高铝低硅CaO-Al2O3系熔渣对刚玉/六铝酸钙质浇注料的作用行为

摘要：由于高铝低硅CaO-Al2O3系熔渣对耐火材料的侵蚀损毁影响高铝含量低密度高强钢的安全冶炼生产,为此通过在刚玉质浇注料中引入六铝酸钙,开展六铝酸钙质浇注料与高铝低硅CaO-Al2O3系熔渣反应实验,并与铝镁浇注料进行对比研究了其作用行为。实验结果表明：刚玉 六铝酸钙浇注料具有优异抗渣性能。这主要是由于熔渣中大量的CaO被消耗,间接提高了熔渣黏度,并与刚玉 六铝酸钙浇注料反应生成的高熔点相CA2填充了气孔,阻挡了熔渣的渗透,实验结果与热力学模拟计算结果相吻合。六铝酸钙浇注料自身气孔率高,熔渣主要以渗透形式对六铝酸钙耐火材料造成破坏。因此,将刚玉骨料与六铝酸钙基质组合是有望成为低密度高强钢冶炼用钢包内衬候选耐火材料。     

低硅CaO-Al2O3渣对铝镁质浇注料的侵蚀

低密度高强化是钢铁材料的重要发展方向.由于低密度高强钢冶炼用低硅CaO-Al2O3系炉渣会不可避免地与现行铝镁质耐火材料发生反应,严重影响钢的安全高效熔炼及其品质提升.针对这一问题,采用静态坩埚法开展铝镁质浇注料的抗低硅CaO-Al2O3渣蚀实验,探究Al2O3含量变化对耐火材料渣蚀的影响规律,得到以下结论:低硅CaO...     

CaO-Al2O3-SiO2系渣中Al2O3含量对铝镁质浇注料侵蚀的影响

摘要：钢中添加适量铝元素可以提高其韧性与耐腐蚀性,但在冶炼过程中会影响炉渣中Al2O3含量而改变其与现行铝镁质浇注料的界面反应,制约钢种冶炼及品质提升。因此,采用静态坩埚法开展铝镁质浇注料的抗CaO-Al2O3-SiO2渣蚀实验,并结合热力学模拟计算探究Al2O3含量（w(CaO)∶w(Al2O3),C/A）变化对耐火材料渣蚀的影响规律,得到以下结论：随着熔渣中Al2O3含量的增加,铝镁质浇注料与熔渣反应界面越易形成更厚的高熔点隔离层,将耐火材料组分向熔渣中的直接溶解转变为间接溶解,有利于提升铝镁质浇注料的抗侵蚀性;当渣中的Al2O3质量分数在32%左右时,熔渣的侵蚀性总体较弱,但当渣中的Al2O3质量分数不小于36%时,熔渣对铝镁质浇注料产生了严重的渗透性,也易造成材料变质剥落。这为面向含铝钢冶炼用耐火材料的优化设计提供参考。     

Effect of Al2O3 content in CaO-Al2O3-SiO2 slag on corrosion resistance of alumina magnesia castable

The toughness and erosion resistance of steel can be improved by adding an appropriate amount of aluminum. However it will increase the content of Al2O3 in slag and react with the existing alumina magnesia castable, and affect smelting and quality of steel. Therefore, static crucible method was applied, corrosion experiments of the CaO-Al2O3-SiO2 slags on the alumina magnesia castable were carried out, and the influence of Al2O3 content (w(CaO)∶w(Al2O3), C/A ratio) on slag corrosion resistance was investigated by combining thermodynamic simulation. The following conclusions were obtained: with the increase of Al2O3 content in the slags, the thicker isolation layer with high melting point is easier to form at the reaction interface between alumina magnesia castable and the slags. The direct dissolution of the refractory components into the slags can be changed to indirect dissolution, which is conducive to improving the corrosion resistance of alumina magnesia castable. Nevertheless, when the content of Al2O3 in the slag is about 32 wt.%, the slag corrosion is generally weak, when the content of Al2O3 in the slag is more than 36 wt.%, the slag has serious permeability to the alumina magnesia castable, which is easy to cause the deterioration and spalling of the material. It provides guidance on the optimization and design of the refractories for Al containing steel smelting.     

