石油套管钢中镁铝尖晶石的形成与改性

通过石油套管钢的工业试验及热力学分析,研究精炼过程中镁铝尖晶石的形成和改性机理。结果表明:当钢液中溶解铝分别为0.02%和0.05%时,溶解镁只要达到1.5×10-6和2.8×10-6,钢中便有镁铝尖晶石生成;钢液中溶解铝0.02%,镁含量为4×10-6~8×10-6时,钢中溶解钙含量只要分别达到0.21×10-6和0.42×10-6,钢液中的镁铝尖晶石便开始向液态钙铝酸盐转变;镁铝尖晶石比氧化铝更容易改性为液态夹杂物;钢液精炼过程中夹杂物受钢渣反应和钙处理的影响,按照Al2O3→MgO-Al2O3系夹杂物→Ca O-Al2O3-MgO或Ca O-Al2O3系液态复合夹杂物的过程演变。     

铝锆碳水口在浇注钙处理钢堵塞的原因分析

对生产中被堵塞的铝锆碳质浸入式水口分析表明,堵塞物质为六铝酸钙。该物质为水口内壁处的原位反应产物,其中水口内壁的刚玉骨料和细粉提供了六铝酸钙的氧化铝组分,钢液携带的钙提供了氧化钙组分。LF处理后添加的钙合金数量不当,导致夹杂物类型失控,是引起水口材料被侵蚀并造成堵塞的主要原因。     

界面理论在夹杂物尺寸演变中的作用

以铝镇静钢为研究对象,在120t钢包内分别进行了镁处理和钙处理试验,对比了钢中夹杂物的成分、形貌、尺寸和分布.结果表明:镁处理试验炉次TO的去除率超过50％,钙处理炉次仅为30％,证明镁处理净化钢液效果更为明显;镁处理可将Al2O3迅速变质为尖晶石或MgO,夹杂物分布弥散,尺寸细小且基本不随时间延长而增大;钙处理对夹杂物的变质速度稍慢,夹杂物数量先增加后降低,尺寸降低不明显.界面理论计算表明,在同一体系内,将Al2O3变质为尖晶石比变质为铝酸钙具有更低的界面自由能,即镁处理可获得比钙处理更小的夹杂物尺寸,证明了精炼过程中夹杂物成分控制的重要性.     

洁净钢精炼钙处理技术探析

结合国内外的研究成果和作者的研究实践，介绍了钙的物理化学性质、钙处理变性原理和相关热力学数据以及存在的问题，探讨了洁净钢钙处理实施的新策略，并推荐了钙处理的控制标准。由于精炼过程钢中的夹杂物发生了演变，钙处理的实际对象从最初的铝脱氧产物(Al₂O₃夹杂物)变为其演变产物(包括MgO·Al₂O₃夹杂物和CaO-Al₂O₃-MgO系夹杂物等);虽然钙处理技术可以控制钢中夹杂物的形态，改善钢液的可浇性，但易影响夹杂物的去除效率，增加大型夹杂物出现的频率，还会使钢液发生二次氧化，加剧耐火材料侵蚀，因此钙处理多数是会污染钢液的；如果没有夹杂物变性的特殊要求且不存在可浇性问题，建议不对钢液进行钙处理，如确实需要也应尽量少添加钙，且宜在精炼结束之后再进行；钢中溶解钙的精确测量仍是难题，钙相关热力学数据也有较大的偏差，而且钙收得率不稳定，因而钙处理目前很难做到精准控制，而w(T[Ca])/w(T[O])控制标准避免了溶解钙的测量，也不涉及热力学数据，可参照w(T[Ca])...     

