X70管线钢中夹杂物控制试验研究

试验研究了X70管线钢中的夹杂物形貌、成分及大小,结果表明,钢中存在大颗粒的硅酸盐或SiO2夹杂物。在分析X70管线钢中硅酸盐类夹杂物存在的有害性的基础上,提出了避免钢中硅酸盐类夹杂物产生的措施,应用于生产并得到了较好的效果。     

X70管线钢中夹杂物控制试验研究

试验研究了X70管线钢中的夹杂物形貌、成分及大小，试验结果表明，钢中存在大颗粒的硅酸盐或SiO2夹杂物。在分析X70管线钢中硅酸盐类夹杂物存在的有害性的基础上，提出了避免钢中硅酸盐类夹杂物产生的措施，应用于生产并得到了较好的效果。     

Ca-Mg处理对X80管线钢夹杂物及性能的影响

在工业生产中进行了X80管线钢Ca-Mg复合处理与Ca处理工业试验。分析了Ca-Mg复合处理和Ca处理钢中夹杂物的变化特征，研究了Ca-Mg复合处理对X80管线钢中夹杂物及性能的影响。结果表明：Ca-Mg处理钢中夹杂物主要是Mg-Ca-Al-O系夹杂，Ca处理钢中夹杂物主要是Ca-Al-O系夹杂；Ca-Mg处理钢中粒径小于1μm的夹杂物数量密度相对较高，大于1μm的夹杂物较少；Ca-Mg处理钢中存在大量尺寸细小的TiN夹杂物，可以起到细化晶粒、提升焊接热影响区韧性的作用。在100 kJ/cm的焊接线能量下，其焊接热影响区韧性大幅度提高。     

Mg处理对X65管线钢中夹杂物的影响

在实验室用真空感应炉冶炼3炉X65管线钢,其中2炉钢进行镁处理。分析非镁处理钢和镁处理钢中夹杂物的变化特征,研究镁处理对X65管线钢中夹杂物的影响。结果表明:1)非镁处理钢中的夹杂物主要是Al_2O_3系夹杂,镁处理钢中的夹杂物类型主要是MgO-Al_2O_3系夹杂;2)镁处理钢中粒径小(1~5μm)的夹杂物比例相对较高,大颗粒( 15μm)夹杂物明显减少;3)粒径较大的夹杂物主要是Al_2O_3夹杂和靠近低熔点区域的夹杂,靠近镁铝尖晶石成分的夹杂物粒径较小,说明镁处理可使钢中夹杂物变得细小而分散;4)镁处理钢中存在大量的尺寸细小的MgO·Al_2O_3系夹杂物,可以为硫化物的析出提供形核核心,从而减少硫化物在晶界的析出数量。     

中性盐电解提取钢中微细夹杂物研究

提出了一种在实验室环境下,以6 g/L柠檬酸钠、10 g/L氯化钠、30 g/L硫酸亚铁,10 g/L氟化铵为电解液,石墨板为阴极电解提取钢中夹杂物的方法。用该方法对管线钢和电工钢中夹杂物提取后,分别用扫描电镜和X射线能谱仪对夹杂物进行形貌观察和成分分析。结果显示,在获得的管线钢的微细夹杂物中存在大量球状的纳米级夹杂物,这些夹杂物是低碳贝氏体钢中的弥散强化相,含有强韧化合金元素,对管线钢落锤性能具有重要影响;在获得电工钢的非金属夹杂物中存在变形夹杂物,在钢的轧制过程中变成片状,对钢的轧制性能具有影响。由于本法不仅能够提取一些对于钢材有危害性的碳化物夹杂物,还可以提取其他容易在酸碱条件下被侵蚀掉的细小夹杂物,且夹杂物形貌保存完整,成分不受电解液的影响,因此可用于对组织纯净度要求较高的低碳贝氏体钢、电工钢等钢种的夹杂物分析。     

X70管线钢钙处理研究

在X70管线钢LF精炼后期分别以100 m/min和200 m/min速度向钢中喂入300~500 m硅钙线或添加硅钙钡铁,对钢中夹杂物进行变性处理。喂钙后钢样、结晶器钢样和铸坯样中的CaTot和夹杂物分析表明:钙处理后钢中钙含量在不断下降;夹杂物的组成、形貌和尺寸也在不断变化。根据钢中夹杂物的变化、夹杂物对高级别管线钢性能和连铸顺行的影响,提出了高级别管线钢生产中夹杂物变性控制策略。     

