钢轨钢生产中硫的控制

 钢轨钢对钢水洁净度和非金属夹杂物控制均有较高要求。针对高硫铁水冶炼现状,为实现钢轨钢的洁净生产,攀钢在铁水预处理、转炉冶炼、钢水精炼方面进行了硫控制技术的开发与应用,形成了提高钢的洁净度和控制钢中非金属夹杂物的数量和形态的洁净钢生产工艺技术,实现了350km/h高速铁路用钢轨的生产。高速轨成品w(［S］)≤0.008%的合格率达到95%以上,钢轨w(T［O］)降至0.001 5%以下,夹杂物的分布形态得到有效控制。     

高速重轨钢洁净度与均质性控制关键技术

高速铁路对重轨钢质量提出了更高的要求,洁净度与均质性控制是其质量提升的关键。包钢高速重轨钢采用无铝脱氧工艺降低钢水全氧质量分数、VD 真空脱气工艺强化脱氢、全程保护浇注与中间包冶金防止钢水二次氧化和促使钢中夹杂物上浮,提高钢的洁净度;通过合理控制钢液过热度、严格控制拉速、采用结晶器电磁搅拌、动态二冷、动态轻压下控制等关键技术来减轻和消除铸坯中心偏析,提高钢的均质性。生产实践表明,高速重轨钢中w T ［O］≤0.0020%、w［N］≤0.0050%、w［H］≤0.00015%、w［Al］≤0.0040%,A类夹杂物不超过2.0级,B、C、D 类夹杂物不超过1.0 级,中心疏松评级不超过1.0级的比例平均为83.1%,中心缩孔不超过0.5级的比例平均为94.3%,中心碳偏析指数最大为1.07。包钢高速重轨钢综合质量满足了《时速200km客运专线铁路用钢轨标准》的要求。     

镁对X120管线钢夹杂物的作用

 运用热力学计算了X120管线钢中氧化镁及其复合夹杂物在钢液中的析出条件,以X120管线钢酸溶铝目标质量分数0.025%为例,0.00046% 0.0033%,钢中将有MgO生成。在X120管线钢的成分下,w(［Ti］)=0.016%时,w(［Mg］)=00008%就可以生成2MgO·Ti2O3复合夹杂。微镁处理的X120管线钢中的夹杂物全部是细小的含镁复合氧化物或是含镁氧化物与硫化物的复合夹杂。镁处理钢中的夹杂物小于2 μm的占85%,2~5 μm的占14.5%,5~10 μm的夹杂物仅有0.5%,看不到大于10 μm的夹杂物,大大优于钙处理钢。     

Φ168.3 mm×7.92 mm X70QS抗硫无缝钢管的生产实践

根据API5L标准要求设计了X70QS无缝钢管的化学成分,采用热膨胀相变仪测定了试样钢种的CCT曲线,结果表明,当冷速达到20℃/s时,组织中珠光体消失,贝氏体含量较多,合适的淬火冷却速度应选择20℃/s以上。采用"100 t EAF→LF+VD精炼→圆坯连铸→精密斜轧机组轧制→调质热处理"工艺流程对X70QS无缝钢管进行生产。生产过程中有效控制了S含量、非金属夹杂物、铸坯偏析,解决了穿轧粘钢的问题。结果表明,X70QS无缝钢管的金相组织主要为铁素体+回火贝氏体,晶粒度在8.5级以上,各类夹杂物的总和≤2级;力学性能和抗硫化氢腐蚀性能完全满足API 5L的标准要求;-60℃时未达到材料韧脆转变温度。     

Φ168.3 mm x7.92 mm X70QS抗硫无缝钢管的生产实践

根据API5L标准要求设计了X70QS无缝钢管的化学成分,采用热膨胀相变仪测定了试样钢种的CCT曲线,结果表明,当冷速达到20℃/s时,组织中珠光体消失,贝氏体含量较多,合适的淬火冷却速度应选择20℃/s以上。采用"100 t EAF→LF+VD精炼→圆坯连铸→精密斜轧机组轧制→调质热处理"工艺流程对X70QS无缝钢管进行生产。生产过程中有效控制了S含量、非金属夹杂物、铸坯偏析,解决了穿轧粘钢的问题。结果表明,X70QS无缝钢管的金相组织主要为铁素体+回火贝氏体,晶粒度在8.5级以上,各类夹杂物的总和≤2级;力学性能和抗硫化氢腐蚀性能完全满足API 5L的标准要求;-60℃时未达到材料韧脆转变温度。     

