炼钢生产过程对钢中非金属夹杂物含量的影响研究

通过对钢中非金属夹杂物数量的检测分析,探讨炼钢生产过程中各工艺条件对夹杂物数量的影响情况.     

钢液中非金属夹杂物碰撞、长大的研究进展

 随着对钢质量要求的不断提高,对钢液中非金属夹杂物去除也提出了更高的要求。碰撞、长大是去除钢液中小粒径夹杂物的有效方法。针对钢液中非金属夹杂物碰撞、长大的最新研究,分析了不同碰撞机制下,非金属夹杂物的碰撞、长大情况,探讨了钢液中非金属夹杂物碰撞团聚的机制。数值模拟是研究钢液中非金属夹杂物碰撞、长大的一个重要方向。结合相关研究的最新进展,展望了今后的发展趋势。     

去除钢水中非金属夹杂物方法研究

介绍了一种去除钢水中非金属夹杂物的方法,探讨了它对中间包内腔结构改进的作用。经过计算,本方法能够满足10μm以上非金属夹杂物的上浮时间要求。实验证明,通过整流的作用,降低了钢水流动速度,流动更加平稳,可降低注流区的湍流强度,同时使钢液流动路线延长,钢液平均停留时间增加,夹杂物上浮增多,利于提高钢液洁净度。钢水均匀慢速流动减轻了钢水短路流动造成的耐火材料熔损,由耐火材料熔损造成的夹杂物减少。     

钢中非金属夹杂物对显微组织的影响

使用金相法对碳素结构钢Q235B钢板的拉伸试样非正常断口进行分析,研究了钢中夹杂物类型和形态以及钢的显微组织。结果表明,Q235B钢板拉伸试样非正常断口及附近部位夹杂物严重,且存在粗大的带状组织,带状铁素体中有明显的非金属夹杂物。粗大带状组织的形成原因是由于铁素体以非金属夹杂物为结晶核心并沿着非金属夹杂物的变形方向生长而形成的。     

喷粉钢中非金属夹杂物形态属性和对钢质影响的研究

以鞍钢生产的喷吹Si—Ca粉的铁路用车轴钢坯为主,运用金相法、对比试验法、电子探针分析、机械性能试验等方法,对喷粉钢中非金属夹杂物的形态、光学特性、组成、投量与分布和对钢质的影响进行系统的研究,并与未喷粉钢中夹杂物进行比较.结果表明,喷吹Si—Ca粉后使钢中夹杂物发生一系列的变化:(1)数量减少;(2)长宽比下降;(3)颗粒细小分布均匀分散;(4)属性改变,由MnS和Al_2O_3转化为CaS和mAl_2O_3·nCaO或二者的复合物;(5)净化钢质,提高机械性能并使各向异性得到改善。     

帘线钢中非金属夹杂物控制技术

为了满足高强度钢帘线的生产要求,必须降低钢中不变形非金属夹杂物的尺寸和数量。本文对帘线钢中氧化物夹杂物控制机理进行了总结,并对国内几家著名钢厂控制帘线钢夹杂物的措施进行了分析。     

气泡尾流去除钢液中夹杂物机理的水模型研究

采用水模型和高速摄像机研究了气泡尾流去除夹杂物的过程,分析了气泡尾流去除夹杂物的规律和气泡大小及夹杂物的尺寸和浓度对气泡尾流去夹杂的影响。结果表明,气泡尾流有利于促进夹杂物上浮;气泡尾流中存在尾流边界区和上升区;尾流去除夹杂物的过程分为3个子过程:(1)夹杂物靠近和进入气泡尾流边界区产生扰动;(2)进入气泡尾流上升区和(3)夹杂物继续上升或脱离气泡尾流上升区;气泡直径D_b和粒子浓度C_p增大有利于尾流去夹杂;粒子直径D_p越小越容易被尾流去除。     

气瓶钢中非金属夹杂物研究

针对国内某钢厂EAF-LF-VD-CC工艺生产的气瓶钢,通过全流程系统取样、综合分析的方法,对LF处理前后、VD喂线处理后、中间包钢水和连铸坯中总氧(T[O])、显微夹杂及大型夹杂物的数量及变化情况进行了全面研究,分析了夹杂物产生的原因.结果表明:经过LF和VD精炼后钢液中显微夹杂物数量由16.7个/mm2减少到6.1个/mm2,VD喂线后夹杂物变性不完全,中间包过程钢液的二次氧化严重,铸坯中T[O]能稳定在(10±2)×10-6,铸坯中大型夹杂物为0.2 mg/kg.     

