高强度合金钢用高碱度渣精炼时非金属夹杂物演变机理的实验室研究

通过采用高碱度渣完成了高强度合金钢中非金属夹杂物演变机理的实验室研究讨论,目的在于形成低熔点的夹杂物以提高钢的抗疲劳性能。试验发现：钢／渣反应时间对夹杂物类型、组成和形态影响较大。随着反应时间从30rain延长至180min,固体MgO—Al2O3,以及MgO一基夹杂物最终转变成低熔点的（〈1773K）CaO—MgO—Al2O3,系夹杂物,而夹杂物形态变化路径为块状／角状一近似球状一球状。通过热力学计算得到A1：03／MgO·Al2O3／MgO和MgO／MgO-A1203／CaO·2Al2O3稳定图。结果表明：在钢一渣反应前期阶段将会形成MgO和MgO·Al2O3,夹杂物,因为Mg在钢水中的的活度远大于ca在钢水中的活度。然而,随着Ca活度的增加,固体MgO·Al2O3和MgO夹杂物将不可避免地并且逐步转变成复杂液态夹杂物,甚至当溶解[Ca]低到0．0002％时。因此,通过高熔点固体MgO·Al2O3,或MgO一基夹杂物核心周围被低熔点CaO—Al2O3外表面层环绕,描述CaO—MgO—Al2O3体系夹杂物的SEM—EDS图,其在热轧过程中被软化,因此有助于提高钢的抗疲劳性能。建立的模型阐明了夹杂物的变化机理,定性讨论了夹杂物的转变动力学,分析速度控制环节。从中发现了Mg和Ca在固体夹杂物核心的扩散,并且在夹杂物演变过程过程中,外表面层形成CaO—Al2O3可能是限制环节。然而,仍需进一步定量讨论有关夹杂物演变动力学的研究。     

高强船板钢精炼过程中夹杂物行为研究

采用扫描电镜和相图分析软件研究两种不同精炼工艺下高强船板钢中夹杂物的变化行为,结果表明:两种精炼工艺下,钢中的夹杂物变化为Al2 O3→CaO·Al2O3·MgO→CaO·(Al2O3)·CaS→CaO·CaS·(Al2O3);与LF炉为主的精炼工艺相比,采用以VD炉为主的精炼工艺,钢水中夹杂物密度从11.5个/mm2降至3.4个/mm2,小于5μm的夹杂物数量下降明显.     

釉质耐火材料与铝脱氧和钙处理钢水之间的化学反应

通过与典型钢包炉渣CaO—MgO—Al2O3-SiO2之间的作用得到高氧化铝釉质耐火材料,研究了1600℃条件下,该釉质耐火材料对铝脱氧和钙处理钢水中非金属夹杂物产生的影响,并且研究了釉质耐火材料随反应时间的化学变化以及显微组织变化。由于液态釉质渗透到耐火材料的多孔尖晶石基体区域中,可观察到釉质耐火材料明显发生了化学反应。在钢水中产生各种不同的CaO—MgO—Al2O3-CaS体系非金属夹杂物,主要夹杂物为液态Ca—Al—Mg-O-S夹杂物以及它与固相的混合物,例如CaS、MgO和MgAl2O4。为了更清楚地了解釉质耐火材料与钢水之间的化学反应,采用FaetSage软件完成了热力学分析。     

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。     

冷轧薄板钙镁铝尖晶石类夹杂物成因分析

摘要：针对超低碳铝脱氧镇静钢在冷轧冲压过程中出现开裂情况进行了电镜和能谱成分分析,确定了主要夹杂物含有Al2O3、CaO及MgO,为钙镁铝尖晶石类夹杂物。研究了该问题炉次的钢包顶渣组分、中间包覆盖剂及涂层侵蚀情况,讨论了夹杂物的来源。结果显示,Al2O3为脱氧产物及二次氧化的产物;CaO的来源为渣中较高活度的CaO与钢水中酸溶铝Als反应导致Ca元素进入钢水,进而与钢水中的O生成CaO。MgO主要为中间包覆盖剂氧化镁及涂层融蚀的氧化镁进入中间包渣系,与钢水中的Als反应导致Mg元素进入钢水,再与钢水中的O生成MgO。     

