钢包内夹杂物行为物理模拟与探讨

通过对目前石钢公司精炼过程中钢包底吹氩控制的物理模型实验,模拟钢包内非金属夹杂物在钢水中的行为,探索改善非金属夹杂物的控制方法。利用水模型,通过卷渣实验、底吹氩时间、底吹氩气流量优化实验等模拟了非金属夹杂物在钢水中的行为,确定有利于去除夹杂物的合理底吹氩软吹时间为30 min,流量控制为40 NL/min,此时钢液循环流动输送夹杂物至钢包表面的速度加快,夹杂物的上浮和去除效果较好。     

钢包精炼炉生产转子钢的夹杂物分析

通过对钢包精炼炉生产汽轮机转子钢的夹杂物分析，为制定生产优质高纯净度的汽轮机转子用钢的先进工艺提供了科学依据．     

偏心底吹氩钢包内夹杂物行为的物理模拟

 选择乳状液滴作为模拟夹杂物,利用物理模型研究了偏心底吹氩钢包内夹杂物的物理行为,考察了时间、吹气量对夹杂物去除行为的影响规律。结果表明,较小气量在8 min内可将绝大部分的模拟夹杂物去除,而较大气量则需要16 min才能去除绝大部分的模拟夹杂物,所有气量在28 min内可将能够去除的模拟夹杂物几乎全部去除。在相对较短的吹气处理时间内,较小气量的去夹杂效果要优于较大气量。总体上看,存在一个获得去夹杂较佳效果的气量范围。     

GCr15轴承钢夹杂物及全氧含量控制工艺分析

夹杂物的去除应从初炼炉到连铸工序的每一个工艺步骤都进行严格控制,才可能达到令人满意的效果.通过控制电炉终点碳以降低初始氧含量,采用LF全程脱氧、改变精炼渣系和扩散脱氧方式,VD吹氩及弱搅拌技术和优化中间包结构、强化中间包冶金功能等措施对轴承钢的生产工艺进行了优化,实现了低氧轴承钢的冶炼.因此,控制轴承钢中夹杂物 (主要是氧化物)是一个系统的工程,不能仅依赖某一局部工艺采取措施来达到目的.     

控制20CrMnTiH齿轮钢氧含量和夹杂物的生产试验

20CrMnTiH钢的工艺流程为100 t转炉-LF-VD-方坯连铸-轧制。通过采取提高转炉出钢[C]≥0.08%,优化LF精炼渣系,控制渣中CaO/Al₂O₃ 1.5～1.7,用喂SiCa线代替喂Ca线,防止钢水二次氧化等措施,20CrMnTiH齿轮钢氧含量0.001 5%～0.001 9%和夹杂物级别≤1.5。     

钢包出钢阶段吹氩搅拌去除夹杂物的模拟研究

针对钢包出钢过程建立了钢液-渣相-气相-氩气泡-夹杂物的五相数学模型,探索了钢包出钢过程中吹氩搅拌去除夹杂物的可行性,以及吹氩流量对流场、渣眼、夹杂物去除效率的影响规律。结果表明：吹氩搅拌可强化浇钢过程中钢液的流动行为,显著提升夹杂物的去除率。相较于未采用吹氩搅拌,当吹氩流量为100 L/min、出钢750 s时,夹杂物的去除率由80.74%提升至96.69%,流入中间包夹杂物的数量减少67.4%;随吹氩流量增加,渣眼尺寸增大,夹杂物去除速率增加,但去除效率变化不大,推荐吹氩流量为100 L/min。     

钢包内衬用耐火材料对钢中非金属夹杂物的影响

 炉外精炼是炼钢流程中控制钢中非金属夹杂物的重要转折点,作为整个精炼过程中与钢液实时接触的钢包内衬用耐火材料,因为高温物理化学反应易向钢中引入夹杂物,导致精炼效果达不到预期。通过对典型现役钢包内衬用耐火材料与不同脱氧钢之间的界面反应归纳发现,钢包内衬用耐火材料会对钢中夹杂物的形貌、成分和理化性能产生影响,既可向钢中引入夹杂物,也能够吸附去除夹杂物。提出未来钢包内衬用耐火材料应被赋予更多净化钢液等功能指标的发展方向。     