钢?渣界面非金属夹杂物运动行为研究进展

钢中夹杂物的去除一直是洁净钢研究的热点,对于提高钢材质量、保障产品性能具有重要意义。钢液中夹杂物主要通过上浮至顶渣被吸收而去除,这个过程可细分为夹杂物在钢液中长大上浮、在钢?渣界面穿越分离、在熔渣中被吸附溶解3个步骤。钢?渣两相的物性差异及界面特性导致不符合条件的夹杂物无法穿过界面与钢液分离,这使得该步骤成为夹杂物去除的决定性环节,且由于钢?渣两相周围快速的物性过渡、并行的物理化学现象以及高温、不透明等特性影响,使该步骤研究难度增大。近年来,随着数值模拟技术和高温实验设备的进步,夹杂物穿越钢?渣界面行为的研究取得了一些进展。经典的受力分析模型能够对夹杂物界面行为进行半定量的预测,且对于渣系优化等具有一定的指导作用;计算流体动力学（CFD）模型在研究夹杂物界面现象方面具有优势,但研究尚处于初期,未来有望适用于更大的尺度范围、更多的行为场景和相态;水模型与数值模型相结合是一种有效的研究界面行为的方法,随着实验技术进步,可进一步对微观尺度的界面行为进行研究;高温共聚焦原位观察是研究界面行为最为直接的方法,对于探究夹杂物界面行为极有帮助,有望通过设备改进,更加完整、深入地揭示夹杂物去除的关键机理。      

积极解决钢中非金属夹杂物合格级别的兑换

介绍了我国有关钢中非金属夹杂物采标情况 ,对解决非金属夹杂物合级级别提出兑换意见。     

增氮析氮法生成气泡去除钢液中显微非金属夹杂物

为了进一步完善增氮析氮法生成气泡去除钢液中显微非金属夹杂物技术,研究了真空处理时间、充氮压力、气体类型等因素对钢中全氧和显微非金属夹杂物的影响.结果表明:减压处理过程中,钢液中非金属夹杂物可为过饱和气体氮气形成气泡提供非均相形核核心;增氮析氮法可有效地降低钢中全氧,去除钢中显微非金属夹杂物;真空处理时间越长,钢中全氧和显微非金属夹杂物数量越低,当真空处理时间为30 min时钢中全氧去除率达到了81.6%,而且全氧质量分数最低达到7×10^-6.     

弹簧钢精炼过程中非金属夹杂物行为的研究

针对淮钢弹簧钢60Si2CrVAT,采用金相、SEM-EDS等分析方法,研究了精炼过程中夹杂物尺寸、成分、形貌等变化的情况,结果表明,在LF炉精炼后,微观夹杂物由30.57个/mm2下降到8.93个/mm2,减少了70.79%,RH循环脱气处理后,夹杂物略有减少,经轧制后,夹杂物数量有所增加。随着冶炼过程的进行,大颗粒夹杂得到有效去除,细微夹杂物所占比例逐步升高。钢中存在的夹杂物主要有氧化物、硫化物,以及CaO(CaS)-Al2O3-SiO2类复合夹杂物,成材中以复合氧化物为主。     

轴承钢精炼过程非金属夹杂物行为的研究

采用金相、SEM等分析方法,分析了某电炉厂EAF-LF-VD-CC流程冶炼GCr15轴承钢精炼过程非金属夹杂物的变化,并确定了夹杂物的主要来源。实验结果表明,LF处理后夹杂物以块状Al2O3、点状不变形夹杂物和硫化物为主;VD处理后点状不变形夹杂物明显减少,而含CaO、MgO、Al2O3、硫化物等的复合夹杂有所增加。成材试样中未发现点状不变形夹杂物,只有少量尺寸很小的Al2O3和硫化物夹杂。     

