耐候钢S355J2W的研发和工艺实践

研发的耐候钢S355J2W(/%:0.06~0.10C,0.20~0.40Si,1.00~1.30Mn,≤0.008S,≤0.020P,0.25~0.40Cu,0.30~0.55Cr,0.10~0.30Ni,0.020~0.040Nb,0.020~0.050Alt)的试生产流程为铁水-120 t顶底复吹转炉-LF-250 mm×2 000 mm板坯连铸-轧制≤16 mm板。通过采取控制转炉终点[C]≤0.05%,[P]≤0.015%,精炼时(FeO)+(MnO)≤1.5%,(SiO2)≤15%,精炼渣碱度≥3.0,[Al]s≥0.025%,按Ca/Al=0.06~0.12,喂入钙线,连铸时采用耐候钢专用保护渣[主要成分/%:34.0CaO,28.0SiO₂,4.6Al₂O₃,≤6(Li₂O+B₂O₃)],控制开坯温度1 010~1 060℃等工艺措施,≤16 mm耐候钢S355J2W成品板铝含量为0.025%~0.035%,钢中平均氧含量为21×10^-6,平均氮含量为31×10^-6,钢中非金属夹杂物的尺寸基本≤14μm,各项冶金质量指标合乎要求。     

通信塔用稀土耐蚀普碳钢Q235BRE性能研究

根据通信塔对耐腐蚀性能的要求,将稀土耐蚀普碳钢应用在通信塔上,并对经过稀土合金化后的Q235BRE进行了组织性能分析。结果显示,稀土合金化后,Q235BRE组织由珠光体和铁素体组成,晶粒等级略有细化,夹杂物变性为复合稀土的夹杂物,尺寸2～3μm;拉伸性能与耐候结构钢相当,低温冲击性能显著提高;随着稀土含量的增加,稳定的α-FeOOH含量逐渐增加,Fe₃O₄/γ-Fe₂O₃和γ-FeOOH的含量有所下降,促进了耐腐蚀性能的提升。     

120 t转炉生产42CrMoA合结钢水口结瘤分析及改善措施

分析了120 t转炉生产42CrMoA合结钢（/%:0.28～0.45C,0.17-0.37Si,0.50～0.80Mn,≤0.020P,≤0.020S,0.90～1.20Cr,0.15～0.25Mo,Cu≤0.20,Ni≤0.30,0.015～0.035Al）塞棒和浸入式水口结瘤原因。分析表明塞棒结瘤物的主要为Al₂O₃和高熔点的CaO·2Al₂O₃类钙铝酸盐,浸入式水口结瘤物主要为Al₂O₃夹杂物聚集。通过控制转炉终点碳在0.18%～0.28%、转炉出钢钢水溶解氧含量< 200×10^-6、调整精炼终点钙铝参数（0.020%～0.030%Al;0.001 5%～0.003 0%Ca）、连铸保护浇铸工艺实施等措施,解决了转炉生产42CrMoA合结钢塞棒和水口结瘤问题。     

超低屈强比高强耐候钢的组织与性能研究

研究了试制的超低屈强比高强耐候钢的组织与性能。结果表明:试验钢的组织由多边形铁素体+贝氏体+少量珠光体构成;屈服强度达426.9 MPa,屈强比为0.6,断后延伸率为24%,-40℃冲击功为64.4 J,耐蚀性良好。盐雾试验显示试验钢锈层主要由α-FeO(OH)、γ-FeO(OH)和Fe_3O_4构成,且随时间增加,α-FeO(OH)相对含量基本稳定,γ-FeO(OH)相对含量逐渐减少,Fe_3O_4相对含量逐渐增多。     

纳米氧化铁的制备及形貌分析

以九水硝酸铁（Fe（NO₃）₃·9H₂O）为铁源,无水乙醇和乙二胺为表面活性剂,采用水热法制备了纳米氧化铁（Fe₂O₃纳米棒）,通过扫描电子显微镜观察分析了Fe₂O₃纳米棒形貌,研究了（Fe（NO₃）₃·9H₂O）质量分数及反应温度对Fe₂O₃纳米棒颗粒尺寸的影响。结果表明,纳米棒的长度和宽度分别约为500～600 nm和50～60 nm;在160～220 ℃范围内,温度对Fe₂O₃纳米棒形貌的影响不显著;在一定范围内提高铁源质量分数可使纳米棒颗粒尺寸变小。Fe₂O₃纳米棒的形成机理为:铁源在强碱性的溶液中反应生成棕黄色絮状沉淀α-FeOOH,该沉淀在高温高压的环境中,在乙二胺作用下脱水形成Fe₂O₃纳米棒。     