改善45结构钢切削性能的研究

 开展了向中碳45结构钢中加入S、Ca元素来改善切削性的研究。研究结果表明：钢中w(［S］)=0.06%,总钙w(T［Ca］)=40×10-6,w(［Al］s)=0.01%左右时,夹杂物的纺锤率为57%;小于2.5 μm的夹杂物数量占夹杂物总数82%,夹杂物呈细小、弥散状态分布于钢中。由热模拟试验得出钢的塑性转变温度在1100~1000 ℃,通过配水软件计算出二冷各区的冷却水流量并应用于生产,铸坯表面和内部无裂纹,力学性能与未加S、Ca元素的45钢相当,但切削性能有明显的改善,切削刀具寿命提高了25%以上。     

转炉流程生产高品质轴承钢的实践

<与电炉流程相比,转炉流程生产轴承钢具有铁水洁净度高、产品质量好、生产效率高、生产成本低等主要优 点。本钢炼钢厂采用转炉-精炼（LF+RH）-矩形坯连铸生产GCr15,其化学成分全部达到本钢制定标准要求,其 中有害元素 w（［Ti］）=25×10 -6 、 w（［Ca］）=2×10 -6 、 w（［O］）=8×10 -6 、 w（［N］）=38×10 -6 、 w（［H］）=0.8× 10 -6 ,均优于GB/T 18254-2002标准要求,满足瑞典SKF标准（SKF D33）的要求。     

高品质管坯钢夹杂物控制技术研究

针对生产中存在的精炼渣氧化性控制偏高、钢水T.O含量控制及钙处理效果不稳定等问题,开展了高品质管坯钢非金属夹杂控制的技术研究。通过精炼渣系和生产工艺的优化,降低并稳定钢中T.O含量;通过热力学计算和实验室研究,确定了钙处理的工艺技术参数。工业试验表明:采用该研究成果后,钢中w(T.O)控制在15×10-6以下,钢中w(Cat)/w(Als)≥0.07,w(Ca)/w(S)≥1.9,改善了夹杂物的变性效果;高品质管坯钢轧材中A、B、C、D、Ds类非金属夹杂物均控制在1.0级及以下,A+B+C+D≤3.0级,满足钢种质量要求。     

高碳铬轴承钢GCr15的生产实践

为了优化品种结构,降低生产成本,通过合理的成分及工艺设计,采用LD—LF—RH—小方坯连铸工艺,开发试制了高碳铬轴承钢GCr15。对成品棒材成分、夹杂物、金相组织等进行了分析,结果表明:热轧态组织为珠光体加网状渗碳体,夹杂物、碳化物偏析及热顶锻等指标均满足GB/T 18254-2006的要求。     

含钛焊丝钢小方坯连铸水口的结瘤机制

 利用扫描电镜对含钛焊丝钢中夹杂物性质及连铸水口结瘤物的物相组成进行了分析,并结合热力学计算研究了水口结瘤的形成机制。结果表明,LF 精炼出站钢液中存在大量Al2O3、TiO2夹杂物,并不断附着沉积在水口内壁形成氧化铝型、氧化钛型或两者结合的结瘤物,连浇炉数仅为4次。通过优化钢中［Al］-［Ti］-［O］关系,控制铝质量分数在钛-铝竞争氧化平衡线之上,即w(［Ti］)/w(［Al］)4/3>84.49 且w(［Ti］)/w(［Al］)>7.46,当钢液中w(［Al］)<0.0068%时,能够降低Al2O3夹杂比例,有效减轻水口结瘤,连浇炉数提升至6炉次。     

结构用彩色涂层钢板加速腐蚀试验研究

通过采用盐雾箱、紫外线老化试验箱、恒电位仪、原子力显微镜等仪器,对结构用S250GD＋Z彩涂板的耐加速腐蚀性能进行了检测与分析,结果表明：S250GD＋Z彩涂板的耐加速腐蚀性能达到《GB/T 12754-2006》及《EN 10169-2：2006》的要求;S250GD＋Z彩涂板经2 000 h紫外线老化后,涂层表面粗...     

真空轧制钛/钢复合板的组织与性能

钛/钢复合板兼具钢的良好力学性能及钛的优异耐腐蚀性,广泛应用于石油、化工、电力及海洋工程等领域。南钢采用真空轧制复合法制备的钛/钢复合板,不添加过渡层,其拉伸性能、弯曲性能及剪切强度等均满足标准要求,而且剪切强度平均在209 MPa左右,超过标准要求的140 MPa。钛/钢复合板的各项性能达到GB/T8547-2006标准R1类复合板的要求。     

管线钢抗氢致开裂(HIC)性能试验方法的研究

根据国标GB/T 8650 - 2006《管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法》,对管线钢抗氢致开裂(HIC)性能试验方法进行了研究,试验中通过采用一系列措施,保证了试验人员安全的同时顺利完成试验,取得了满意效果.     

