非金属夹杂物对锻造裂纹形成的影响

通过钢坯非金属夹杂物的金相观察,对钢坯产生锻造裂纹的原因进行了分析和讨论。结果表明,较多的非金属夹杂物是导致钢坯锻造开裂的主要原因,并在锻造工艺上提出了预防措施,以控制和降低非金属夹杂物的含量。     

在精炼处理和连铸阶段采集的低碳铝和硅镇静钢试样中非金属夹杂物的性质分析

非金属夹杂物的数量、分布、尺寸和化学成分对钢的性能有直接影响。通过控制这些夹杂物的尺寸和化学成分可以生产出优质产品。区分夹杂物的性质和控制夹杂物的形成对钢的清洁度十分重要。通过检验非金属夹杂物的化学成分可以预测夹杂物在钢中的性能。为了研究夹杂物的化学成分、尺寸和分布，某钢厂在二次精炼和连铸阶段采集了低碳铝和硅镇静钢的试样。试样用扫描电子显微镜（SEM）采用EDS系统进行分析。通过分析结果可以判定夹杂物的性质，分析精炼过程对减少夹杂数量和减小比表面积的效果。还可以确定处理后残留的夹杂对钢的性能和连铸过程（浸入式水口的堵塞）的影响大小。     

在RH处理超低碳钢过程中对形成二维不规则串簇状氧化铝尺寸的测量

1引言 为了生产高质量的产品，在二次精炼过程中，控制和去除非金属夹杂物是最重要的一个操作环节。控制和去除非金属夹杂物的首要步骤是了解夹杂物的特点，在精炼过程中，会产生许多不同类型的夹杂物，这些不同形态的夹杂物源于其不同的形成和长大机理。因此，文献中报道了许多关于杂物形成和长大的不同理论。     

转炉--CAS--连铸工艺生产低碳铝镇静钢中非金属夹杂物的研究

采用添加示踪剂方法研究了转炉— CAS精炼—连铸工艺生产的低碳铝镇静钢中的非金属夹杂物 ,发现出钢或 CAS精炼过程钢包炉渣与钢液作用生成的夹杂物 ,其中尺寸在 30 μm以下的夹杂物很难从钢液中完全上浮排除。铸坯中主要的非金属夹杂物为来源于钢包炉渣与钢液作用生成的球形夹杂物、块状 Al2 O3夹杂物和簇群状 Al2 O3夹杂物。连铸坯 T[O]在 ( 1 4～ 1 7)× 1 0 - 6之间 ,非金属夹杂物含量在 2 .3mg/ 1 0 kg左右 ,表明该工艺可以生产较高洁净度的低碳铝镇静钢铸坯。     

采用不同浇注工艺生产JZ35车轴用钢坯的质量评价

包钢炼钢厂采用铁水预处理-转炉-钢包炉-真空脱气等冶炼工艺,配合大方坯连铸、模铸两种不同的浇注工艺,试制了JZ35车轴用钢坯.通过对比不同浇注工艺下生产的车轴用钢坯的质量和性能,表明钢坯的化学成分、力学性能、非金属夹杂物、晶粒度等指标均符合车轴用坯标准的要求.采用不同的浇注工艺并不影响钢坯的低倍组织和晶粒度,但由连铸工艺生产的钢坯的成材率、表面质量明显优于模铸工艺.     

碳素钢连铸坯中非金属夹杂物的分布

碳素钢连铸坯中的凝固组织及其非金属夹杂物的分布取决于一系列的冶金因素。随着钢水温度的降低,等轴晶组织的体积增大。在等轴晶带与柱状晶带的界面附近,或在两个方向相反的柱状晶带相连接的区段,大型硫化物和氧化物夹杂的数量很大。在弧型连铸机上浇铸的铸坯具有不对称的组织和不对称分布的大型夹杂物。而大型夹杂物是在凝固过程的后期阶段形成的,并且与连铸机的类型关系不大。为了研究夹杂物的成分及其尺寸分布状况,制定了新的试验研究方法。在研究氧化物和硫化物夹杂物的形成中心和长大时,这种方法可得出特别引人注目的结果。瑞典冶金研究院曾经进行了有关连铸方坯、大钢坯和板坯中非金属夹杂分布及成分的情报收集工作。对所有的钢浇铸后的状态进行了研究,而对某些碳素钢还对其轧制后的状态进行了研究。这项工作的目的,首先是研究在立式连铸机和弧型连铸机中央杂物上浮对铸坯截面硫化物和氧化物夹杂分布的影响,也是研究碳素钢和奥氏体不锈钢中央杂物尺寸及成分的分布状况。研究工作是以斯堪得纳维亚冶金工厂所获得的资料为基础的。下面提供的是这项研究工作第一个阶段所获得的一些结果。夹杂物的分布取决于诸如凝固速度(其本身与结晶器的尺寸有关)及连铸机的类型等因素。连铸机的类型有好几种,但是本文只研究其中的两种:即立式连铸机和弧型连铸机。与立式连铸机浇铸的钢坯相反,弧型连铸机浇铸的钢坯其非金属夹杂物的分布不对称。有关资料证明,在弧型连铸机上会混有更大的非金属夹杂物。     

