CSP流程低碳铝镇静钢钙处理优化试验研究

为改善武钢CSP生产低碳铝镇静钢时钢水的可浇性,提高钢水洁净度,通过工业试验考察了不同钙处理条件下钢液成分及夹杂物变化情况,并结合热力学对钙处理效果进行了分析。试验结果表明,钙处理后,夹杂物主要为CaS含量较高的球状CaS-Al2O3-CaO复合夹杂,随着时间的延长,中包钢水中夹杂物转变为液态Al2O3-CaO夹杂和CaS含量较少的CaS-Al2O3-CaO复合夹杂。热力学分析表明,Al2O3夹杂物变性所需的Ca含量较低,钢中Al、S含量对液态夹杂生成有着重要影响;为较好的实现钙处理对夹杂物变性,应同时对钢中Ca、Al、S含量进行控制;且钙处理应保证中包钢水夹杂物为液态夹杂。     

板坯连铸水口结瘤机理研究

通过对CAS-OB精炼钢水板坯连铸水口结瘤物的物相分析和钢中夹杂物的类型分析,研究了中间包浸入式水口、钢包下水口滑板处结瘤的机理,发现浸入式水口结瘤物是CaO·Al2O3和CaS;钢包下水口和滑板处结瘤物主要是CaO-2Al2O3;通过同炉钢中夹杂物检验,证明结瘤是钢水中相同类型的夹杂物沉积粘附在水口内壁造成的.讨论了m(Ca)/m(Al)和钢中S、Al含量对水口结瘤的影响,为了防止水口结瘤,钢中的S、Al含量应控制在12CaO·7Al2O3生成曲线的下方,并保持m(Ca)/m(Al)》0.13.     

中碳铝镇静钢开浇阶段中间包钢水洁净度的变化规律研究

对中碳铝镇静钢单开第一炉浇注过程中的中间包钢水系统取样,用ASPEX扫描电镜分析了钢中夹杂物数量、成分等特征的变化规律。结果表明,开浇初期,中间包钢水的二次氧化现象严重。与RH终点的钢水相比,开浇初期中间包钢水的T.O含量增加了160%,N含量增加了39.7%,夹杂物的数量密度增加了118%,大颗粒夹杂物的数量密度增加了185%。随着浇注的进行,氧氮含量和夹杂物的数量密度下降;夹杂物成分向Al2O3含量增加的方向移动,且分布逐渐集中。开浇过程中钢水不仅受空气的氧化作用,还受中包耐材、卷渣等因素的影响。开浇初期钢液二次氧化生成的固态夹杂物更易聚合为大颗粒夹杂物。     

连铸Ca处理钢水过程中夹杂物粘附浸入式水口的机理

调查了连铸Ca处理钢水过程中 ,引起浸入式水口堵塞的夹杂物粘附的实际状态 ,同时进行了氧化铝粘附模型实验。根据实验结果 ,研究了在连铸Ca处理钢水时 ,浸入式水口内壁发生夹杂物粘附的机理。结果发现 ,在连铸Ca处理钢水过程中 ,迅速堵塞的浸入式水口内壁粘附着固态CaO·6Al2 O3 与熔融TiO2 ·CaO·Al2 O3 的混合物 ,其来源是钢水中的CaO·6Al2 O3 。在氧化铝粘附模型实验中 ,当Al2 O3 颗粒没有被CaO改性为液体氧化物时 ,Al2 O3 之间会形成TiO2 ·CaO·Al2 O3 液体连接桥并迅速在水口内粘附凝结。熔融TiO2 ·CaO·Al2 O3 液体连接桥的连接粘附力比范德瓦尔斯力和钢水表面张力所产生的粘附力大。当夹杂物没有因Ca处理而充分改性时 ,可以认为钢水中生成的CaO·6Al2 O3 会因熔融TiO2 ·CaO·Al2 O3 的粘结作用而迅速粘附在水口内壁 ,即使在浸入式水口内钢水流动的情况下 ,夹杂物也没有脱落 ,仍保持粘附状态。     

