合成渣精炼法控制帘线钢中的非金属夹杂物

主要论述了帘线钢中非金属夹杂物的控制方法.根据帘线钢对非金属夹杂物的要求和夹杂物对帘线钢性能的影响,利用CaO-SiO2-A12O3三元相图确定合成精炼渣的成分,优化设计帘线钢的冶炼工艺,使钢中夹杂物的尺寸变小,满足了帘线钢性能的要求.     

帘线钢脱氧过程中非金属夹杂物生成热力学

帘线钢要求良好的拉拔性能,而影响其拉拔性能的主要因素之一是钢中非金属夹杂物。钢中非金属夹杂物的主要来源为钢液的脱氧反应,为了更好地控制帘线钢中非金属夹杂物,必须对其脱氧热力学有深刻认识。然而,目前教科书中纯铁液脱氧热力学不能指导工业生产实践,且当前实际钢液的脱氧热力学没有系统化,需要进行深入研究。对帘线钢成分条件下的脱氧热力学进行了计算,并与纯铁液条件下的脱氧平衡曲线进行了对比分析,发现帘线钢成分条件和纯铁液条件下的脱氧平衡曲线差异明显。由于帘线钢实际生产过程中不可避免地存在多种合金元素,相比于纯铁液条件,帘线钢成分条件下的脱氧平衡曲线能够更加准确地指导帘线钢实际生产过程中的脱氧和非金属夹杂物的控制。     

子午线轮胎用帘线钢非金属夹杂物的研究进展

随着汽车轻量化的发展,子午线轮胎用帘线钢对夹杂物的要求越趋严格。根据钢帘线用盘条对夹杂物的要求,综述了国内外帘线钢冶炼工艺和目前关于帘线钢中夹杂物的研究进展,并对未来需关注的夹杂物控制方向提出观点。随着90级极高强度级帘线钢将成为主流产品,富含Al_2O_3类夹杂物和钛夹杂物依旧是控制的重难点所在。除了进一步加强冶炼过程中夹杂物塑性化控制外,对于轧制和拉拔等各个环节中夹杂物的性质行为都应予以重视,从而更好地实现全过程控制。     

湘钢帘线钢炼钢工艺控制

根据湘钢生产帘线钢XLX72A的实际情况,对炼钢工艺过程中的化学成分、夹杂物和碳偏析的控制思路和方法进行了阐述．提出了一套行之有效的帘线钢生产炼钢工艺控制方法。     

帘线钢中CaO-SiO2-Al2O3类夹杂物成分的控制

对帘线钢中CaO-SiO2-Al2O3类夹杂物CaO与SiO2的比值和Al2O3含量进行了研究,并且通过热力学计算对CaO-SiO2-Al2O3系塑性夹杂物的生成条件进行了讨论。结果表明：生产帘线钢时,为了得到塑性良好的夹杂物,钢液的氧活度应控制在0．0056～0．0113,而酸溶铝含量应控制在0．00010％～0．00025％范围内。     

帘线钢凝固过程夹杂物生成热力学及工业实践

 非金属夹杂物是影响帘线钢拉拔性能的重要因素之一,为了研究帘线钢中夹杂物的生成及转变机理,使用ASPEX自动扫描电镜观察分析了帘线钢工业生产过程中不同碱度条件下从钢液到铸坯中非金属夹杂物的转变现象,并使用FactSage7.0热力学计算软件对非金属夹杂物的转变机理进行了讨论。在高碱度条件下,钢液中非金属夹杂物主要类型为低熔点的CaO-SiO₂-Al₂O₃-MnO,铸坯中非金属夹杂物的CaO和MnO含量有所降低,同时SiO₂含量有所增加。在低碱度炉次中,钢液中非金属夹杂物主要为较高熔点的SiO₂-MnO-CaO类型,Al₂O₃含量较低。连铸坯中非金属夹杂物的SiO₂含量与钢液相比有所增加,同时MnO含量降低。热力学计算结果表明,帘线钢凝固和冷却过程中的非金属夹杂物转变由夹杂物自身的相转变和析出、非金属夹杂物和钢液间的化学反应以及溶解氧和钢基体化学成分的反应3方面原因造成。热力学计算结果较好地解释了帘线钢工业生产中钢液和铸坯中非金属夹杂物成分和形貌的转变,为帘线钢中非金属夹杂物的控制提供参考。     