钢锭因过早由铸台拖走而裹入大型非金属夹杂物

1975和1977年,在碳钢和合金钢条材产品中,突然出现大型非金属夹杂物,曾经查找过这些大型非金属夹杂物的许多炼钢方面的来源,结果发现,钢锭襄入这些非金属夹杂物的主要原因与“早拖”有关,换句话说,就是在一炉钢的最后一个钢锭注完之后立即拖走。其后,炼钢车间改变了操作,使“早拖”的炉次减少,钢坯夹层[DUALSONIC(R)]废品下降。     

影响弹簧钢盘条质量的主要因素及控制措施

对弹簧钢盘条在生产过程中存在的问题进行了研究,分析了非金属夹杂物、表面缺陷和脱碳对弹簧钢产品质量的影响,并提出控制措施,为提高弹簧钢盘条的性能和质量提供了解决方向。     

304不锈钢中的夹杂物及其冷轧变形行为

非金属夹杂物是引起冷轧板坯表面缺陷的主要原因.分析了304不锈钢热轧板坯中非金属夹杂物的成分、形貌及尺寸.对304热轧板坯进行不同压下量的轧制,分析不同厚度冷轧板坯中的夹杂物形状和尺寸,研究非金属夹杂物在板坯冷轧过程中的变形行为.结果表明:304热轧板坯中的夹杂物主要组成为CaO-SiO2-MgO-Al2O3的复合氧化物,为脆性夹杂物;冷轧过程中,夹杂物的塑性变形不明显,随着冷轧压下量的增加,大颗粒的夹杂物不断被轧碎,板坯中夹杂物的平均尺寸逐渐减小.     

鞍钢2150ASP生产线管线钢中非金属夹杂物的研究

采用SEM和金相显微镜系统地研究了鞍钢2150 ASP工艺生产的高品质管线钢中非金属夹杂物在冶炼过程中的演变规律。结果表明,钢中非金属夹杂物的数量与全氧量的变化趋势一致;精炼初期钢中主要是含MnO的复合夹杂物,LF精炼后期直到铸坯,钢中的夹杂物主要是以Al2O3-CaO（MgO）为核心,周围为CaS类的复合夹杂物;铸坯中的夹杂物尺寸较小,平均为3.1个/mm2;该工艺路线生产的管线钢的洁净度能够满足用户的需求。     

0Cr18Ni9不锈钢中非金属夹杂物来源

为了研究不锈钢连铸坯中非金属夹杂物的主要类型及其主要来源,用扫描电镜分析了0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的夹杂物成成,并分别在AOD渣、大包渣及中间包渣中加入示踪剂进行了三次示踪实验.实验结果表明,0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的非金属夹杂物主要为CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO系夹杂物,其次为MgO-Al₂O₃类尖晶石和硫化物;非金属夹杂物的主要来源是AOD还原期的还原产物、脱硫产物和出钢时混入钢水中的AOD渣滴;AOD出钢后,大包顶渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣不会对钢液造成明显污染.     

