mg－Al合金，能有效地防止Al2O3夹杂物聚集长大，使其以高度分散的形式存在于钢中，从而使钢材性能代化。这种方法的基本原理是使Al2O3夹杂物改质成Al2O3·MgO夹杂物，Al2O3、Al2O3·Mgo与钢水的润湿性是不同的，Al2O3·MgO与钢水的界面能要比Al2O3与钢水的界面能小，所以Al2O3·MgO夹杂物不易聚集长大，以高度分散的形式存在于钢中。所使用的Mg－Al合金含Mg5%～70％，如果含有小于10％的Mn和St，则最为理想。Mg…     

电磁纯铁热轧线材夹杂物分析

对电磁纯铁热轧线材进行了低倍观察,对线材中的夹杂物进行了高倍金相、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)。结果表明,钢中夹杂物是单一的Al2O3夹杂,大部分夹杂物呈点、线状分布在线材横断面的1/4处,并沿纵向延伸。根据该钢种夹杂物的来源,提出了生产过程中减少夹杂物的3个关键措施。     

焊丝钢夹杂物类型及分布研究

夹杂物的存在,直接影响连铸坯的性能.本文研究了某钢厂焊丝钢夹杂物的形成过程,夹杂物的类型及其分布.研究结果表明:钢包下渣、中间包和结晶器卷渣是铸坯中夹杂物的主要来源,铸坯中夹杂物的类型主要为SiO2系、SiO2-MnO系、SiO2-MnO-Al2O3系、SiO2-CaO-Al2O3系为主要组分的复杂氧化物系.     

2205双相不锈钢铸坯皮下夹杂物含量探讨

采用金相显微镜(OM)夹杂物自动图像分析软件统计了 2205双相不锈钢铸坯皮下3 mm位置处夹杂物数量和分布,并用扫描电镜(SEM)及X射线能谱仪(EDS)分析了夹杂物形貌和成分.结果表明:2205双相不锈钢铸坯中的夹杂物大小以5～15 μm为主,沿着铸坯宽度方向由表层到1/4位置夹杂物数量有增加的趋势;铸坯中的夹杂物...     

离心中间包内钢液流动的数值模拟

采用数值模拟方法对离心中间包内钢液的流动结构及混合特性进行了研究,并用水模型结果进行了验证.流场的研究结果表明:旋转室内强烈的湍流极大地促进了夹杂物的湍流碰撞生长.另外,在旋转室切向出流的影响下,分配室内形成了较大的水平环流.环流的形成增强了钢液的混合程度,且延长了夹杂物沿着液面运动的距离,增大了夹杂物的去除机会.对钢液停留时间分布(RTD)的预测结果表明:由于钢液的旋转流动,离心中间包内的死区体积明显减小,活塞区及混流区体积增加,从而夹杂物的上浮去除率提高.     

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采用化学分析、金相检验、扫描电镜和能谱仪等对客车辋裂车轮进行分析。结果表明:在裂纹源区域存在棱角分明的Al2O3夹杂,即使夹杂物符合标准但因其组成结构及形态控制不合理,在材料使用状态恶化时,也可造成辋裂失效。通过将铁路客车及高速列车用车轮钢中氧化物控制为"球状Mn S包裹氧化物"复合结构,并使其微细化与弥散化分布,可缓减脆性夹杂对基体组织的割裂、划伤作用,减小脆性夹杂物对基体组织产生的嵌镶应力,减小形成裂纹源的可能性,提高材料的疲劳寿命,防止辋裂。     

硬线钢盘条拉拔断裂分析及工艺改进

针对硬线钢盘条拉拔断裂问题,分别对拉拔性能较差批次的盘条和在拉拔过程中断裂的产品取样,采用光学金相显微镜、拉伸试验机、扫描电镜和能谱仪对其表面质量、化学成分、力学性能、夹杂物、显微组织和中心偏析等分析。结果表明：盘条拉拔断裂的主要原因是盘条中存在中心孔洞及中心碳偏析,其次是在断口存在的Al2O3夹杂物和大颗粒球状夹杂物,在拉拔过程中形成微裂纹并逐步扩展导致断裂。通过确保精炼钢包底吹效果,控制中包过热度及温度波动分别在20～35 ℃和±5 ℃,稳定连铸拉速和波动分别在2 m/min和±0.2 m/min后,铸坯内部缺陷明显减轻,盘条拉拔断裂现象减少。     

汽车齿轮钢8620RH连铸坯中夹杂物研究

利用扫面电镜分析汽车齿轮钢8620RH连铸坯中氧化物夹杂的形貌和化学成分,结合具体的生产工艺,确定直径尺寸不小于25 μm的球状夹杂物是导致圆材B类夹杂物超标的主要原因,且此类夹杂物来源于炉渣。从提高精炼过程夹杂物去除效果和防止非稳态连铸过程卷渣,提高中包去除夹杂物能力等方面制定改善措施。     

连铸中间包内湍流控制器控流过程的数值模拟

采用ANSYS-CFX软件,针对宝钢4#连铸机中间包结构和操作工艺参数,进行了流动与传热耦合过程的三维数值模拟,并用水力学模拟进行验证。分析比较了无任何控流装置和有控流装置下的钢水流动以及RTD曲线,结果表明：设置湍流控制器可以使中间包内钢水流动死区减少,活塞区增大,更有利于夹杂物的去除。     

提高连浇炉数对汽车板洁净度影响分析

对汽车板提高连浇炉数到10炉后钢水洁净度及耐火材料使用情况进行现场工业试验,分析了10炉连浇浇铸过程中T[O]、钢水中[N]质量分数变化,夹杂物分布情况,并对浇铸后耐火材料使用情况进行了分析。研究结果表明,开浇第1炉T[O]质量分数控制在28×10－6,[N]质量分数为18×10－6,T[O]平均质量分数为28.1×10－6,整体控制较好;[N]质量分数控制稳定在17.2×10－6左右。开浇第一炉夹杂物数量并不多,第1炉达到6.46 个/mm2,最后1炉夹杂物分布情况为9.06 个/mm2,整体控制水平较好。10炉连浇后塞棒及中间包工作层厚度耐火材料均可满足现场工艺要求。