MgO基和Al2O3基耐火材料对钢中夹杂物的影响

利用大样电解、图像分析、扫描电镜和能谱分析等检测手段研究了82B钢种选用Al2O3-MgO、MgO-Al2O3和MgO-CaO炉衬在1450 ℃保持80 min后生成的夹杂物种类和变化.结果表明,采用Al2O3-MgO作内衬时冶炼后钢中夹杂物的数量增加了近50%,夹杂物的尺寸大(100～900 μm)且硬度很高,夹杂物的主要成分为SiO2和Al2O3;以MgO-Al2O3作内衬时夹杂物数量略有降低(30%),尺寸(80～450 μm)和硬度相对较小,其主要成分为SiO2、MnO、CaO和MgO;而MgO-CaO材料对去除钢中夹杂物(降低70%)和降低其尺寸(30～350 μm)有明显效果,且夹杂物的硬度很小,其主要成分为CaO、Al2O3、SiO2和FeO.采用MgO-CaO材料时夹杂物的尺寸最小、数量最少,对钢水洁净度的贡献最大.     

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.     

高碳铝镇静钢连铸开浇炉夹杂物演变规律的量化分析

为分析高碳铝镇静钢开浇炉Al2O3夹杂物偏高的原因,利用ASPEX夹杂物快速分析仪对夹杂物成分、尺寸分布和数量在浇铸过程的变化规律进行了量化分析。结果表明开浇后中包液位涨至浇注吨位时夹杂物的单位数量由RH终点的3.97/mm2急剧增加至10.74/mm2,其中Al2O3夹杂明显增多。浇铸过程夹杂物的单位数量持续降低,钢包余钢40吨时为5.14/mm2,钢包停浇时为4.20/mm2,夹杂物成分与RH终点夹杂物基本一致。     

Mg脱氧对船板结构钢中夹杂物的影响

研究了Mg脱氧对于船板结构钢中微米级夹杂物演变行为的影响.钢中典型夹杂物是中心为氧化物、外围为MnS的复合夹杂物.随着钢中Mg含量的增高,独立氧化物和独立硫化物的数量减少,氧化物和硫化物的复合夹杂物数量增多,同时夹杂物的尺寸减小、数量增加.随着钢中Mg含量从0升高到27 ×10^-4％、38×10^-4％、99 ×10^-4％,夹杂物中心氧化物成分的变化趋势是：Al2O3→（Mg-Al-Ti-O）→MgO.     

釉质耐火材料与铝脱氧钢水之间的化学反应

通过与典型钢包炉渣CaO—MgO—Al2O3-SiO2之间的作用得到高氧化铝釉质耐火材料,研究了1600℃条件下,该釉质耐火材料对铝脱氧钢中非金属夹杂物产生的影响,并且研究了釉质耐火材料随反心时间的化学变化以及显微组织变化。为了了解其间发生的复杂化学反应,同时完成厂热力学分析。在釉质耐火材料和钢水之间发生反应过程中,可以观察到2个化学反应,即釉质和钢水之间以及釉质和原始耐火材料之间的化学反应。通过这些化学反应,釉质中的SiO2被钢水中的铝还原成硅。釉层也从含有少量尖晶石微粒的CaO—MgO—Al2O3-SiO2液相转变成含有尖晶石和CaAl4O2微粒的CaO—MgO—Al2O3液相。试验发现,在耐火材料的多孔尖晶石区发生严重侵蚀,并且作为主要夹杂物的尖晶石杂物来自釉质耐火材料。本研究阐明了釉质耐火材料的侵蚀机理。     

钢包回转台钢包盖升降装置的改造

对钢包回转台包盖升降装置的问题进行了分析,提出了用液压传动代替机械传动的改造方案,解决了钢包盖升降装置故障率高、维护检修困难的问题,保证了钢包盖回转台的正常使用。     