真空条件下高低钙镁钙材料抗侵蚀性的研究

采用真空感应炉浸棒法,研究了高钙与低钙材料在真空动态条件下抗侵蚀性的差异。该法的实验条件是真空度5kPa、1650℃保温25min;观察与测量了实验后的试样,并用SEM与EDAX分析了侵蚀后试样的结构与组成。结果表明,在CaO-SiO2熔渣条件下,低碱度熔渣对镁钙试样有较强的侵蚀性,随熔渣碱度的升高其侵蚀作用明显缓解,当碱度R〉1．5时试样的抗侵蚀性恶化,低钙镁钙材料的抗侵蚀性优于高钙材料。在CaO-Al2O3熔渣条件下,2种材料的抗侵蚀性都很差。     

ZrO2加入量对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

以板状刚玉(6～3 mm、3～1 mm和≤1 mm)为骨料,以电熔尖晶石细粉(≤0.044 mm)、白刚玉细粉(≤0.088mm和≤0.044 mm)、α-Al2O3微粉(≤5μm,d50=2.01μm)为基质,以纯铝酸钙水泥为结合剂,按骨料与基质的质量比为70∶30配料,以ZrO2等量代替白刚玉细粉(≤0.044 mm)制备刚玉-尖晶石浇注料,并研究ZrO2质量分数分别为0、2％、4％、6％、8％时对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响.结果表明:随着ZrO2引入量的增大,试样的体积密度和显气孔率均呈上升趋势,线变化率逐渐增大,强度降低,高温抗折强度呈降低趋势,抗热震性和抗渣侵蚀性逐渐增强.综合考虑,ZrO2的最佳引入量为4％～6％.     

CaO-Al2O3基高铝高锰钢保护渣理化性能研究

以L25(65)正交试验为基础配置CaO-Al_2O_3基保护渣,研究了不同组分对高铝高锰钢保护渣理化性能的影响。结果表明,不同组分对CaO-Al_2O_3基连铸保护渣熔化温度的影响均是随其含量的增加,熔化温度降低,对熔化温度影响的主次顺序为Li_2ONa_2OB_2O_3BaOCaF_2MgO;各不同组分在一定含量范围内,对CaO-Al_2O_3基连铸保护渣黏度整体上均有降低的作用;结晶难易程度由难到易的顺序依次为3#、4#、23#、19#、20#及5#保护渣;利用热力学软件计算得到冷却析出物质中,大部分都含Ca_3B_2O_6,而该物质熔点比较低,且玻璃形态好,不易结晶,可以满足部分高铝高锰钢连铸使用要求。     

含铝钢LF精炼渣成分优化及造渣制度改进

针对含铝钢初炼钢水[C]低、[O]高的特点,提出采用CaO-Al2O3-CaF2系精炼渣,组分中CaO/Al2O3=1.7～1.9;出钢过程采用渣洗工艺向钢包加入大部分精炼渣,将连铸返回的热态精炼渣倒入精炼钢包中,缩短精炼成渣时间,保证足够的白渣和软吹时间。冶炼20Mn2A时,脱S率达到77.13%,铸坯T[O]为21×10^-6,铸坯中[Als]为0.026%,达到了良好的冶金效果。     

低碱度低氧化铝精炼渣对帘线钢夹杂物控制

 研究了低碱度、低氧化铝精炼渣对帘线钢夹杂物控制情况。试验采用LD→LF精炼→软吹Ar→连铸工艺生产帘线钢,在碱度1.0、Al2O3质量分数为5%左右的精炼渣成分控制条件下,钢中酸溶铝AlS的质量分数控制在0.000 5%左右,进而控制夹杂物中Al2O3质量分数在22%以内,使得帘线钢中氧化物夹杂MnO-Al2O3-SiO2类、CaO-Al2O3-SiO2类复合夹杂物实现了良好的塑性化控制。根据分析,在帘线钢夹杂物去除方面,软吹氩处理对钢中CaO-Al2O3-SiO2系复合夹杂物去除效果比对MnO-Al2O3-SiO2类夹杂物更加明显;在成分控制方面,钢液中AlS含量随着炉渣碱度、炉渣Al2O3质量分数的升高而升高,而夹杂物中Al2O3质量分数会随着钢液中AlS含量升高而升高。     

