钙处理对高碳铝镇静钢中夹杂物的影响

 为了研究高碳含硫铝镇静钢中夹杂物的控制策略,利用ASPEX自动扫描电镜研究了钙处理对高碳铝镇静钢中夹杂物形貌、成分等特征的影响。结果表明,钙处理后夹杂物并未由LF精炼结束时的MgO·Al2O3转变为低熔点钙铝酸盐,而是转变为[x(MgO·Al2O3)·(1－x)CaS]复杂成分体系,夹杂物中MgO/Al2O3的质量比维持在1[∶]3不变。原因在于,钢液中[w([S])/w(T[O])]比较高,导致钙主要与硫结合生成CaS,而较少参与MgO·Al2O3的改性;精炼渣碱度低使得钙无法还原MgO。在此基础上对钙处理时夹杂物的生成与转变机理进行了讨论。     

低碳铝镇静钢夹杂物控制技术研究

镀锡用产品采用铝镇静钢生产，要求钢质洁净。低碳铝镇静钢钢中主要夹杂物为三氧化二铝，通过对低碳铝镇静钢夹杂物控制理论的研究，并在梅钢进行工艺实践，检测数据分析表明，梅钢镀锡产品钢中夹杂物控制水平达到了宝钢同类产品先进水平。     

钢液成分对钙处理夹杂物改性效果的影响

钙处理是解决铝镇静钢水口结瘤问题的常用手段。通过热力学计算和工业试验研究了钢液成分对钙处理夹杂物改性效果的影响。FactSage热力学计算表明,在一定温度下,钙处理夹杂物改性效果与钢液中氧、硫相对含量密切相关。氧含量一定时,一定范围内的硫含量越高,平衡时夹杂物能达到的最大液相率越小,喂钙量的工艺窗口越窄;硫含量一定时,一定范围内的氧含量越高,平衡时夹杂物能达到的最大液相率越大。工业试验中,对中间包取样,低氧高硫炉次钢中典型夹杂物主要相是高熔点镁铝尖晶石和CaS复合夹杂物,高氧低硫炉次钢中典型夹杂物主要相是低熔点钙铝酸盐。工业试验分析结果与理论计算的趋势一致。     

精炼渣钙铝比对铈处理钢中夹杂物的影响

利用渣钢平衡实验研究了精炼渣钙铝比(w(CaO)/w(Al₂O₃))对铈处理低合金高强钢中夹杂物的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等检测手段,利用AZtecSteel夹杂物自动分析系统,探讨了钢中夹杂物类型、数量和尺寸的变化规律,利用FactSage 8.0计算并分析了稀土夹杂物的演变规律。结果表明,稀土元素加入初期,夹杂物平均尺寸大幅度减小而数密度增加,然而随着实验的进行,夹杂物平均尺寸增大而数密度减小。精炼渣钙铝比为2.0时,钢中O含量可降低至7.8×10^-6,并在反应初期获得平均尺寸最小(1.21μm)的稀土夹杂物。钢中加入铈后,夹杂物的转变路径为Al₂O₃→CeAlO₃→Ce₂O₃或Ce₂O₂S。不同精炼渣处理钢中氧化物夹杂转变过程相同,但随着精炼时间延长,生成了部分CeAlO₃夹杂物,使钢中Ce含量降低。     

铝镇静钢中的非金属夹杂物

液态铝镇静钢中的非金属夹杂物主要是铝的氧化物。如果不除去将影响连铸钢产品的质量。此外 ,还会扰乱连铸过程。在钢包冶炼过程短期间隔内从中碳铝镇静钢、低碳硅—铝镇静钢和低碳铝镇静钢炉次取钢样。从钢基体中提取非金属夹杂物 ,并采用扫描电镜和能量弥散光谱进行研究。识别出了 6种形态的夹杂物 :球状、多面体、板状、树枝状、串状以及聚积体。对于每一个试样都测量了总氧含量。观察了大型夹杂物尺寸的变化。在加入铝后的前 10min ,有串状夹杂物存在。 15min后 ,聚集体和大的多面体上升 ,并且尺寸连续增加。聚集体的形成及其随后的增长…     

