用钡合金进行钢水脱氧的实践

为了提高轴承钢、齿轮钢和弹簧钢的洁净度,对影响其质量的各种因素进行了分析,提出了以铝预脱氧为基础、用钡合金进行终脱氧和夹杂物变性的脱氧工艺,使轴承钢、弹簧钢和齿轮钢的氧含量分别稳定在10×10-6、15×10-6及20×10-6以下,并使夹杂物的组成和分布得到改善.     

邢钢实施转炉滑动水口挡渣新技术

随着邢钢产品升级,对质量要求越来越高,尤其是高级弹簧钢、帘线钢、轴承钢、工业纯铁等钢种对夹杂物、有害残余元素等的要求非常苛刻,尽可能地减少转炉出钢下渣量是控制钢中夹杂物和有害残余元素的重要环节。     

昆钢60Si2Mn弹簧钢冶炼实践

以昆钢炼钢厂开发60Si2Mn弹簧钢为实例,介绍了60Si2Mn弹簧钢冶炼的工艺流程：（KR）铁水脱硫预处理—50t氧气顶底复吹转炉-LF精炼。通过对LF精炼造弱碱性渣控制钢中夹杂物,KR法铁水预处理采用底吹氮气达到更好的处理效果等方法,对60Si2Mn弹簧钢冶炼过程中夹杂物、碳、磷、硫的控制进行了分析。     

超纯洁弹簧钢

从钢中夹杂物的评定方法的控制途径、超纯洁化冶炼工艺、夹杂物水平及其疲劳性能等方面对超纯洁弹簧钢的特点作了比较详细的介绍。     

特殊钢精炼中的脱氧及夹杂物控制

 特殊钢是针对客户提出的质量要求,钢厂不断改进工艺,逐步提高成分、尺寸精确度和洁净度的各类钢的总称。钢中总氧量 ［TO］是衡量钢洁净度的重要标识,对于不同的钢种,其控制要求也不尽相同。在脱氧精炼过程中,存在着脱氧元素-钢中溶解氧、钢-渣、钢液-夹杂物、钢液-耐火材料、渣-耐火材料的反应与平衡,对钢中夹杂物的数量、组成和形态具有重要影响。通过热力学计算,比较了不同脱氧剂的脱氧能力,并介绍了典型特殊钢种（轴承钢、弹簧钢、帘线钢、电工钢、易切削钢等）精炼过程中的脱氧及夹杂物控制,分析和讨论了不同脱氧元素与钢液、熔渣以及耐火材料之间的相互作用机制。     

汽车用弹簧钢线材夹杂物的控制

汽车轻量化发展伴随着汽车弹簧使用强度的提高,从而对钢中夹杂物的要求也越高。通过分析典型的汽车弹簧对线材中夹杂物的要求,介绍了国外弹簧钢线材先进生产企业的冶炼工艺,综述了目前国内外关于弹簧钢中夹杂物的研究报道,可为国内弹簧钢线材生产企业开发或改进汽车用弹簧钢线材提供参考。     

弹簧钢中夹杂物生成热力学

揭示了弹簧钢全流程中非金属夹杂物的形貌和成分转变。初始钢中夹杂物主要为Al_2O_3-SiO_2-MnO-CaO,合金化后夹杂物转变为MgO-Al_2O_3。随着精炼的进行,夹杂物逐渐转变为Al_2O_3-MgO-SiO_2-CaO。最终铸坯中主要夹杂物为Al_2O_3-MgO-SiO_2-CaO,同时有硫化物和氮化物析出。系统地计算了1 873 K下一元脱氧钢中Al、Si、Mg和Ca与O的热力学平衡关系和二元脱氧钢中Al-Mg、Al-Si、Si-Mn和Al-Mg-Ca脱氧夹杂物的生成区域。可为弹簧钢脱氧过程脱氧剂的加入,钢液中溶解氧含量的控制,以及弹簧钢中不同夹杂物的生成和控制提供理论指导。     

钢液凝固与冷却过程及固体钢加热过程钢中非金属夹杂物成分动力学转变的几个概念和特征曲线

利用钢中非金属夹杂物成分变化的集成模型,介绍了夹杂物成分随时间和冷却速率的变化,提出了夹杂物成分转变分数的概念,然后介绍了夹杂物成分转变的等温转变曲线（TTT）、连续冷却转变曲线（CCT）和等径转变曲线（TDT）的概念及应用.该集成模型考虑了钢液流动、传热、凝固和元素偏析,也考虑了钢与夹杂物反应的热力学和动力学.然后以管线钢、重轨钢和轴承钢为例,进一步分析讨论了钢液凝固与冷却过程中的冷却速率、固体钢加热过程中的加热温度和加热时间、钢成分以及夹杂物尺寸等参数对夹杂物成分转变的影响.这些概念和特征曲线能够直观展示在钢液凝固冷却过程及固体钢加热过程钢中非金属夹杂物的成分转变,将钢中夹杂物的控制方略从钢液拓展到固体钢中.     