2205双相不锈钢连铸过程中夹杂物的形成机制

摘要：为了研究2205双相不锈钢连铸过程中夹杂物的特征及形成机制，从2205双相不锈钢连铸中间包和板坯上分别取试样，利用扫描电镜分析夹杂物的类型及形貌特征，并结合热力学计算探讨夹杂物的演变规律及其形成原因。结果表明，2205双相不锈钢中间包中存在大于10μm的夹杂物，中间包中夹杂物类型主要为CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物，板坯中夹杂物尺寸都小于10μm，板坯中CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物外面包裹了一层TiN。错配度和热力学计算表明凝固过程中CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物为TiN的析出提供了形核质点。     

BOF→RH→CSP工艺生产含钛IF钢浸入式水口结瘤机理研究

针对BOF→RH→CSP工艺生产含钛IF钢浸入式水口结瘤问题,采用扫描电镜、能谱分析等方法,分析了IF钢浇铸过程水口结瘤物的组成,结合中间包夹杂物的特性,阐明了水口结瘤的机理。结果表明:钛元素的存在一方面使钢水中Al_2O_3夹杂物不易碰撞长大,另一方面减小了钢液、耐材和夹杂物之间的润湿角,容易造成水口结瘤;结瘤物初始沉积层主要为钢水与水口耐材反应生成的以Al_2O_3为主的复合氧化物;而结瘤物主体层主要来源于钢水中的夹杂物,为低变性的MgO·Al_2O_3尖晶石或Al_2O_3,且含有钢滴;夹杂物沉积进而烧结成疏松的网状层,使钢水更易粘附从而加剧了水口结瘤速度。研究结果可为优化工艺参数、提高BOF→RH→CSP工艺连浇炉数和产品质量提供可靠的理论指导。     

连铸中间包内钢水夹杂物运动行为的数学模拟

在连铸中间包中钢水流动、混合及停留状况仿真计算的基础上，通过对中间包钢水中夹杂物运动行为的数学模拟，研究了探讨了夹杂物碰撞长大、上浮排除以及被耐炎材料墙壁粘结吸附等现象。结果发现：中间包钢水中夹杂物的排除与钢水平均停留时间有密切关系，其中上浮排除的夹杂物约占排除总量的90％。另外，大颗粒夹杂物比小颗粒夹杂物容易排除，而且夹杂物能够在钢水流经中间包过程中长大，但中间包钢水流动所提供的湍动条件对夹杂物长大的促进作用不充分。     

20CrMnTiH1齿轮钢钙处理热力学

通过钢液与夹杂物之间的热力学平衡计算,讨论了20CrMnTiH1精炼钢水中Al2O3夹杂物钙处理后可能变性的程度及CaS夹杂生成的条件.计算结果表明对硫的质量分数为0.020%～0.035%,铝的质量分数0.02%～0.04%的钢水进行钙处理时易生成稳定的CaS并难以使铝脱氧产生的Al2O3夹杂完全变性成低熔点C12A7钙铝酸盐.通过对炼钢厂生产的20CrMnTiH1齿轮钢材中夹杂物的检验,以及对连铸过程中水口堵塞物的扫描电镜能谱分析,发现钢材中含有许多CaS及变性不完全的钙铝酸盐CA,同时水口堵塞物也主要由CaS和变性不完全的钙铝酸盐CA组成.     

低碳铝镇静钢中间包浇注过程夹杂物的行为

 通过对BOF-Ar站-CC炼钢流程生产低碳铝镇静钢的中间包不同浇注时间取样及正常坯的取样,采用氧氮化学分析、光学显微镜以及扫描电镜-能谱(SEM+EDS)等多种方法研究了中间包浇注过程夹杂物特征的变化。结果表明：每炉钢包开浇时与浇注末期,钢中T[O]含量均高于浇注中期的T[O]含量,这是由于换包过程中钢水被二次氧化;中间包钢水及正常坯中的夹杂物,按照其形貌与成分可以分为以下3类：Al2O3基夹杂物,MnS基夹杂物,来自中间包覆盖剂或者钢包下渣所卷入的外来夹杂物。中间包及铸坯中的夹杂物主要以1~4 μm的Al2O3为主,同时在铸坯中发现了大量的MnS夹杂物,使铸坯中夹杂物的数量密度升高。当钢液中硫含量较高时,铸坯中气泡+Al2O3类型的夹杂物增加。在当前的工艺条件下,交换钢包之后的开浇阶段与浇注末期,钢水的二次氧化对铸坯的洁净度产生重要影响,同时应合理控制钢中的硫含量,减少铸坯中气泡+Al2O3类型的夹杂物,避免钢液在凝固过程中析出大量的MnS夹杂物。     