合金化对铝镇静钢中夹杂物的影响

 为了研究合金化过程对钢液洁净度的影响规律,分析了一种铬铁合金中的夹杂物类型,并采用这种合金在实验室开展合金化试验。通过对比合金化前后钢中的夹杂物类型,研究了合金化过程中夹杂物的演变行为。研究发现,合金和钢中的夹杂物类型超过9种。其中,合金中的夹杂物主要为Cr2O3 SiO2 MnO系夹杂物和Cr2O3 SiO2 MnO包裹SiO2系夹杂物。合金化后,这些由合金带入的夹杂物均在钢液中逐渐消失,并全部转变为氧化铝夹杂物。合金化实际上是一个污染钢液的过程,在工业精炼晚期进行合金调整,钢中会生成大量的氧化铝夹杂物,增加浸入式水口堵塞的可能性。为了尽可能改善钢液质量和避免水口堵塞,合金化应尽量在精炼前期完成。     

持续氧化对钢水钙处理过程中夹杂物的影响

采用感应炉研究了持续氧化对钙处理过程夹杂物的影响。结果表明,在氧化发生前,钙的挥发是夹杂物成分转变的主要原因;氧化发生后会依次与钢中的钙、铝和硅元素发生反应,夹杂物转变规律为CaO- CaS- (Al2O3)→CaO- (CaS)- Al2O3→(CaO)- Al2O3→Al2O3→SiO2。夹杂物的数密度从10升高到210个/mm2,最终样品夹杂物的数密度为300个/mm2。根据钢液成分的检测结果,可将试验分为钙挥发期、铝氧化期和硅氧化期,对氧化过程分阶段进行热力学计算,能够更加准确地预测夹杂物成分。     

钙处理对铝镇静钢中非金属夹杂物变性效果的影响

通过对LF前-LF后-中间包-连铸工艺生产40Cr钢各环节系统取样,以及电子显微镜对夹杂物的形貌、尺寸及组成的分析,发现40Cr铸坯中含有大量CaO(CaS)-Al₂O₃-MgO类复合夹杂.采用Factsage计算得到的CaO-CaS-Al₂O₃三元相图对钙处理后CaO(CaS)-Al₂O₃夹杂形成过程进行了理论计算;并对实际发现的CaO(CaS)-Al₂O₃-MgO类复合夹杂物的面扫描分布进行描边处理,探讨了该类夹杂物的组成和形成过程.经Factsage理论计算发现,CaO-CaS-Al₂O₃三元相图中液相区各成分质量分数为CaO 32%~58%、CaS 0%~5%以及Al₂O₃42%~65%,钙处理后CaO含量有逐渐增加,CaS含量有逐渐减小趋势.结合夹杂物的面扫描分布发现,CaO(CaS)-Al₂O₃-MgO类复合夹杂物的组成为xCaO·yAl₂O₃+mMgO·nAl₂O₃+Al₂O₃+CaS,钙处理后Ca能够使Al₂O₃变性为CaO-Al₂O₃,但同时夹杂物中也有很高的CaS成分,随着钙处理的充分进行,CaS将由内及外向CaO-Al₂O₃逐渐转变.     

低碳铝镇静钢LF精炼工艺的研究

为了优化低碳铝镇静钢的LF精炼工艺,研究了LF轻处理、LF精炼(不钙处理)和LF精炼+钙处理三种模式对夹杂物、产品性能、综合成本和生产过程的影响。结果表明LF轻处理的材样中典型夹杂物是铝酸盐+MnS复合夹杂,LF造渣精炼时典型夹杂物是铝酸盐+CaS复合夹杂。不同精炼模式下材样中氧含量基本相同,力学性能没有明显差异。虽然LF轻处理模式下产品洁净度好、综合成本低,但是连铸过程中容易造成塞棒上涨与水口结瘤。因此,生产低碳铝镇静钢时应采用LF精炼(不钙处理)的模式,当生产量较少或浇次末期时,可以考虑采用LF轻处理模式。     