钢中非金属夹杂物含量测定方法国内外标准研究

论述铜中非金属夹杂物的来源、分类与测量方法，对各国标准的特点和现状进行了分析研究，对全面了解钢中非金属夹杂物测定方法标准有指导作用。     

非金属夹杂物三维形貌及其包裹的非夹杂物颗粒物来源分析

钢中非金属夹杂物的分离提取过程,需要解决外来因素的干扰问题,准确判断是否来源于钢中,是夹杂物检测与表征方法的重点。分析了在实验室环境下,以U75V重轨钢为代表,采用酸溶法和非水溶液电解法分离提取出钢中非金属夹杂物,利用扫描电镜对夹杂物的基本形貌和成分进行了系统的分析研究。结果表明,利用电磁搅拌装置的酸溶法能有效得到耐酸类的夹杂物形貌和成分,其最佳溶液配比为盐酸(1+1);采用非水溶液电解法能够得到耐酸类和不耐酸类的微米和纳米尺度的非金属夹杂物,电解时间控制在8～10 h。与此同时,U75V重轨钢的酸溶和电解法分析结果表明,夹杂物中存在大尺寸不规则状的颗粒物,经分析判断该类是外来的颗粒物,被定义为非夹杂物,主要来源于空气中、自来水、干燥箱和电解槽内等,其成分为MgO、CaO、SiO₂和Al₂O₃,与钢中的氧化物夹杂物成分接近,从而对生产过程中控制夹杂物的措施易造成不准确的指导。因此,在分离提取钢中夹杂物的过程中,需要严格的保护操作,杜绝不利因素的干扰,准确得到钢中夹杂物的三维形貌、尺寸、化学成分等详细信息,能够为工艺改进或实验研究提供有效的支持。     

钢包内衬用耐火材料对钢中非金属夹杂物的影响

 炉外精炼是炼钢流程中控制钢中非金属夹杂物的重要转折点,作为整个精炼过程中与钢液实时接触的钢包内衬用耐火材料,因为高温物理化学反应易向钢中引入夹杂物,导致精炼效果达不到预期。通过对典型现役钢包内衬用耐火材料与不同脱氧钢之间的界面反应归纳发现,钢包内衬用耐火材料会对钢中夹杂物的形貌、成分和理化性能产生影响,既可向钢中引入夹杂物,也能够吸附去除夹杂物。提出未来钢包内衬用耐火材料应被赋予更多净化钢液等功能指标的发展方向。     

Fe-Si-B合金中非金属夹杂物的热力学分析

利用扫描电镜及能谱仪对Fe-Si-B合金中非金属夹杂物组成进行了分析，并研究了氧化物及硫化物夹杂在熔炼过程中的演变规律及其形成条件.研究结果表明：Fe-Si-B合金中夹杂物主要有Al、Si的氧化物，以及少量Ti、Mn的硫化物.经热力学计算，在1623 K下，熔炼初期主要为Al的氧化过程，当熔体中[Al]的质量分数降低至0.0022％后才发生Si的氧化；Ti及Mn的硫化物在1623 K下不能形成，需熔体分别冷却至1550和1310 K下才可形成.     

高碳含铜孪生诱发塑性钢中非金属夹杂物的探讨

高碳含铜孪生诱发塑性(TWIP)钢的纯净化制备对充分发挥其优异性能具有重要性。为了提高高碳含铜TWIP钢的洁净度, 实验利用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪等对该TWIP钢经真空感应熔炼、固溶处理后的铸锭和热轧板材中非金属夹杂物进行分析, 找出了钢中夹杂物类型、来源以及不同工序的变化规律。结果表明, TWIP钢中主要存在铁锰氧化物、硅酸盐类夹杂、硫化物和氮化物。在该TWIP钢使用和热加工的温度范围内, 硫化物表现出良好的塑性, 氮化物属硬质脆性夹杂物。硅酸盐类夹杂物和铁锰氧化物变形特性受其成分和温度变化的影响较为明显。     

金属材料内部非金属夹杂超声检测的数值模拟

在金属材料内部夹杂物的超声检测中,如何通过检测获得的回波信号辨识夹杂物的属性和位置,一直是其重点和难点问题.通过建立包含夹杂物缺陷的二维金属板模型,采用有限元数值模拟的方法,对材料内部超声波场进行计算,获得了两种最典型的夹杂物Al₂O₃和TiN,以及二者在材料内部不同深度时的超声回波信号.研究了夹杂物类型和夹杂物深度对超声回波时域波形以及对界面波、夹杂物缺陷回波和底面回波频谱分布的影响规律.     

非金属夹杂物对439M耐点蚀性能的影响

利用电化学实验和扫描电镜(SEM)结合能谱仪(EDS)分析研究了非金属夹杂物对钛、铌双稳定439M铁素体不锈钢耐点蚀性能的影响。动电位阳极极化实验结果表明,没有或者少夹杂物区域为工作电极的试样439M-Part击穿电位为813mV,比整个区域为工作电极的试样439M-Whole的击穿电位高出了约600mV。SEM结合EDS分析显示:试样439M-Whole的点蚀坑呈不规则形貌,主要发生于(Ti,Ca,Al)2O3复合夹杂物上,这是钝化膜表面不均匀和点蚀坑内的自催化反应共同作用的结果;而试样439M-Part的点蚀坑则位于(Ti,Nb)(C,N)夹杂物周围。研究表明,夹杂物周围有铬的偏析并形成铬的化合物,其周围出现贫铬区,引发点蚀。