Cu掺杂对硫化镍精矿制备高效异相类Fenton催化剂(Ni,Mg, Cu)Fe2O4的影响

以硫化镍精矿为原料,采用共沉淀–煅烧法成功制备出Cu掺杂尖晶石铁氧体(Ni, Mg, Cu)Fe₂O₄异相类Fenton催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)等手段系统研究了Cu掺杂量对所制备产物微观结构、形貌及催化性能的影响;确立了最优催化体系为光助类Fenton催化体系“(Ni, Mg, Cu)Fe₂O₄催化剂/H₂O₂/可见光”,揭示了Cu掺杂对(Mg, Ni)Fe₂O₄催化活性的增强机制。结果表明:在选定的实验条件下,制备得到的产物均为纯相立方尖晶石铁氧体。当Ni与Cu摩尔比为1∶1时,合成的(Ni, Mg, Cu)Fe₂O₄在可见光照180 min条件下对质量浓度为10 mg?L?1的罗丹明B(RhB)溶液的降解率可达94.5%。究其主要原因为:随着Cu掺杂量的增加,占据(Ni, Mg, Cu)Fe₂O₄八面体位的Fe3+和Cu2+的相对含量增加,即裸露于铁氧体表面的Fe3+和Cu2+数量增多,以及两者的协同作用,加速了羟基自由基(·OH)反应的发生,最终使得RhB溶液的降解效率从73.1%提高至94.5%。      

耐候冷镦钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

采用腐蚀失重法、宏观形貌观察、SEM、XRD、电化学测试对耐候冷镦钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为进行了研究。结果表明，在模拟海洋大气腐蚀环境下，耐候钢表面锈层随腐蚀时间由浅黄色依次向棕黄色、红棕色转变；锈层截面形貌由薄而疏松且不连续演变为厚而致密且均匀分布；锈层微观形貌显示，表面锈层存在相对平滑、不规则圆形花状结构、闭环的环形巢结构、毛绒状结构等4个演变状态，但致密的毛绒状结构锈层对基体的保护能力明显提高；腐蚀产物主要由Fe₃O₄、γ-FeOOH、α-FeOOH组成，腐蚀初期主要是致密的Fe₃O₄,腐蚀中期开始形成γ-FeOOH,腐蚀后期γ-FeOOH逐渐溶解并还原形成稳定的α-FeOOH,可对基体提供良好的保护作用；电化学分析显示：腐蚀24～72 h,耐候钢的阴极电流密度呈线性增大，且趋于稳定。耐候钢的腐蚀深度损失与腐蚀时间呈幂函数关系；受腐蚀过程不同腐蚀产物的影响，腐蚀速率呈现先增长后下降的变化规律。     

100t LF Si-Ca脱氧低铝锅炉管用钢 15CrMoG 夹杂物分析

高压锅炉管用钢15CrMoG（/%:0.12~0.18C,0.17~0.35Si,0.40~0.70Mn,≤0.015P,≤0.015S,0.80~1.10Cr,0.40~0.55Mo,≤0.020Alt）的生产工艺流程为60%铁水+优质废钢-100t UHP EAF-LF-VD-Φ500mm坯连铸-轧制。通过电弧炉出钢Al-Si预脱氧,LF精炼Si-Ca脱氧,优化精炼渣系的组成为（/%）:55~60CaO,30~35Al₂O₃,5~10SiO₂,（CaO）/（Al₂O₃）=1.41~1.74,精炼后钢水中的Alt为0.011%~0.014%。Φ140mm和Φ160mm热轧材的夹杂物分析结果表明,钢中夹杂物中MnS为10%,铝酸钙为75%,SiO₂ 7.5%,含Ti氧化物5%,其它2.5%,钢中≤5.0μm夹杂物占95%以上,满足锅炉管用钢15CrMoG的技术要求。     