二次氧化对低碳铝镇静钢中间包钢水洁净度的影响

 对薄板坯连铸连轧生产低碳铝镇静钢浇次第一炉开浇初期的中间包钢水取样,运用ASPEX扫描电镜分析了钢中夹杂物数量、尺寸及成分的变化规律。结果表明,二次氧化主要有2种：大气氧化和中间包耐火材料及卷渣造成的氧化。夹杂物的变化受二次氧化方式主次不同影响较大,在本研究的2个浇次中,中间包耐火材料及卷渣造成的二次氧化持续时间较大气氧化长,造成夹杂物数量较多和大量高熔点Al2O3夹杂的持续存在,其平均尺寸也较大,对钢水洁净度影响更大,可见在工业实践中,耐材和卷渣引起的二次氧化也值得高度重视。     

低碳铝镇静钢头坯洁净度研究

 低碳铝镇静钢（LCAK）常用于生产冷轧板,要求铸坯有高的洁净度。但连铸开浇阶段由于浇铸状态的不稳定,会严重恶化头坯洁净度。从铸坯成分和非金属夹杂物等方面系统研究了一定浇铸条件下低碳铝镇静钢头坯洁净度的变化,并讨论了头坯洁净度的影响因素。结果表明,头坯洁净度在开浇准数达到0.17后趋于稳定,这可为实际生产中铸坯质量评级提供帮助。研究发现恶化头坯洁净度的主要因素是中间包二次氧化,并且除了由空气造成的中间包二次氧化外,更大程度上的二次氧化是由中间包耐火材料及覆盖渣等因素造成的。还提出了几点改善头坯洁净度的措施,为生产实践提供一定的参考。     

钙处理对硅脱氧弹簧钢55SiCr氧化物夹杂的影响

摘要：为了将硅脱氧弹簧钢中SiO2类高熔点硬质夹杂改性成低熔点夹杂物,在炼钢生产中进行了钙处理试验。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧弹簧钢55SiCr在正常工艺与钙处理工艺处理后的铸坯、盘条中氧化物夹杂的成分、尺寸、数量、形貌进行检测,统计分析2种工艺下夹杂物尺寸、夹杂物轧制变形性的差异,并通过弹簧钢丝Nakamura旋转弯曲疲劳测试对比2种工艺下夹杂物控制水平。分析结果表明：硅脱氧弹簧钢55SiCr钙处理工艺后氧化物夹杂主要为CaO SiO2 (CaS)类,尺寸较大,且此类夹杂物在盘条轧制过程中不易变形细化,最终恶化弹簧钢疲劳性能;正常工艺处理后氧化物夹杂尺寸随着夹杂物中Ca含量升高有增大倾向,CaO SiO2 Al2O3系相图中方石英、磷石英与莫来石交界区的夹杂物轧制变形性优于假硅灰石和钙长石共熔区的夹杂物。     

钢中夹杂物扫描电镜自动统计分析结果的影响因素探讨

以管线钢、车轮钢、易切削钢为研究对象,考察了利用扫描电镜(SEM)对钢中非金属夹杂物进行自动统计分析时,放大倍数、图像分辨率、采集时间及保护区设置对夹杂物分析结果的影响,并比较了不同的聚焦状态、电子束状态、衬度设置、灰度阈值时夹杂物分析结果的差异,旨在优化选择各种设备参数,提高夹杂物自动统计分析的准确度。分析结果表明:放大倍数从100、200增大到500倍,所检测到的夹杂物数量相应增加,小于2μm的夹杂物增加量占80%以上,500倍时夹杂物增加量接近200倍时的2倍,而测试时间大幅延长至200倍时的5.6倍;图像分辨率从512、1024增大到2048,所检测到的夹杂物数量成倍增加,小于2μm的夹杂物增加量占60%左右,而测试时间延长幅度不大;采集时间延长、设置保护区、聚集好、束流定时补偿均有助于获得更准确的夹杂物分析结果,衬度设置一般推荐Al-40、Fe-200,钢中含稀土夹杂物时采用双阈值设置。     