帘线钢轧制和拉拔过程中夹杂物变形能力的研究

对帘线钢热轧过程夹杂物变形能力及其影响因素进行了分析,并对帘线钢冷拉拔过程中夹杂物变形能力的影响因素进行了探讨。研究发现帘线钢热轧过程夹杂物的变形能力随夹杂物中Al_2O_3和(MgO+Al_2O_3)含量的增加呈现出先增加后降低的变化趋势。整体上看夹杂物热轧变形指数与夹杂物的固相线温度成反比,即随着夹杂物熔点的降低,夹杂物热轧过程中的变形能力增强。同时采用杨氏模量来评估帘线钢冷拉拔过程中夹杂物的变形能力。研究认为冷拔过程夹杂物变形能力与杨氏模量成反比,为了降低夹杂物引起的断丝率,应将帘线钢夹杂物控制到低杨氏模量区域,即SiO_2含量高且Al_2O_3含量极低的区域。     

安钢高线帘线钢盘条的拉拔性能研究

分析了影响帘线钢拉拔性能的因素,从盘条的表面质量、夹杂物、成分偏析和轧钢工艺参数四个方面对安钢高线帘线钢的生产进行了优化,提高了安钢帘线钢盘条的拉拔性能。     

帘线钢中氧化物夹杂塑性化控制技术研究

为将帘线钢中氧化物夹杂转变为低熔点塑性夹杂物,在实验室开展了夹杂物组成、钢液成分和顶渣组成之间的关系研究,基于研究结果提出了工业生产中实现钢中夹杂物塑性化控制的技术方案,并进行了精炼工艺技术对钢中夹杂物塑性化影响的工业试验,夹杂物成分位于低熔点液相区,实现了夹杂物塑性化控制。制丝过程将Ф1.25 mm的粗丝拉为Ф0.2 mm帘线,2 000 m试验拉拔的全部生产过程未出现断丝,且盘条中夹杂物数量也降低到3个/mm2。工业生产中制丝过程的断丝率为0.47次/t。     

高碳帘线钢精炼渣组成研究

随着社会经济的迅速发展，我国对钢铁的需求量也越来越大，帘线钢作为洁净钢中的代表受到了人们的青睐。帘线钢在生产应用中，其质量主要取决于帘线用钢坯的质量及帘线盘条的性能及质量，一旦其含有杂物或硫化物，则会直接影响帘线钢的生产质量，本文在此针对高碳帘线钢精炼渣的组成做如下论述。     

Research progress on non- metallic inclusion in tire cord steel for radial tire

With the development of automobile lightweight, the requirements of steel cord for radial tire on inclusions are becoming more stringent. According to the demands of steel cord wire rod on inclusions, the smelting technology at home and abroad and the research progress on the inclusions in the steel cord at present were summarized, and some views on the control direction in future were put forward. With the 90 grade ultra high strength tire cord steel becoming the mainstream product, the Al2O3- rich type inclusion and titanium inclusion remains a difficult point of control. In addition to further strengthening the plasticity control of the inclusions in the process of smelting, the attention also should be paid on the properties and behaviors of the inclusions in each link such as rolling and drawing process, so as to better realize the whole- process control.     

钢包初始状态对帘线钢夹杂物的影响

运用Aspex Explorer扫描电镜对比了3种不同初始状态钢包冶炼条件下的帘线钢盘条中夹杂物成分、变形性能以及数量密度等,指出不同初始状态的钢包对帘线钢精炼渣成分和成品[Al]含量的影响。结果表明,同等条件下,分别使用冶炼过Si、Al-Si以及Al脱氧钢的钢包冶炼帘线钢时,精炼渣碱度、渣中Al_2O_3含量和成品[Al]含量均呈上升趋势,对应精炼渣碱度分别为0.95、1.1、1.4,渣中Al_2O_3质量分数分别为7.0%、11.0%、15.0%,成品[Al]的质量分数分别为7×10~(-6)、13×10~(-6)、16×10~(-6)。采用冶炼过Al、Al-Si脱氧钢的钢包冶炼的帘线钢盘条夹杂物数量密度分别为0.96、1.20个/mm~2,夹杂物中Al_2O_3平均质量分数分别为25.9%、31.8%,夹杂物塑性差,轧制后长宽比平均值分别为5.6、5.1。采用冶炼过Si脱氧钢的钢包冶炼的帘线钢盘条中夹杂物数量密度为0.79个/mm~2,夹杂物中Al_2O_3平均质量分数为15.0%,为塑性夹杂物,轧制后长宽比均值为11.3。实验证明,冶炼帘线钢不宜使用初态为Al脱氧或者Al-Si脱氧的钢包。     

帘线钢中氧化物夹杂控制技术在生产中的应用

在帘线钢冶炼过程中,通过采用炉后弱脱氧、防止钢液污染,以及控制精炼顶渣碱度指数和Al₂O₃含量指数等措施,使钢中夹杂物向低熔点区域转变,促进钢中夹杂物上浮、排出钢液,同时也使钢中残留氧化物夹杂具有良好的变形性能.实践表明,通过采用上述工艺措施,帘线钢中夹杂物成分、尺寸和变形性得到了有效控制.     