覆铜板废边角料熔炼渣熔化温度研究

覆铜板废边角料是一种具有明显“高硼低铁”特征的电子废料,为使覆铜板废边角料冶炼过程中具有合适的熔化温度,采用化学试剂配置合成了17组“高硼低铁”渣,利用RDS-2010型智能测试仪通过半球熔点法测定其熔点。对所测得数据进行了多元非线性回归分析,得到了熔化温度与熔炼渣化学组成之间的数学表达式,基于回归方程考察了FeO含量（w（Feo））、Fe₃O₄含量（w（Fe₃O₄））、Al₂O₃含量（w（Al₂O₃））、B₂O₃含量（w（B₂O₃））及钙硅比（m（Cao）/m（SiO₂））单一组分变化对熔炼渣熔点的影响规律。结果表明,回归方程预测值与实际值吻合度较高;熔化温度在熔渣组成成分范围内低于1 100 ℃,具有良好的冶炼性能;熔渣的熔化温度随着w（Fe₃O₄）、w（Al₂O₃）的增加而升高,随着w（Feo）、w（B₂O₃）、m（Cao）/m（SiO₂）的增加而下降。研究结果为电子废料的绿色回收提供数据支持。      

铝镇静钢SPHC浸入式水口结瘤成因和控制工艺

SPHC钢（/%:≤0.08C,≤0.05Si,0.10~0.30Mn,≤0.025P,≤0.025S,0.020~0.045Al）的工艺流程为铁水预处理-150 t顶底复吹转炉-LF-双流板坯连铸-1780 mm热连轧工艺。通过水口结瘤物分析得出,水口结瘤物主要成分为Al₂O₃和高熔点（1750℃）CaO·2Al₂O₃夹杂,结瘤物外层为结构疏松的堆积状氧化铝层,中间层为网状氧化铝层,内层为水口材料的脱碳层。通过控制转炉终点[C]>0.04%,调整喂钙铁线用量,使钢液中平均钙铝比由0.03提高至0.06,精炼时软吹氩搅拌由6~8 min提高到8~10 min,连铸过程防止钢液二次氧化等工艺措施,48炉SPHC钢生产结果表明,避免了水口结瘤事故的发生。     

高耐候结构用Q355GNH钢的开发与性能研究

通过对高耐候钢产品的性能要求分析,本试验钢在成分设计上以Cu、P为基,添加少量Cr、Ni,并制定相应的轧制及卷取工艺而成功开发了355强度级别的高耐候结构用钢.对该试验钢的各项性能进行检测,同时根据其成分设计进行了耐腐蚀性能预测,并利用实验室加速腐蚀试验方法对Q355GNH试验钢及Q345B对比钢的腐蚀速率以及其锈层构...     

pH值对Q235钢在模拟酸性土壤中腐蚀行为的影响

通过腐蚀失重计算、扫描电镜、X射线衍射方法、极化曲线分析等手段,研究了pH值对Q235钢在模拟酸性土壤中腐蚀行为的影响.在模拟酸性土壤环境中,Q235钢的腐蚀速率随土壤pH值升高而降低,经360 h腐蚀后,在pH值为4.0、4.5和5.1的土壤中试样的腐蚀速率分别为0.68、0.48和0.42 mm·a^-1.随土壤pH值升高,Q235钢锈层更为致密,其表面蚀坑由窄深型发展变为宽浅型发展.腐蚀产物均为SiO₂、α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe₂O₃及Fe₃O₄,随土壤pH值升高,腐蚀产物中α-FeOOH/γ-FeOOH质量比升高.极化曲线分析表明,随土壤pH值升高,Q235钢腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度降低,试样腐蚀速率减小.     

Q235钢和X70管线钢在北美山地灰钙土中的短期腐蚀行为

通过腐蚀失重速率试验、腐蚀形貌特征的扫描电镜观察和X射线衍射分析以及土壤理化性质分析等手段研究了国产Q235钢和X70管线钢在加拿大中南部的山地灰钙土中实地埋样试验一年后的短期腐蚀行为特征.结果发现Q235钢和X70钢的平均腐蚀速率和最大点蚀深度均比较接近,但Q235钢点蚀密度明显高于X70钢;两种钢的腐蚀产物成分类似,均为FeOOH、Fe₃O₄和Fe₂O₃的复杂混合物,腐蚀产物层不致密,存在明显的裂纹;两种钢表层土壤中均发现较多的硫酸盐还原菌、硫化菌和异养菌,这些菌群的共同作用能够加速腐蚀产物层下局部腐蚀的发生.     