CaO-Al2O3基钢液净化剂组成的优化

运用CaO-Al2O3-SiO2三元系的熔点和等αAl2O3相图,分析了CaO-Al2O3渣系净化剂降低钢液中氧化物夹杂的能力与其组成的关系。从热力学角度看,CaO/Al2O3比值高（1.6～2.0）,则αAl2O3低（≤0.02）,有利于钢液中氧化物夹杂的降低;从动力学角度看,CaO/Al2O3低（1.1～1.26）,则熔点低（〈1400℃）,有利于钢液中氧化夹杂的排出。净化剂组成的优化结果表明,适宜的CaO/Al2O3比值为1.41～1.74,净化剂αAl2O3较低（0.02～0.04）,熔点较低（〈1450℃）。工业性试验表明,优化后的净化剂净化钢液效果显著。     

高铝钢用低反应型保护渣成分对其黏度的影响

汽车轻量化有助于保护环境、节约能源,高铝钢有利于减轻汽车质量同时维持强塑性.但由于连铸过程中传统结晶器保护渣界面反应的制约,高合金钢铸坯质量和操作流畅性受到很大影响,引起裂纹、漏钢等问题.不仅会造成安全事故,还会增加成本.低反应型CaO-Al2O3系保护渣相对于传统保护渣,SiO2质量分数在6％～10％之间,[Al]和...     

Inclusion evolution in 50CrVA spring steel by optimization of refining slag

In order to control the CaO-Al2O3 -SiO 2 -MgO system inclusions in 50CrVA spring steel in a lower melting temperature region, high temperature equilibrium experiments between steel and slag were performed in the laboratory, under the conditions of the initial slag basicity within 3-7 and the con-tent of Al2O3 between 18-35 mass%, to investigate the formation and evolution of this type of in-clusion.The results indicate that the total oxygen content in the steel decreases with the increase of slag basicity and the decrease of Al2O3 content in slags, and CaO-Al2O3 -SiO 2 -MgO inclusions tend to deviate from the low melting point region with the increase of Al2O3 content in slags.The most fa-vorable composition for the refining slag is composed of 51-56 mass% CaO, 9-13 mass% SiO2 , 20-25 mass% Al2O3 and 6 mass% MgO.In this case, the inclusions in 50CrVA spring steel are mostly in the low melting point regions, in which their plasticities are expected to improve during steel roll-ing.The MgO-based inclusions were observed in the steel matrix and the formation mechanism was theoretically and schematically revealed.It is also found that adding around 11 mass% of MgO into the refining slags is beneficial to reducing the refractory corrosion.Further work should be carried out focusing on the evolution rates of MgO-based inclusions.     

高强刚玉浇注料的研制

通过采用单因素实验及正交实验设计,研究了结合荆加入量对刚玉质浇注料强度及重烧线变化的影响,得到了性能较好的能够满足特殊用户需要的高强刚玉浇注料。     

In situ formation of multi scale reinforcing phases to improve performance of Al2O3-SiC C castables

In order to improve the physical properties and slag corrosion resistance of refractory materials for hot metal pretreatment, different contents of composite metal powders (CMP) were introduced into Al2O3-SiC-C refractory castables. The effect of CMP on the microstructure, physical properties and slag corrosion resistance of Al2O3-SiC-C refractory castables were studied. The results show that the multi scale reinforcing phases including flake crystals, rod shaped fibers, filamentous fibers and whiskers are in situ formed in the samples with addition of CMP, which result to the improvement of the cold modulus of rupture and cold crushing strength. When the addition of CMP is 6 wt.%, the high temperature modulus of rupture increases by 231%, the thermal shock resistance increases by 77% after thermal shock by water cooling 5 times and the percentage of the slag resistant area reduces by 37.2%.     

原位生成多尺度增强相提高Al2O3-SiC-C浇注料的性能

摘要：为了提高铁水预处理用耐火材料的物理性能和抗渣侵蚀性,在Al2O3-SiC-C耐火浇注料中引入不同含量的复合金属微粉(CMP),研究了其对Al2O3-SiC-C耐火浇注料显微结构、物理性能和抗渣侵蚀性能的影响。结果表明：CMP的加入能够促进试样中形成片状晶体、棒状纤维、细丝状纤维和晶须等多尺度增强相;随着CMP的加入,试样的常温抗折强度和耐压强度提高,当CMP加入量为6%（质量分数）时,浇注料的高温抗折强度提高了231%,热震水冷5次后试样的抗折强度保持率达到23%,比空白样提高了77%,抗渣侵蚀面积减小了37.2%。     