齿轮钢氧含量及夹杂物控制技术研究

利用热力学软件计算了齿轮钢氧含量与夹杂物成分控制、夹杂物转变条件.结果表明,20CrMoH钢中具有较高塑性的非金属夹杂物成分(质量分数)为:SiO₂ 0%~10%、Al₂O₃ 22%~55%、CaO 42%~60%、MgO 5%~10%,与之平衡的钢液中铝的质量分数大于0.020%,钙的质量分数大于0.7×10^-6,a_[O]为0.0005%左右;选择组成为CaO>40%、Al₂O₃ ≤ 37%、MgO 10%、(% CaO+% MgO)/% SiO₂为10、SiO₂含量尽量低的渣系,钢中Al₂O₃、MgO·Al₂O₃夹杂物可转变为低熔点的钙铝酸盐.试验发现LF和RH精炼结束时钢液T[O]含量均随炉渣碱度增加而降低,采用高Al₂O₃含量的炉渣对降低T[O]含量有利;精炼过程钢液中夹杂物按\     

低碳铝镇静钢LF精炼过程钢中非金属夹杂物的研究

对LF精炼过程低碳铝镇静钢水中非金属夹杂物的变化进行了研究,发现在采用高碱度、强还原性炉渣条件下,Al2O3类夹杂物先向MgO-Al2O3系夹杂物并进而向CaO-MgO-Al2O3系夹杂物和CaO-CaS-Al2O3系夹杂物转变。在LF精炼结束时,钢中已基本没有对钢水可浇性影响最大的Al2O3系夹杂物,因此可以减少LF精炼后对钢水进行钙处理用的钙线量,以降低生产成本并减少由于钙处理而生成的大尺寸钙铝酸盐夹杂物的数量。     

高级别管线钢钙处理效果评价标准

对X70管线钢进行了六炉钙处理实验.结果表明:钙处理后管线钢生产的后续工序中钢中钙含量显著下降,夹杂物组成和形貌发生显著变化;二次氧化会降低管线钢钙处理效果,但钢中溶解钙和较高CaO含量的CaO-Al₂O₃复合夹杂可对钢水二次氧化产生的Al₂O₃发生改性作用;高级别管线钢钙处理效果与钢中钙含量、氧含量、硫含量、钢水二次氧化程度以及钙处理后续时间等有关,采用钢中Ca含量、[%Ca]_Tot/[%Al]_s、[%Ca]_Tot/T[O]、ACR和[%Ca]_Tot/[%S]作为钙处理效果的评判标准均存在缺陷.本文建议钙处理效果评判标准为:①铸坯中心部位或轧后板带中心部位不存在单纯的MnS夹杂;②中间包和结晶器中夹杂的n_CaO/Al2O3应该与12CaO·7Al₂O₃相近;③钙处理后夹杂的n_CaO/Al2O3应稍高于12CaO·7Al₂O₃的夹杂.同时还必须注意钙处理应在最后精炼工序的后期进行,尽量防止钢水的二次氧化.     

30CrMo气瓶钢中大型夹杂物的研究

通过全流程系统取样、稀土氧化物示踪、综合分析等方法,对天津钢管集团有限公司第二炼钢厂EAF→LF→VD→CC工艺生产的30CrMo气瓶钢中大型夹杂物的数量、尺寸、成分及形貌的变化情况进行研究,并对其来源进行分析.结果表明:中间包中二次氧化严重,铸坯中大型夹杂物主要有CaO-Al2O3-MgO、CaO-Al2O3、Al2O3-(Ca,Mn)S、Al2O3,来源于脱氧产物、包衬侵蚀剥落以及钢包和结晶器卷渣.