斯太尔摩工艺参数对72A钢盘条氧化铁皮剥离性能的影响

用扫描电镜和弯曲试验研究了吐丝温度和斯太尔摩风冷线Ⅰ～Ⅲ段冷却速度对72A钢盘条（/%:0.70～0.75C,0.15～0.35Si,0.35～0.60Mn,≤0.025P,≤0.025S）氧化铁皮层厚、组成结构和剥离性的影响。结果表明,氧化铁皮的剥离性主要与铁皮厚度有关,10～20μm厚的氧化铁皮具有较好的机械剥离性。FeO层与氧化铁皮的剥离性呈正相关关系,FeO层达到9μm以上具有较好的剥离性,Fe₃O₄层与氧化铁皮剥离性呈负相关关系;FeO层厚比随冷却速度的提高而增加,当吐丝温度到910℃,提高斯太尔摩风冷线各段冷却速度,Ⅰ段为6～7.5℃/s,Ⅱ段为12～20℃/s,高碳钢盘条的机械剥离性得到了有效改善。     

NaCl-CaCl2熔盐体系中电脱氧制备金属Fe的工艺研究

在NaCl-CaCl₂熔盐体系中采用FFC-剑桥工艺开展了Fe₂O₃电脱氧制备金属Fe的工艺研究。重点研究了烧结工艺和电解工艺等对熔盐中Fe₂O₃电脱氧过程的影响。采用SEM分析了烧结后Fe₂O₃的微观结构, 采用XRD分析了电解前后产物的物相组成, 得到了优化的电脱氧工艺条件为:槽电压为3.2 V, 电解时间为8 h, 烧结温度为800~900 ℃, 黏结剂用量为1.5%~2.5%和电解温度为680~722 ℃。同时, 在该熔盐体系中Fe₂O₃电脱氧机理为Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe。      

低合金耐候钢在含氯离子环境中的腐蚀行为

利用干湿周浸加速腐蚀实验对比研究了低合金钢A588和SPA-H在含氯离子环境下腐蚀行为,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和电子探针等方法分析了Ni、Mn对于低合金钢腐蚀行为的影响.结果表明:实验钢锈层中的物质主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe₃O₄组成,但其含量存在差异;Ni元素在内锈层含量高于外锈层,Mn元素在锈层的孔洞处富集;内锈层的致密程度高于外锈层;提高合金元素Mn和Ni的含量,可以提高内锈层的致密性,从而提高低合金钢的耐蚀性能.     

含氯离子环境下锌铝伪合金涂层的耐蚀性及电化学特性

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨.随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn₅(OH)₈Cl₂H₂O、ZnO和Zn₅(CO₃)₂(OH)₆,盐雾试验达到768 h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂.锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn₅(OH)₈Cl₂H₂O、Zn_0.71Al_0.29(OH)₂(CO₃)_0.145·xH₂O及ZnAl₂O₄.电化学阻抗谱测试结果表明:随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性.     

高强度耐热钢40CrMoV盘条的开发和生产实践

邢钢采用80t顶底复吹转炉-LF-RH-325 mm×280mm大方坯连铸流程生产40CrMoV钢（/%:0.36～0.44C, 0.15～0.35Si, 0.45～0. 70Mn, ≤0.025P, ≤0.025S, 0.80～1.15Cr, 0.50～0.65Mo, 0.25～0.35V）Φ18 mm热轧盘条。结果表明,通过控制BOF终点碳0.08%-0.12%,出钢温度1640～1660℃出钢加脱氧剂和合金,LF渣系为CaO-SiO₂-Al₂O₃,精炼后白渣碱度4～8,T（FeO+MnO）≤1. 0%,RH真空度≤100 Pa,处理时间≥20 min,喂钙线,并采用连铸结晶器电磁搅拌和控冷控轧等工艺措施,该钢盘条平均T[O]为10×10^-6,平均N含量33×10^-6,抗拉强度1 200～1 250 MPa,断面收缩率59%～62%,非金属夹杂级别A0.5和D1.0,低倍组织级别均为1.0级,各项性能指标较好满足了客户的需求。