SUH409L不锈钢冷轧板表面翘皮缺陷分析

通过扫描电镜对SUH409L铁素体不锈钢冷轧板表面缺陷进行了分析,发现该缺陷是由CaO·TiO2-MgO·Al2O3的复合夹杂物引起;对冶炼过程夹杂物的变化规律进行了分析,此类夹杂物主要是炼钢过程的氧化产物。钢液脱氧产物在水口内壁上附着,在钢水冲刷作用下进入结晶器中,被凝固坯壳捕捉。在轧制过程中,这些皮下夹杂在冷轧板表面形成缺陷。从夹杂物的产生机理看,可以通过控制钢中的铝含量来降低炉渣的氧化性避免钛的氧化,从而减少钢中CaO·TiO2-MgO·Al2O3夹杂物的生成来改善冷板表面质量。通过工艺优化,冷轧板翘皮缺陷比例从1.294%降为0.259%。     

脱氧方式对高铝钢中非金属夹杂物的影响

摘要：为了研究不同脱氧方式对高铝钢中非金属夹杂物的影响,采用高温试验和热力学计算相结合的方法,对比分析了先SiMn后Al和先Al后SiMn两种脱氧方式下高铝钢中夹杂物形貌、类型、数量和尺寸特征。结果显示：先加入SiMn后,生成大量液态球形的Mn-Si-Al-O系复合夹杂物,再加入Al后夹杂物演变为Al2O3,且夹杂物数量明显减少;采用先Al后SiMn脱氧方式时,高铝钢中夹杂物始终以Al2O3为主,夹杂物最终数量相对较低。2种脱氧方式钢中夹杂物平均等效圆直径和尺寸分布相差不大。此外,采用先SiMn后Al进行脱氧时,发现尺寸较小的AlN颗粒附着在Al2O3夹杂物表面形成Al2O3-AlN复合夹杂物。而采用先Al后SiMn脱氧方式时,高铝钢中发现单一AlN夹杂物和Al2O3-AlN复合夹杂物,AlN夹杂物的形成与钢水中的氧势和合金原料有关。     

氧含量对超低碳钢炼钢连铸过程夹杂物演变的影响

针对不同氧含量超低碳钢的炼钢和连铸过程,分析了钢中夹杂物的演变规律及其原因.钢中最常见的夹杂物从转炉终点的Al2 O3-CaO-MgO-SiO2复合夹杂物,变为RH进站和脱碳终点的Al2 O3-MnO,再变为铝脱氧后和RH出站的Al2 O3.由于连铸坯的冷却速度较慢,有利于TiN的充分析出,所以在中间包钢样中的TiN尺...     

轴承钢水口结瘤与棒材中大型夹杂物关系研究

针对南钢轴承钢棒材样上无规律性出现的大型夹杂物问题,采用扫描电镜、X射线荧光光谱(XRF)和X射线衍射(XRD)分析仪在对棒材样上大型夹杂物和水口结瘤物成分、形态对比分析基础上,利用热力学计算,研究了钢水及精炼渣成分、包衬耐材与钢水中夹杂物存在形态的热力学关系。研究得出,水口中堆积的尺寸小于10μm颗粒状MgO·Al_2O_3和CaO-Al_2O_3(-MgO)高熔点结瘤物的脱落,是棒材上大尺寸长条状夹杂物的来源;现工艺条件的钢水及钢包渣成分,使MgO·Al_2O_3夹杂物在钢水中能稳定存在,为水口结瘤提供了夹杂物来源;控制浇铸过程钢包水口下渣及减少中间包耐材的侵蚀是控制轴承钢随机性大型夹杂物的关键。     

轴承钢方坯水口结瘤原因分析

利用扫描电镜、能谱分析、X荧光光谱仪等手段,观察了轴承钢浸入式水口结瘤物形貌结构,分析了结瘤物的物相及成分,发现水口结瘤物成分主要是以Al2O3为主的高温氧化物。结合Al2O3的形成过程,重点分析了水口耐火材料和中间包钢液情况,明确了结瘤物来源。结果表明,轴承钢方坯水口结瘤物中的Al2O3主要来源为耐火材料组分与钢液发生反应生成,以及悬浮在中间包钢液中的大量高熔点Al2O3夹杂。根据分析结果,提出了工艺改进建议,减少了水口结瘤的现象。     