非金属夹杂物三维形貌及其包裹的非夹杂物颗粒物来源分析

钢中非金属夹杂物的分离提取过程,需要解决外来因素的干扰问题,准确判断是否来源于钢中,是夹杂物检测与表征方法的重点。分析了在实验室环境下,以U75V重轨钢为代表,采用酸溶法和非水溶液电解法分离提取出钢中非金属夹杂物,利用扫描电镜对夹杂物的基本形貌和成分进行了系统的分析研究。结果表明,利用电磁搅拌装置的酸溶法能有效得到耐酸类的夹杂物形貌和成分,其最佳溶液配比为盐酸(1+1);采用非水溶液电解法能够得到耐酸类和不耐酸类的微米和纳米尺度的非金属夹杂物,电解时间控制在8～10 h。与此同时,U75V重轨钢的酸溶和电解法分析结果表明,夹杂物中存在大尺寸不规则状的颗粒物,经分析判断该类是外来的颗粒物,被定义为非夹杂物,主要来源于空气中、自来水、干燥箱和电解槽内等,其成分为MgO、CaO、SiO₂和Al₂O₃,与钢中的氧化物夹杂物成分接近,从而对生产过程中控制夹杂物的措施易造成不准确的指导。因此,在分离提取钢中夹杂物的过程中,需要严格的保护操作,杜绝不利因素的干扰,准确得到钢中夹杂物的三维形貌、尺寸、化学成分等详细信息,能够为工艺改进或实验研究提供有效的支持。     

Detection of Non-metallic Inclusions in Steel Continuous Casting Billets

This work applied automated particle analysis to study non-metallic inclusions in steel. Compared with traditional methods, the approach has the advantage of capturing the morphology, measuring the size, recording the original positions, and identifying the composition of inclusions on a selected area in a short time. The morphology and composition of typical inclusions were analyzed using partial acid extraction and discussed through thermodynamic calculation. Steel samples were collected from the entire cross section of billets cast during times of steady state and ladle change. The spatial distribution of inclusions agreed well with the measurement of the total oxygen. The spatial distribution of inclusions was plotted to represent the entrapment positions of inclusions on the casting strand and their concentration on the cross section of the billet. Also, regarding the different size and type of inclusions, the spatial distribution of classified inclusions was explored such as the distribution of sulfide, oxide, and high sodium and potassium content inclusions. The sufficient information could be used to identify the source of inclusions and guide the steel refining process.     

脱氧工艺对低碳铝镇静钢洁净度的影响

 以KR→BOF→RH→CC流程生产的低碳铝镇静钢,在转炉流程后采用2种不同脱氧工艺：出钢添加部分铝预脱氧,RH真空循环利用钢中碳脱氧,后加铝强脱氧（工艺Ⅰ）;出钢加铝强脱氧,RH真空循环处理（工艺Ⅱ）。对两种脱氧工艺出钢后的顶渣改质效果进行对比分析,结合全氧分析,利用ASPEX扫描电镜对两种工艺下RH真空处理过程的夹杂物和铸坯内外弧表层夹杂物的形貌、成分、数量和尺寸进行系统研究。结果表明,工艺Ⅱ的顶渣改质效果优于工艺Ⅰ;经过RH真空处理,两种工艺均可以明显地去除20 μm以上的夹杂物;在RH精炼阶段、铸坯及热轧板表层的夹杂物尺寸、数量密度以及总氧控制方面,工艺Ⅱ优于工艺Ⅰ。     

转炉—RH—连铸工艺生产高压气瓶用钢洁净度的研究

对转炉— RH精炼—连铸工艺生产高压气瓶用钢 T[O]变化及非金属夹杂物进行研究的结果表明 ,在转炉出钢过程由于炉渣与脱氧产物作用生成的粗大球状夹杂物及铝脱氧生成的大尺寸 Al2 O3簇群状夹杂物绝大多数可由钢液排除 ,铸坯中存在的夹杂物主要是较小的块状和簇群状 Al2 O3及少量由于结晶器保护渣卷入造成的球状夹杂物。 RH精炼后钢液 T[O]在 (2 8～ 34 )× 10 - 6 之间 ,中间包钢水 T[O]在 (2 4～ 2 6 )× 10 - 6之间 ,铸坯 T[O]在 (12～ 19)× 10 - 6 之间 ,该工艺生产的气瓶用钢具有很高的洁净度。     

Non-Metallic Inclusion Distribution in Surface Layer of IF Steel Slabs

Non-metallic inclusion distribution in the surface layer of IF steel slabs during unsteady casting was investigated using the original position statistic distribution analysis（OPA）method.It was found that most non-metallic inclusions larger than 10 μm existed in the subsurface layers of 0.5-3.5 mm from the slab surfaces and very few large non-metallic inclusions were found in the inner regions（≥4.5 mm from slab surfaces）.In addition,it was found that at high casting speed level（1.4 m/min）,even a slight change of casting speed could result in a remarkable increase of the non-metallic inclusions.Thus,at high casting speed,changing the casting speed should be avoided or considerably lower speed changing rate must be used.     