旋转塔移动式大包加盖装置研制及应用

针对武钢二烧饭厂老式连铸机大包旋转塔研制了移动式大包加盖装置，成功地解决了旋转塔超负载和空间狭小的问题。实现了大包加盖工艺，取得了良好的效果。     

钢水罐回转台加盖机传动系统分析

通过详细的计算和对比,解释了八钢二炼钢3号板坯连铸机230t钢水罐回转台加盖机,其传动机构在连铸机投产初期不能正常工作的原因,找到了解决这一问题的既经济、又符合工程实际的办法.     

50tLF钢包滑动水口的改造

莱钢物钢厂50tLF采用FHK－3型组装式滑动水口生产铬镍钢，由于长时间浇注和工作温度高，造成下水口和下滑板结缝处穿漏钢事故高，气体弹簧使用寿命低，针对其不足，开发了YHK－2型滑动水口，把下水口改为旋紧方式，气体弹簧布置在滑动水口机构的两侧弹簧箱内，解决了下水口和下滑板间的穿漏钢问题并提高了气体弹簧的使用寿命，使每炉钢生产费用降低138元以上。     

钢包的热分析

基于导热方程，对宝钢电炉用钢包的吸热规律进行了系统的理论与数值分析。考察了不同钢包形状及预热制度下钢包的吸热情况。计算了钢包吸热所导致的出钢温降，钢水在ＬＦ处理期间的降温速率，不同钢包状态及ＬＦ处理时间对钢水在ＶＤ处理期间温降的影响等。数值计算结果与实测值符合。定量结果的获得，将有助于制定合理的钢包预热制度、出钢温度补正制度，也有助于在ＬＦ及ＶＤ精炼期间根据不同的钢包状态进行合理的温度控制。     

空包时间对钢包热状态影响的研究

利用Ansys模拟软件建立了钢包周转过程的传热计算模型,并利用实测数据验证了模型的准确性。利用模型对不同空包时间和在线烘烤时间下的钢包热状态进行了模拟分析,并研究了相应热状态对在钢包后续周转过程中钢水温降的影响。结果表明,钢包空包时间为3h相对于空包时间为1h(正常热修包时间)的情况,由于钢包蓄热损失造成后续周转过程中钢水温降增加约13℃;对于空包时间2～3h的情况,通过对钢包进行40min在线烘烤,能够降低钢包后续周转过程中钢水温降约10℃,烘烤过程中前10min对于增加钢包蓄热效果最明显,能够降低钢水温降约5℃。     

包衬材料和工艺因素对精炼钢包寿命的影响

目前 ,北满特殊钢股份公司一电炉分厂配有ＬＦ ,ＬＦＶ精炼设备 ,专用的精炼钢包容量为 40ｔ。精炼时间一般为 90～ 1 1 0ｍｉｎ ,钢水温度 1 5 1 0～1 670℃。精炼钢包的构成如图 1所示。钢包精炼时 ,使用电弧加热 ,使靠近电弧处的钢包衬局部过热 ;因此 ,工作层耐火材料的选择特别重要。图 1　精炼钢包的构成Ｆｉｇ .1　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｒｅｆｉｎｉｎｇｌａｄｌｅ表 1　精炼过程中熔渣成分的变化Ｔａｂｌｅ 1　Ｃｈａｎｇｅｏｆｓｌａｇｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｄｕｒｉｎｇｒｅｆｉｎｉｎｇ名称 熔渣成分 %精炼前期精炼后期Ｃ…     

用后钢包浇注料的再生利用

简述了国内外对用后耐火材料再生利用的情况及发展趋势。重点介绍对用后钢包浇注料的回收工艺及回收物料在高炉铁口炮泥中的应用。     

炼钢精炼炉滤波装置改造

通过对原精炼炉滤波装置运行局限性的分析,提出了利用动态无功补偿装置进行改造的方案,并进行了系统设计和论证。