帘线钢中氮含量对TiN析出的影响

 研究了攀钢新钢钒公司生产帘线钢72A过程中钢中氮含量变化对钢中TiN夹杂析出的影响。研究发现,随着钢中氮含量的升高,钢中析出的TiN夹杂数量变多,尺寸变大。热力学研究表明,在帘线钢中TiN一般只能在固相区形成,考虑元素偏析对凝固前沿元素富集的影响,凝固过程中TiN能在固液两相区析出。在帘线钢生产过程中,为了控制钢中TiN的析出,除了控制钛含量,控制钢中氮含量及氮偏析更加重要。理论计算结果表明,当钢中钛的质量分数控制在0.0003%~0.0005%区间时,将钢中氮的质量分数控制在0.0017%~0.0029%区间内能显著降低乃至杜绝帘线钢中TiN的析出。攀钢将帘线钢中钛、氮的质量分数分别控制在0.0005%以下和0.002%以下,显著减少了钢中TiN的析出,个别炉次中没有发现尺寸大于2μm的TiN夹杂。     

帘线钢铸坯氧化物夹杂分布研究

本文对帘线钢铸坯氧化物夹杂的分布进行了研究,发现帘线钢铸坯氧化物夹杂尺寸及数量分布与铸坯疏松密切相关。在铸坯疏松位置,夹杂物尺寸大,且数量多。通过优化脱氧工艺与连铸工艺,有利于消除铸坯疏松、减小夹杂物尺寸和数量。     

State of the Art in the Control of Inclusions in Tire Cord Steels ‐ a Review

The control of inclusions in tire cord steels and techniques used in the production process are extensively reviewed. Inclusion and segregation requirements for the tire cord steel are discussed. The deformability of an inclusion is significantly affected by its Al₂O₃ content. Inclusions containing 20% Al₂O₃ has best deformability. The undeformable inclusions can be avoided by controlling the dissolved aluminum in the steel. Low basicity slags favour the generation of deformable inclusions. When the basicity R (=CaO/SiO₂) = 0.8‐1.5, the dissolved aluminum in the steel should be 1‐5ppm to achieve 20% Al₂O₃ in inclusions. With R=1.0‐1.4, in order to control [Al] in the range of 1‐5ppm, the slag should contain approximately 8% Al₂O₃. The technologies to control inclusions in tire cord steels are reviewed including steel deoxidizer choice, steel refining method, slag carry over from BOF to the ladle, ladle stirring practice, control of nitrogen pickup and caster curvature. Control methods to decrease the central segregation in the tire cord steel are briefly reviewed, such as electromagnetic stirring during continuous casting.     

帘线钢中钛夹杂的控制

为了控制帘线钢中的钛夹杂,要同时降低钢水中的w(Ti)及w(N)。通过采用低钛合金、优化转炉出钢工艺、控制转炉下渣量等措施控制钢水中的w(Ti);采用低氮增碳剂,优化全工序降氮操作等措施降低钢水中的w(N)。实践表明:当钢中w(Ti)控制在不大于0.000 4%,w(N)控制在不大于0.004%时,能显著降低甚至杜绝钛夹杂的析出。     

CaO-MgO-SiO2-Al2O3类夹杂物塑性化对帘线钢加工断丝率的影响

通过分析70 t转炉流程和180 t转炉流程生产的LX72A帘线钢合股断丝率,得出中心偏析相同的条件下,当钢中脆性夹杂物比例由90.7%降至20.5%,也就是塑性夹杂物的比例由9.3%提高79.5%时,平均盘条断丝率由4.20次/t降至2.56次/t。通过采用碱度1.05不含MgO的LF精炼渣,控制钢中Als含量≤0.001%,氧含量≤22×10^-6,可有效地降低钢中脆性夹杂物含量,降低盘条断丝率。