中间包V型挡墙的研究与应用

扫描电镜分析表明,铸坯夹杂物主要有Al2O3以及CaO-A12O3-SiO2-MgO系复合夹杂物。为了促进夹杂物在中间包内充分上浮,设计了4种挡墙进行水模对比试验,V型挡墙和20°孔洞倾角效果最好。现场应用表明,挡墙优化了中间包流场,均匀了中间包温度,促进夹杂物的积聚上浮,提高了中间包钢水的洁净度。大样电解结果表明,使用中间包挡墙后,夹杂物数量平均由35.740mg/10kg降为7.526mg/10kg。     

49MnVS非调质钢水口堵塞原因分析

 非调质钢中含有较多的铝和硫,常在连铸过程中因水口蓄积钙铝酸盐或硫化钙而发生堵塞,影响生产的顺利进行。为了探究非调质钢的水口堵塞原因并提出预防措施,采用X射线荧光分析、X射线衍射分析和热力学计算,分析了非调质钢49MnVS的水口堵塞结瘤物。结果表明,水口堵塞物主要由CaO·6Al2O3、CaO·Al2O3、MgO·Al2O3和金属铁相组成,生产中钙的收得率仅为预期的53.33%;热力学计算表明,水口堵塞的原因是钢液中的钙铝质量比较低,生成了大量高熔点的CaO·6Al2O3和CaO·Al2O3夹杂物,夹杂物在水口处黏附聚集;同时,由于MgO-C质水口耐火材料被侵蚀,MgO在絮流区与Al2O3碰撞生成MgO·Al2O3,铁液滴在夹杂物孔隙中凝固黏结,使堵塞物进一步长大,将水口完全堵塞。因此,可以通过优化喂线操作、控制钢中的钙铝比位于0.127～0.225、改进水口材质等措施来预防水口堵塞。     

超低碳深冲钢冶炼全流程中夹杂物分析

采用光学显微镜和扫描电镜对超低碳深冲钢冶炼全流程中的夹杂物进行分析。结果表明，RH精炼过程中的夹杂物由FeO转变为Al2O3类脱氧产物；中间包浇铸过程中的夹杂物以Al2O3·TiOx类夹杂为主，但受到钢包渣和中间包渣的影响；连铸过程中的夹杂物以铝钛夹杂为主，夹杂物的形成与结晶器内的卷渣紧密相关。     

精炼工序含铝钢取消钙处理工艺研究及应用

为了避免含铝钢钙处理残余的游离[Ca]与中包水口、塞棒等耐材中的Al2O3发生反应,造成钢水洁净度变差,同时Ca处理产生的CaS夹杂物也会堵塞水口,导致生产事故发生,本文通过开发新的精炼渣系,优化精炼吹氩制度,降低夹杂物的等级,提高钢水内部质量。为低成本生产和洁净钢生产奠定了基础。     

精炼渣碱度对304不锈钢夹杂物的影响

结合生产实际,采用定量金相和SEM+EDS统计分析方法,研究了硅脱氧条件下,精炼渣碱度对304奥氏体不锈钢在LF精炼、连铸过程夹杂物变化规律的影响。结果表明:钢水中主要形成球状CaO-Al2O3-SiO2类复合夹杂,适当高的精炼渣碱度有利于钢中细小夹杂物的形成。随精炼渣碱度的提高,复合夹杂物中CaO含量增加,SiO2含量减小,Al2O3含量变化不大。现场条件下,由FeSi合金带入钢中的Al形成的Al2O3对复合夹杂物的塑性变形影响较大。在精炼渣碱度分别为1.0和1.5时,铸坯复合夹杂物中Al2O3质量分数为25%左右,夹杂物的变形能力稍弱。     

Mg-Al合金对钢液脱氧作用的试验研究

使用镁合金脱氧剂研究了ZG25钢液的脱氧行为,选取Al、Al-Mg、Mg-Al合金分别对钢液脱氧,对比脱氧后钢中夹杂物的变化情况.结果表明:含镁合金在对钢水脱氧的同时具有较强的脱硫能力;含镁合金终脱氧后夹杂物大多转化为复合夹杂物,其中Al2O3夹杂物主要转变为MgO·Al2O3,FeS和MnS等硫化物夹杂转变为MnS·MgS等复合硫化物夹杂.