钙处理对20CrMnTiH齿轮钢中非金属夹杂物的影响

铝脱氧齿轮钢中易生成大量的高熔点Al₂O₃类夹杂物,容易导致水口结瘤及钢材性能恶化,目前较常采用钙处理将钢中高熔点的Al₂O₃类夹杂物改性为低熔点的钙铝酸盐类夹杂物。合理的钙处理可以减轻水口结瘤并提高连铸过程钢液的可浇性,工业试验研究了喂钙前钢液中T.Ca含量、喂钙速度、喂钙量、净空高度及渣厚等参数对齿轮钢中钙收得率的影响,并在1.5 m·s?1的喂钙速度条件下研究了不同喂钙量对钙处理过程中齿轮钢中非金属夹杂物改性的影响。研究结果表明,当喂钙前钢液中T.Ca的质量分数小于10×10?6,喂钙速度为1.5 m·s?1,适当降低喂钙量和净空高度和渣厚,钢液中钙收得率均高于20%。当钢液中T.Ca的质量分数高于17×10?6时,钢中生成大量高熔点CaS型夹杂物,三元相图中夹杂物的平均质量分数远离液相区。随着齿轮钢中T.Ca含量的增加,夹杂物的平均尺寸和数密度逐渐增加。热力学计算结果与工业试验钙处理对钢中非金属夹杂物改性效果具有较好的一致性。      

实现低过热度浇铸的关键以及与之配套的技术

<正>实现低过热度浇铸的关键是:a.控制钢中夹杂物,防止低过热度浇铸过程的水口结瘤。b.准确控制连铸过程中间包钢水温度稳定。c.炼钢-连铸生产节奏的稳定控制。为控制钢中夹杂物的组成,普遍采用钙处理技术,但当钢中硫含量较高时,易形成Ca S夹杂物导致水口结瘤,并且钙处理形成的点状夹杂物对某些钢十分有害。而采用低铝洁净钢技术可实现提高洁净度和优化夹杂物     

Fe-C合金熔体中氮的溶解行为研究

介绍了钢液中氮溶解行为的传统研究方法和新的氮同位素交换技术。基于后者重新设计了实验装置,推导出了Fe-C体系中氮的溶解度计算公式。对该体系氮溶解过程中氮分压、温度、吹氮速率和碳含量的影响进行了热力学和动力学的分析。研究结果认为,氮分压的增大、温度的升高、吹氮速率的提高以及碳含量的降低都能提高氮的溶解速率,促进氮的溶解。     

吸附杆材质对水口内夹杂物去除的影响

通过热态试验,研究了镁锆、镁铬、镁钙三种材质吸附杆在铝脱氧条件下对钢液中杂质的吸附效果。结果表明,从单位面积夹杂物个数、面积比率、吸附速度三方面,镁钙质吸附杆对钢液中夹杂物的吸附能力均强于镁锆质、镁铬质吸附杆。试样中部、边部单位面积夹杂物个数与原脱氧钢锭相比降低了29.66%、39.26%,面积比率降低了56.83%、64.33%,夹杂物附速度为0.34μm/s。     

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。     

CSP生产低碳铝镇静钢的钙处理

通过对国内某钢厂CSP工艺生产的低碳铝镇静钢钙处理前后钢中夹杂物类型的变化研究,从热力学上分析了钢中Al2O3夹杂物的变性机理及夹杂物中wCaS较高的原因。同时,重点描述了钢中夹杂物不同类型的发展过程和夹杂物中CaS的存在形式。研究结果表明,钙处理后钢中镁铝尖晶石和钢中Ca、S元素会结合并相互扩散;且在现有工艺条件下,钢中wS过高使钢液钙处理后钢中原有的高熔点镁铝尖晶石夹杂物没有转变为低熔点夹杂物,同时也是钢中生成了大量CaS的主要原因;在现有工艺水平下,钢中wT[Ca]应控制在0.001 4%~0.002 8%较为合适。     

添加Y2O3的ZrO2增韧Al2O3陶瓷抗钢液腐蚀性能的研究

采用工业ZrO2和AlO3为原料,以Y2O3作为稳定剂,通过适当工艺制备出ZrO2增韧Al2O3(ZTA)陶瓷.主要研究了ZrO2和Y2O3稳定剂对ZTA陶瓷烧结性和抗钢液腐蚀性能的影响.实验结果表明:机械混合法引入的Y2O3在改善ZTA陶瓷的烧结性的同时,可以提高材料的抗钢液腐蚀性能;随ZrO2含量的增加,ZTA陶瓷的抗钢液腐蚀性能增强;材料中大量微裂纹的存在可以提高材料的韧性,但抗钢液腐蚀性能有所下降.     