韶钢130 t双工位LF精炼炉工艺研究

韶钢拥有2座130 t双工位LF精炼炉,自投产以来通过不断优化脱氧造渣、夹杂物控制、脱硫、Ca处理、软吹等工艺,成功开发了轴承钢、齿轮钢、合金结构钢等特种钢材,产品质量得到了广大客户的认可.     

稀土及热处理对GCr15轴承钢中夹杂物特征的影响

为降低夹杂物对轴承钢疲劳性能的危害,比较研究了稀土Ce及热处理对GCr15轴承钢中夹杂物的改性行为。研究发现：稀土处理使钢中夹杂物球化、平均尺寸降低,有助于降低铝脱氧轴承钢中夹杂物的危害;热处理(1 250℃)同样可以球化、细化钢中的夹杂物,夹杂物的平均尺寸、长宽比、面积分数随热处理时间(0～330 min)的增加均呈下降的趋势,继续延长热处理时间(330～510 min),铝脱氧轴承钢中大尺寸夹杂物比例增加,稀土轴承钢中球状Ce-Al-O-S均质夹杂转变为富Al相和富Ce相的非均质夹杂,对轴承钢疲劳性能危害大。在该研究条件下,铝脱氧轴承钢及稀土轴承钢热处理330 min时夹杂物特征最优。     

鞍钢GCr15轴承钢棒材生产工艺实践

介绍了鞍钢GCr15轴承钢棒材的生产工艺流程.通过对转炉冶炼和炉外精炼工艺的控制,使GCr15轴承钢化学成分符合控制要求,钢中全氧含量达到0.0010％以下,满足用户要求;精炼过程采取顶渣成分控制和弱氩气搅拌技术,使钢中夹杂物尺寸控制到10μm以下;采用低过热度浇注、电脉冲技术、控制铸坯加热时间和初轧、终轧温度等技术,改善了钢坯的中心偏析和疏松.     

影响弹簧钢质量的要素分析

对影响弹簧钢质量的诸要素,如钢中酸溶铝（Als）、脱氧工艺、钢中夹杂物和热处理脱碳层的形成及控制要素等进行了分析,得出以下结论：钢中酸溶铝量值是控制钢水质量的基础数据;从钢水精炼前到铸坯,夹杂物中Al2O3的质量分数减少70%左右,微观夹杂物的数量减少43%;弹簧钢设计中加入Cr、Mo、V等合金元素,可与C形成稳定的碳...     

稀土-镁复合处理对GCr15轴承钢中夹杂物的影响

为了尽可能的去除钢中大颗粒的夹杂物, 在实验条件下通过向GCr15轴承钢中添加适量镁、稀土对夹杂物进行改性, 并利用Aspex夹杂物自动分析仪和扫描电镜对钢中改性后的夹杂物尺寸、类型、形貌等进行了观察、分析, 研究了稀土-镁复合处理对夹杂物的影响规律.研究结果表明, 对轴承钢中加入微量镁处理, 可将未进行镁处理钢中的MnS-Al₂O₃、MnS、Al₂O₃夹杂改性为以含硫、镁复合夹杂物为主, 同时包含少量Al₂O₃、镁铝尖晶石夹杂.进一步采用稀土-镁复合处理后, 钢中的夹杂物转变为主要以含Re-S-O夹杂物为主, Al₂O₃、MnS、镁铝尖晶石夹杂逐步消失, 且夹杂物成球状分布, 绝大多数夹杂物在5 μm以下.稀土-镁复合处理轴承钢后, 10 μm以上的大颗粒夹杂物大大降低, 钢中的夹杂物明显得到细化.钢中镁含量不变时, 随着稀土含量的增加, 大颗粒夹杂物比例明显下降.而在稀土含量相近的情况下, 增加钢中的镁含量也有利于大颗粒夹杂物的去除.稀土-镁的相互作用进一步促进了夹杂物的细化.      

钇基稀土对51CrV4弹簧钢冲击韧性的影响

运用扫描电镜观察了51CrV4弹簧钢显微组织、夹杂物及断口形貌,并结合能谱分析了钢中夹杂物成分组成,探究了钇基稀土对51CrV4弹簧钢冲击韧性的影响.结果表明,对于51CrV4弹簧钢,添加钇基稀土能明显提高其冲击韧性,纵向冲击功提升了68.8%,断口形貌由准解理断口转变为韧窝型断口,韧窝处存在大量细小球状的稀土复合夹杂.钇基稀土的添加促进了51CrV4弹簧钢回火组织中碳化物的球化,并使其分布更加弥散.钇基稀土对钢中夹杂物有很好的改性作用,夹杂物被球化且尺寸得到细化.      