帘线钢凝固过程夹杂物生成热力学及工业实践

 非金属夹杂物是影响帘线钢拉拔性能的重要因素之一,为了研究帘线钢中夹杂物的生成及转变机理,使用ASPEX自动扫描电镜观察分析了帘线钢工业生产过程中不同碱度条件下从钢液到铸坯中非金属夹杂物的转变现象,并使用FactSage7.0热力学计算软件对非金属夹杂物的转变机理进行了讨论。在高碱度条件下,钢液中非金属夹杂物主要类型为低熔点的CaO-SiO₂-Al₂O₃-MnO,铸坯中非金属夹杂物的CaO和MnO含量有所降低,同时SiO₂含量有所增加。在低碱度炉次中,钢液中非金属夹杂物主要为较高熔点的SiO₂-MnO-CaO类型,Al₂O₃含量较低。连铸坯中非金属夹杂物的SiO₂含量与钢液相比有所增加,同时MnO含量降低。热力学计算结果表明,帘线钢凝固和冷却过程中的非金属夹杂物转变由夹杂物自身的相转变和析出、非金属夹杂物和钢液间的化学反应以及溶解氧和钢基体化学成分的反应3方面原因造成。热力学计算结果较好地解释了帘线钢工业生产中钢液和铸坯中非金属夹杂物成分和形貌的转变,为帘线钢中非金属夹杂物的控制提供参考。     

交换钢包过程对IF钢连铸板坯表层洁净度的影响

采用ASPEX扫描电镜中的自动特征分析功能研究了交换钢包过程（取样浇次第4、5炉）对IF钢连铸板坯表层的洁净度的影响,且对比研究了交换钢包过程浇铸铸坯（交接坯）与正常浇铸铸坯（正常坯）的表层洁净度.结果表明：正常坯与交接坯中尺寸大于20μm的表层夹杂物可分为三类：（1）簇群状Al₂O₃（包括气泡+簇群状Al₂O₃）;（2）簇群状TiO_x-Al₂O₃夹杂物;（3）保护渣夹杂物.正常坯表层的大型夹杂物主要为簇群状Al₂O₃,没有检测到保护渣夹杂物.换包开浇后铸坯总氧质量分数从14×10^-6增至17×10^-6,交接坯表层检测到较多的第2夹杂物,说明钢包开浇后钢水被轻微氧化.此外,钢包开浇后剧烈的液面波动也导致了保护渣的卷入.在当前工艺下,换包对IF钢铸坯表层洁净度的影响长度约为11m.     

38CrMoAl钢精炼过程夹杂物生成及演变规律

国内某厂冶炼38CrMoAl高铝钢时由于钢中非金属夹杂物超标而导致的钢材质量不达标情况时有发生。该钢的工业试验采用了“转炉(LD)-LF精炼(铝脱氧及合金化、高碱度渣精炼)-RH真空精炼-软吹-连铸”工艺流程。为了更好地去除钢中非金属夹杂物,采用分级分段的取样方法对工业试验进行取样,从而对钢中非金属夹杂物生成原因以及演变规律进行研究。结果表明,采用高碱度渣精炼可以有效降低夹杂物中Al₂O₃的质量分数,使之改性为钙镁铝酸盐夹杂物;RH软吹时夹杂物平均成分落在液相线内。     

钢中高熔点钙铝酸盐类夹杂物聚集行为

 利用Aspex Explorer自动扫描电镜对探伤不合格试样中非金属夹杂物CA2和CA6（C为CaO,A为Al2O3）的尺寸、面积、成分、类型及分布等进行全面分析。从非金属夹杂物本身性质、连铸机本身特性和凝固过程非金属夹杂物行为3个方面集中探讨了高熔点钙铝酸盐类非金属夹杂物聚集行为。结果表明：高熔点钙铝酸盐类非金属夹杂物本身聚集能力很强,极易聚集;弧形连铸机拉速慢,铸坯厚度较一般的中厚板薄,凝固较快,使得凝固终点提前,造成在凝固过程中夹杂物在靠近中心处形成容易聚集区,同时上浮的空间和时间减少,加上推动捕捉的作用,使得中心处聚集形成大型非金属夹杂物。