优化钙处理工艺减少管线钢B类夹杂物

为了减少管线钢中B类夹杂物的生成,开展了钙处理工艺优化研究。研究发现,钢中钙含量较高时,易生成由低熔点钙铝酸盐组成的B类夹杂物。据此提出低钙含量的钙处理优化工艺并开展工业试验。钙处理工艺优化后,夹杂物主要为高Al_2O_3含量的CaO-Al_2O_3,由于存在高熔点相,大部分夹杂物在轧制过程中基本未发生变形,而大尺寸夹杂物则主要发生脆性破碎,这与工艺优化前低熔点夹杂物的塑性变形明显不同。轧板中基本未观察到长宽比大于5的夹杂物,且大尺寸夹杂物的数量显著减少。通过钙处理工艺优化,管线钢中B类夹杂物得到了很好的控制。     

管线钢非金属夹杂物控制研究

对高品质管线钢（钢板）中大尺寸B类夹杂物进行了分析。结果表明,该类夹杂物为CaO-Al2O3,其Al2O3含量为54％～58％。通过对精炼过程钢中夹杂物的分析发现,钢板中大尺寸B类夹杂物的来源为钙处理和软吹后尚未从钢中上浮、去除的夹杂物。对软吹工艺的试验结果表明,软吹时间和软吹氩气流量对钢中夹杂物的去除都有很大的影响,在适当增加软吹时间的同时采用较小的软吹氩气流量利于钢中夹杂物的上浮、去除及B类夹杂物的控制。     

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。     

浅析钢中硅酸盐类夹杂物的控制与去除

对钢液中非金属夹杂物进行了系统的研究分析,结合生产实际总结出控制钢中C类夹杂物(硅酸盐类夹杂物)以及去除钢中非金属夹杂物的方法,最终制订出符合现场生产实际的工艺方案。方案实施后钢水洁净度得到改善。     

X70管线钢RH真空脱气过程夹杂物的去除行为

 利用ASPEX全自动扫描电镜对X70管线钢RH真空处理过程的夹杂物形貌、成分、数量和尺寸进行了系统研究。结果表明,RH过程中夹杂物主要为液态球状含少量MgO的CaO-Al2O3系夹杂物。夹杂物随RH真空处理时间的增加而减少,RH处理28min后,钢液中夹杂物去除率达70%。除延长RH真空处理时间外,减少RH进站夹杂物可大幅降低RH终点夹杂物数量。总体夹杂物和1~5μm夹杂物数量随RH真空处理时间单调递减;对于大于5μm的夹杂物,其数量先增大后减少,而且随着夹杂物尺寸的增加,数量达到最大值所需真空处理时间增加。RH真空处理后,夹杂物平均尺寸有所增加,由2.2~2.5μm增加到3.0~3.9μm。     

谈针对钢中非金属夹杂物的有效检验

钢中非金属夹杂物包括了外来夹杂物和内生夹杂物两大类。其中,外来夹杂物指的是钢液凝固过程中没有及时浮出而残留夹杂在钢中的耐火材料和炉渣等。而内生夹杂物指的是钢在冶炼过程中,因为脱氧剂的加入以及氮、硫等元素溶解度下降,会形成非金属性质的氧化物、硅酸盐以及硫化物和氮化物等。钢材料的韧性、塑性以及疲劳性能会因非金属夹杂物的存在而降低,并且,其危害会随着钢的强度增高而增多。因此,对钢中非金属夹杂物的检验非常有必要。     

X42与330CL钢冷弯裂纹成因分析

针对新产品X42管线钢与330CL车轮钢冷弯性能不合的原因进行了可能性分析。结果表明：X42管线钢不合试样的带状组织严重而夹杂物级别较低,带状组织可能是导致冷弯不合的主因;330CL车轮钢不合试样的夹杂物级别较高,而带状不甚明显,夹杂物可能是导致冷弯裂纹的主因。     