超低氧含量弹簧钢中非金属夹杂物的控制

为了减小夹杂物对Al脱氧弹簧钢的危害,通过钢渣之间、钢液和夹杂物之间的反应尽快使脱氧产物Al2O3夹杂变性为低熔点的铝酸钙夹杂.炉渣ω(CaO)/ω(MgO)高,夹杂物更容易转变为铝酸钙夹杂物,炉渣ω(CaO)/ω(MgO)大于8时,在LF精炼中期,夹杂物已经由MgO·Al2O3尖晶石向铝酸钙转变;炉渣的氧化性延缓了夹杂物向铝酸钙的转变;钢液S、Al含量低,夹杂物更容易控制在低熔点区域内.随着钢液T.O的降低,夹杂物中氧化物夹杂占的比例逐渐减少,CaS夹杂占的比例逐渐增加.     

真空脱气轴承钢的研究

本文对采用真空处理冶炼轴承钢的RH法、VArD法和碱性电炉钢进行了试验研究。结果表明:破坏概率在50％的情况下,采用RH真空处理轴承钢的疲劳寿命是碱性电弧炉钢的1.8倍和1.2倍。采用VArD法真空处理轴承钢的疲劳寿命和电炉钢相近,没有明显提高。经RH法真空处理轴承钢的疲劳寿命之所以得到提高,是因为钢中非金属夹杂物分布弥散,夹杂物为Al和Si氧化物类型组成,并具有硫化物包围氧化物的趋势。而经VArD法真空处理的轴承钢和电炉钢非金属夹杂物分布集中并多为Al和Ca的铝酸钙类型夹杂物组成,而铝酸钙盐所形成的点状夹杂物是降低钢材疲劳寿命的主要原因。钢中非金属夹杂物至工作表面的远近直接影响钢材的疲劳寿命,距工作表面越近其疲劳寿命越低。     

基于非铝脱氧工艺的高品质轴承钢关键冶金技术研究

我国高品质轴承钢生产技术已取得了长足进步,部分企业的轴承钢质量处于世界先进水平,但质量稳定性与世界领先水平仍存在一定差距。目前,国内外主要采用铝脱氧工艺生产轴承钢,通过铝脱氧和造高碱度渣快速降低钢液中氧含量,高品质轴承钢中全氧质量分数已经可以控制在5×10?6以下,但仍存在大颗粒球状（Ds类）类夹杂物导致疲劳失效的难题,以及超低全氧和钛含量难以稳定控制、小方坯连铸水口堵塞等问题。针对上述问题,本研究提出了非铝脱氧工艺生产轴承钢,即在转炉出钢时加入硅锰合金预脱氧,钢包精炼炉（LF）向渣面加入硅质脱氧剂扩散脱氧,真空循环脱气精炼（RH）真空深脱氧,保证钢液全氧质量分数在8×10?6左右。在保证钢液低铝低钛的同时,利用低碱度渣改变夹杂物类型,控制夹杂物塑性化,从而有效地解决钢液流动性问题。利用超声疲劳试验机对两种工艺轴承钢疲劳寿命进行测定,阐明了不同类型夹杂物对疲劳性能的影响,剖析了不同工艺轴承钢的疲劳断裂机理,研究了引起疲劳裂纹的夹杂物临界尺寸。      

特殊钢生产工艺技术概述

特殊钢包括优质碳素钢、合金钢、高合金钢三大类,介绍了特殊钢的生产工艺技术,重点论述了合金结构钢、汽车用齿轮钢、合金工具钢、高速工具钢、轴承钢、弹簧钢和不锈钢的性能及生产工艺技术。     

国内外超低氧弹簧钢生产工艺比较

 比较分析了国内外不同钢铁企业的工艺流程及其控制效果。各企业采用的工艺虽不尽相同,但其核心都是降低钢液的氧含量及对夹杂物进行控制。在脱氧工艺中,合成渣精炼已成为生产超低氧弹簧钢的一个重要途径;在夹杂物控制上,一方面要尽量降低钢中的夹杂物含量,另一方面可以通过氧化物冶金技术,利用某些夹杂物细小弥散及熔点高的特点来细化晶粒,从而提高钢的质量。     

特殊钢生产工艺技术概述(续)

特殊钢包括优质碳素钢、合金钢、高合金钢三大类,介绍了特殊钢的生产工艺技术,重点论述了合金结构钢、汽车用齿轮钢、合金工具钢、高速工具钢、轴承钢、弹簧钢和不锈钢的性能及生产工艺技术。