CaO-Al2O3基低反应性保护渣熔化及流动特性的成分控制区域研究

摘要：传统CaO-SiO2系保护渣在浇铸高锰高铝钢时,渣中SiO2易被钢中Al还原,造成保护渣成分改变和性能恶化,危害铸坯表面质量和连铸过程顺行。为了抑制钢 渣反应,旨在减少渣中氧化性组分的低反应性,CaO-Al2O3基渣系是重要选择方向。在评估高锰高铝钢凝固特性和传统反应性保护渣基础上,提出了低反应性保护渣基本性能要求,并采用单纯形法设计了CaO-Al2O3基保护渣系的试样组成。通过测试实验渣样的熔化特性和流动特性,获得了5组低反应性连铸保护渣熔化流动特性的成分控制区域。典型区域基本性能为：熔化温度（半球点温度）900～1100℃,1300℃的黏度0.1～0.2Pa·s,转折温度900～1150℃。     

结合剂对铝镁浇注料抗渣性能的影响

利用SEM分析手段研究了铝镁浇注料的抗渣性能。发现在浇注料基质中尤其是在结合剂中应该降低SiO2和CaO的含量,减少砖层与渣层低熔点物质的生成,提高铝镁浇注料的抗渣侵蚀和渗透性能。     

小方坯流程高品质轴承钢工艺

相比于电炉冶炼和大方坯流程,采用转炉冶炼加小方坯流程具有更低的生产成本。根据天钢的实际生产情况,对采用“铁水脱硫扒渣→转炉冶炼→LF造渣精炼→VD真空精炼→小方坯连铸”流程生产高品质轴承钢的关键技术进行研究。分析冶炼过程钢水及连铸坯中夹杂物可知：随着LF炉炉渣碱度的升高,钢液中wT［O］大幅降低,控制炉渣碱度R在一个较高范围（7.0~9.0）对于控制钢液中wT［O］很重要;LF精炼初期,夹杂物中Al2O3含量较高,随着精炼的进行夹杂物向着CaO-Al2O3-MgO系和Al2O3-MgO系方向夹杂物发展;VD真空处理促进钢-渣-夹杂物间反应向平衡方向移动,夹杂物接着向CaO-Al2O3-MgO系方向发展,夹杂物中CaO含量增加;在小方坯连铸过程中,采用两级电磁搅拌加低拉速、低比水量的模式获得了较小的碳偏析度。     

外加电场对Al_2O_3-C耐火材料抗渣侵蚀性能的影响(英文)

By using different particle size of fused white corundum(<74 μm,74～147 μm,>147 μm),flake graphite,solid resin,commercial alcohol,zirconia(calcium oxide as stabilizer) as the raw materials,Al2O3-C samples with the length of 850 mm,inner(alumina-graphite) diameter of 50 mm and outer(zirconium) diameter of 85 mm were prepared by cold isostatic compaction pressed at 160 MPa after prilling in granulator.An electric field was applied to Al2O3-C refractory and the effect of current intensity(0.5 A,1 A and 5 A) on ...     

钛微合金钢炉外精炼相平衡研究与热力学分析

摘要：为了解钛微合金钢炉外精炼过程中Ti元素在渣 钢间的平衡分配行为及走向,应用分子相互作用体积模型（MIVM）,通过规范子二元系活度标准态和优化模型参数,建立了CaO-Al2O3-FeO-TiO2熔渣活度计算模型,并预测渣中各组元活度;在含钛钢炉外精炼条件下,应用MIVM和Wagner公式研究了Ti在精炼渣CaO-Al2O3-FeO-TiO2与含钛钢液Fe-Al-Ti O间的平衡分配及影响因素。研究结果显示：渣中FeO的活度预测值与实验值符合较好,平均相对误差为9%;Ti在渣-钢两相间平衡分配比的计算值与工业数据符合较好;分配比随钢液中Al含量的降低、温度的升高和渣中CaO与Al2O3质量比的增加而增大,该规律与实际生产相一致。因此MIVM对多元含钛熔渣体系组元活度具有较好的预测效果,所设计的相平衡研究方法合理可行。本研究可为含钛合金钢化学冶金的基础理论研究提供一定的参考。