高级别管线钢B类夹杂物控制研究

对高级别管线X65钢中B类夹杂物的来源及转变机理进行了研究,结果表明:钢中T.O质量分数控制在15×10~(-6)以下,N质量分数控制在40×10~(-6)以下,钢板洁净度水平较高;钙处理后钢中脱氧产物转变成CaO-Al_2O_3-CaS系夹杂物,其中的大尺寸CaO-Al_2O_3夹杂物在钢板轧制过程中延伸变形从而产生B类夹杂物;采用合理控制措施后,高级别管线钢B类夹杂物评级85%控制在1.5级以下,100%控制在2.0级以下。     

钙处理工艺对X70管线钢夹杂物的影响

 利用ASPEX扫描电镜(SEM+EDS)对某厂两种钙处理工艺(工艺A：LF→钙处理→RH,工艺B：LF→RH→钙处理)生产X70管线钢冶炼和浇铸过程中的夹杂物进行系统的研究。结果表明：工艺A生产的X70管线钢板中夹杂物是CA6和CA2(C代表CaO,A代表Al2O3)为主的高熔点的钙铝酸盐。产生此类夹杂物的主要原因是RH真空精炼中钙的严重损失以及中间包的二次氧化。CA6和CA2等夹杂物极易聚集成大尺寸夹杂物,经过轧制后严重影响钢板性能,甚至导致钢板探伤不合格。工艺B生产的X70管线钢中夹杂物为CaO-Al2O3(少量)-CaS系夹杂物,这种夹杂物尺寸小,弥散分布,对轧板性能危害小。     

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。     

管线钢裂纹萌生及其扩展的研究

采用硫化氢腐蚀试验、金相显微镜和扫描电镜(SEM)观察及EDS分析研究了非金属夹杂物和微观组织对X65管线钢氢致裂纹(HIC)萌生和扩展的影响.研究表明:晶界、相界、脆硬的非金属夹杂物是钢中的氢陷阱.夹杂物的尺寸、形态及类型影响管线钢的HIC敏感性.HIC不易在小尺寸球形夹杂物上萌生,而长条和具有尖角的非金属夹杂物使钢具有高HIC敏感性,Ca处理能使夹杂形态趋于分散的球形,降低钢的HIC敏感性;HIC裂纹易在脆硬的富Si夹杂物处萌生和扩展.与铁素体组织相比,HIC更易在脆硬的贝氏体组织中扩展,HIC可沿着晶界或穿过晶界扩展.     

管线钢夹杂物控制技术的改进

对宝钢管线钢精炼和连铸过程钢中夹杂物的变化规律进行了系统评估,得出了LF、RH、中间包和连铸坯过程中夹杂物的特点及变化规律。在此基础上,通过工艺技术的改进,使钢中夹杂物的尺寸、形貌和化学成分等得到了有效控制。10μm以上尺寸的稍大颗粒的夹杂物去除效果较好,铸坯中夹杂物的平均尺寸达到2μm以下;夹杂物的数量明显降低;夹杂物成分更集中于Ca系夹杂;高等级管线钢中间包成品氧含量平均达到11×10-4%。     

热轧车轮钢钙处理后的硫化物夹杂形态

本文研究了钢种为X的热轧车轮钢进行钙处理后的硫化物类夹杂物形态,试样从钢种为X的热轧产品中提取。检查了不同疏含量炉次中的长条形硫化物夹杂物的尺寸和分布,当钢中硫含量小于50×10~(-6)时,很少或基本观察不到长条形硫化物夹杂物。当硫含量高于或等于70×10~(-6),并且Ca/s比小于0.5时,钢中硫化物夹杂物尺寸和数量明显增加。然后在硫含量高于50×10~(-6)的炉次中,研究了添加钛(0.01%~0.02%)对硫化物类夹杂物形态的影响。研究发现:在实际炼钢条件下,添加钛对减少硫化物类夹杂物的尺寸有部分影响。     

钢中不同氧含量对含S钢的MnS夹杂物影响

采用ASPEX自动扫描电镜,分析对比不同氧含量对钢中MnS类夹杂物的组成和形貌的影响。对比结果表明:当钢中氧含量处于高水平时,MnS夹杂物在整个含MnS类夹杂物中所占比例为70.89%,含MnS类夹杂物的尺寸指数为1.98;当钢中氧含量处于低水平时,MnS夹杂物在整个含MnS类夹杂物中所占比例为93.84%,含MnS类夹杂物的尺寸指数为4.5,夹杂物的外观由椭圆型转变为细长型。