50Cr5MoV钢中非金属夹杂物及全氧

 对采用“EBT→LF→VD”工艺路线生产50Cr5MoV锻钢轧辊炼钢过程的全氧质量分数和夹杂物类型与数量进行了分析。结果表明：LF精炼后钢液中[w(T[O])]平均为0.004 7%,VD出站[w(T[O])]为0.001 4%,中间包[w(T[O])]为0.001 55%,铸坯[w(T[O])]为0.001 8%,轧材中[w(T[O])]降低至0.001 0%。LF精炼初期,钢中夹杂物主要是不规则的Al2O3夹杂,其中96.75%的夹杂物尺寸小于10 μm。LF精炼结束后,大量夹杂物转变成以CaO-Al2O3-SiO2为主要成分的0～1 0 μm复合氧化物夹杂。钢水从VD真空精炼炉向中间包转移过程中,由于保护性浇注效果差,二次氧化严重造成钢水夹杂逐渐增多,其中夹杂物主要为球形的[mCaO·nAl2O3]复合夹杂物。铸坯中99.65%的夹杂物尺寸小于10 μm,其中大部分为球形钙铝酸盐夹杂物,还有少量球状硅铝酸钙复合夹杂物。轧材中98.77%的夹杂物尺寸小于10 μm。通过对炼钢过程中各工序的工艺优化,可实现对夹杂物的有效控制, 从而确保50Cr5MoV合金铸钢的产品质量。     

VD镇静时间对齿轮钢大颗粒夹杂物的影响

采用蔡司电镜+INCA软件对宝山钢铁股份有限公司齿轮钢VD镇静过程钢中夹杂物进行自动检测,发现大于5μm夹杂物数量与大于10μm夹杂物数量成正相关,而且随着镇静时间的增加先减少后增加。VD镇静过程最大夹杂物主要是球状CaO-Al_2O_3+MgO-Al_2O_3复合夹杂物,而且随着夹杂物中CaO-Al_2O_3面积占比的增加,最大夹杂物尺寸增大。建议镇静时间控制在15 min左右。     

连铸坯夹杂物的控制

本文介绍控制连铸坯非金属夹杂物的意义、原则和方法。并着重指出氧化物和硫化物的变性处理可以有效地控制夹杂物的形态和分布。     

钢液中气泡和夹杂物的去除

熔池中钢液的流动、气泡以及夹杂物的大小都影响着钢液中夹杂物的去除率.研究表明,向上流动的钢液有利于夹杂物的上浮,几乎所有的夹杂物都能在钢液上升流中上浮.向下流动的钢液对夹杂物和气泡的上浮有阻碍作用,当气泡的直径小于1mm时其在钢液中将无法上浮.在钢包精炼吹氩过程中,应使用较小的吹氩量,一方面避免产生过大的气泡而降低底吹气体的利用效率,另一方面减小熔池内的钢液流速,促进气泡和夹杂物的上浮.但吹氩量也不宜过小,必须使气泡保持一定的尺寸来保证其充分上浮.在钢包精炼过程中选择吹氩量时,应综合考虑钢液流速和气泡大小的影响.     

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）。     

20G钢非金属夹杂物的行为研究

针对某钢厂在生产20G钢初期,存在表面裂纹,低倍检验不合格的问题,对其生产过程中非金属夹杂物类型、数量、来源、尺寸及分布进行了综合分析。研究表明:正常铸坯中显微夹杂物平均总体积率0.149%,连浇坯中显微夹杂物平均总体积率为0.184%;正常坯中大型夹杂物平均含量为1.81 mg/kg,连浇坯中含量为3.31 mg/kg,其夹杂物主要来源于结晶器液面保护渣,其次中包覆盖剂和钢包渣卷入也是钢水污染的一个原因。     

纯净钢生产期间宏观夹杂物的测定

纯净钢中的宏观夹杂物非常少，但这非常少的夹杂物对最终钢产品的性能非常有害。到目前为止，有关纯净钢生产中大的即所谓的宏观夹杂物的信息非常少。因此，一项试验通过测定钢包处理和连铸期间取得试样中的夹杂物特性，研究了工具钢中的宏观夹杂物。在研究中采用了两种钢水取样仪：一种是迅速凝固（RS）的取样仪，另一种是适用于检测夹杂物的液态（LSHR）取样仪。     

水平连铸管坯钢中的非金属夹杂物

针对衡钢\     

抗疲劳应力钢中的夹杂物控制

 为了有效控制抗疲劳应力钢中夹杂物危害,通过对钢中典型有害夹杂物进行分析,从脱氧工艺、精炼渣系、钙处理工艺、软吹工艺和连铸保护浇铸等方面进行了优化改进,并取得相应效果。实现了钢中夹杂物有效控制,钢中夹杂物形状主要以小尺寸球状和块状为主,夹杂物成分主要以钙铝酸盐和MnS复合夹杂物为主,夹杂物尺寸控制在20 μm以内,其中90%以上夹杂物都控制在7 μm以内。     

减少冷轧IF钢表面夹杂物的生产实践

通过对鞍钢第二炼钢厂复吹转炉、RH精炼处理、中间包及铸坯取样分析,结果表明冷轧IF钢表面夹杂物主要来自中间包二次氧化产生的大于100μm的簇群状、块状的A12O3夹杂物,并且主要分布在铸坯表面层或上1／4层厚度。优化结晶器浸入式水口几何参数,加强保护浇铸措施,开发中间包湍流控制器新技术,可以有效地防止钢液的二次氧化。大批量生产IF钢板过程中,夹杂物废品率由10,37％降低到0．61％。