临钢炉外精炼用合成渣的实践

临钢炼钢厂结合生产实际开发出脱硫、脱氧合成精炼渣,并能快速实现LF埋弧精炼。采用改进配比的精炼渣,能实现w(S)小于100×10-6、全氧质量分数小于20×10-6的钢种,为以后品种钢的开发积累了经验。     

改善321含钛钢水口堵塞及结晶器“结鱼”现象的工艺实践

针对浙江永兴不锈钢股份有限公司321连铸易堵塞水口及结晶器结鱼问题,进行理论研究及现场随炉试验,通过一系列工艺改善来提高钢水纯净度,降低钢水中[N]及[O]的含量,同时适当调整连铸操作工艺,最终冶炼出较高纯净度的钢水：熔炼样钢水[N]≈0.01%,[O]≈0.0028%,成品夹杂物等级控制在国家标准范围内（GB/T 10561）,从结果来看,连铸水口堵塞现象大大改善,结鱼现象消失,顺利实现了两炉以上连浇,同时铸坯表面及内部质量良好,符合后续轧制要求。     

试样表面碳对红外吸收常规法测定钢中超低碳影响的研究

GB/T 20123-2006高频感应-红外吸收法（常规法）因表面碳影响,仅适用于钢中碳含量大于0.005%的测定,不能满足大生产过程中钢中超低碳测定的需求。研究表明：日常制取后直接测定的生产试样表面碳是吸附碳,标准样品试样表面碳除含吸附碳外,还含化合碳。国家标准GB/T 20126-2006（预热法）定值的标准样品事先预热冷却后用于常规法校正,可有效消除表面碳对钢中超低碳常规法测定的影响,使常规法能应用于超低碳钢日常测定。     

耐腐蚀软质镀锡板性能分析

通过采用扫描电镜（SEM）、酸浸时滞试验、合金-锡电偶试验等仪器,对研制的MR T-2.5BA耐腐蚀软质镀锡板性能进行了检测与分析,结果表明：MR T-2.5BA镀锡板具有优良的耐蚀及冲压成形性能,各项性能（镀锡量、硬度值、PL值、ATC值等）均达到《GB/T2520-2008》规定的指标;试制产品经用户试用,其性能满足制作各种耐蚀罐要求。     

C90-1级耐腐蚀石油套管用钢25CrMoTi的开发

通过100 t DC电弧炉-LF-VD-5流260 mm×340 mm连铸-轧制流程开发了石油套管(φ139.7 mm×7.72 mm)用钢25CrMoTi(/%:0.23～0.29C、0.15～0.35Si、0.50～0.70Mn、0.015～0.035Ti、≤0.015P、≤0.003S、0.50～0.70Cr、0.25～0.35Mo、0.010～0.025Alt)。通过电弧炉配加50%铁水,控制钢中有害元素As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.035%,高碱度渣(CaO)/(SiO₂)=4精炼,控制[S]≤0.002%,VD真空处理后喂Ti线,并进行钙处理,控制Ca/S为1.5～2.0,连铸全程保护浇铸,采用结晶器和末端电磁搅拌,管坯中心疏松为1.0级,一般疏松、中心偏析为0.5级,各类非金属夹杂物≤0.5级。在H₂S饱和溶液中720 h的应力腐蚀试验后钢管表面无裂纹,满足C90-1石油套管的使用要求。     

L245钢抗SSC、HIC的性能试验

采用NACETM0284—2003和NACETM0117—2005实验方法对L245钢进行评定。结果表明：在湿心S环境下,L245钢具有良好的抗氢致开裂（HIC）和硫化氢应力腐蚀（SSC）的能力。在试验结果基础上,对其腐蚀机理及影响因素进行了讨论。     

TMCP工艺轧制桥梁用不锈钢复合板的组织与性能

为了获得桥梁用不锈钢复合板良好的综合性能,采用控轧控冷(thermal mechanical control process,简称TMCP)工艺轧制了桥梁用不锈钢复合板316L+Q370qD,利用金相、扫描、拉伸、冲击、弯曲、剪切和晶间腐蚀等手段研究了该复合板的组织与性能。结果表明,316L+Q370qD桥梁用不锈钢复合板的界面实现了完全冶金结合,未发现孔洞、裂纹等缺陷以及大颗粒的析出物及氧化物夹杂等;复合板的屈服强度为421~446MPa,伸长率为24.0%~28.0%,-20℃纵向冲击吸收能量平均值为200J,180°内、外弯曲合格,平均剪切强度为412 MPa,复合板的各项力学性能均满足GB/T 8165—2008《不锈钢复合钢板和钢带》标准要求。按照GB/T 4334—2008方法 E进行晶间腐蚀试验,复层不锈钢316L未出现晶间腐蚀现象,具有良好的耐晶间腐蚀性能。