硫容量模型和在五元渣系CaO SiO2 MgO Al2O3 FetO中的应用

 硫容量和硫平衡分配比是衡量炼钢过程中渣系脱硫能力的重要指标。通过光学碱度模型和KTH模型计算了五元渣系CaO SiO2 MgO Al2O3 FetO的硫容量,并与文献的实验测定值进行了比较。结果表明用KTH模型计算的硫容量比用光学碱度模型计算的硫容量更接近实验值,因此KTH模型可用来预测不同组元渣系的硫容量。还详细研究了硫容量和硫平衡分配比的影响因素,结果表明硫容量随炉渣碱度和温度的增加而增加,硫平衡分配比随着钢液中铝、碳、硅含量的增加而增加。     

12CaO·7Al2O3 炉渣与合金钢液的反应

 12CaO·7Al2O3炉渣组成为w(SiO2)=6%,w(Al2O3)=46%,w(CaO)=48%,与合金结构钢钢液进行了实验室试验。结果表明,该渣具有很高的碱度,90 min反应结束后钢中w(TO)=0000 6%~0001 3%,w(S)=0000 4%~0001 0%。同时得出为控制钢中总氧含量应将炉渣碱度控制在9左右,钢中生成的夹杂物大都是低熔点、球状、尺寸很小的钙镁铝硅酸盐类夹杂物,这类夹杂物能够避免钢材产生各向异性,并且在轧制时能够稍许变形,能够提高钢材的抗疲劳性能。     

Transformation Behavior and Mechanical Properties of Al2O3/ZrO2(2Y) Ceramic Composites

The content of zirconia has a remarkable influerce on transformation behavior and mechanical properties of Al2O3/ZrO2 (2Y) composites. When 15% and 20% ZrO2(2Y) was added to Al2O3, the bending strength and fracture of the content of ZrO2 (2Y) on transformation and mechanical properties was investigated. The changes of m-ZrO2 and t-ZrO2 phases content before and after fracture were measured by X-ray diffraction quantitative phase analysis, It is shown that improvement in bending strength and fracture toughness of the Al2O3/ ZrO2 (2Y) composites is due to the phase transformation toughening mechanism of ZrO2 (2Y) and thermal expansion mismatch.     

不同钢种炉外精炼钙处理工艺的选择

 为了优化不同钢种的LF精炼钙处理工艺,研究了高强结构钢、低碳结构钢、焊瓶钢、耐磨钢、高碳钢在LF精炼及钙处理过程中夹杂物的演变机理。结果表明,渣 钢反应时间越长,钙处理前的夹杂物变性越彻底。钙处理前焊瓶钢夹杂物以Al2O3为主,高强结构钢、低碳结构钢夹杂物以MgO Al2O3 CaO复合夹杂为主;高碳钢、耐磨钢夹杂物以低熔点的Al2O3 CaO夹杂为主。钙处理工艺会增加钢液中夹杂物数量及尺寸。控制Al2O3 SiO2 MnO复合夹杂物的关键是避免LF精炼中后期进行硅锰合金化。综合考虑各方面因素,建议焊瓶钢增加当前的钙线喂入量,高强结构钢、低碳结构钢使用轻钙处理工艺,高碳钢、耐磨钢取消钙处理工艺。     

管线钢铸坯中硫化物特征及形成机理

 对管线钢铸坯中的硫化物特征进行了分析,并对其形成机理进行了讨论。发现从中间包钢液到铸坯,管线钢中夹杂物由低熔点的CaO Al2O3向CaS Al2O3类型转变,且夹杂物尺寸越小,在冷却过程中的转变越充分。根据形貌特征,含硫化物夹杂可分为以下几类,即硫化物在氧化物表面部分析出、硫化物半包裹氧化物、硫化物完全包裹氧化物、纯硫化物和在TiN上析出的硫化物。采用FactSage软件对冷却过程管线钢中的夹杂物转变进行了计算,发现随着温度的降低,液态钙铝酸盐夹杂物逐渐经历CaO·Al2O3→CaO·2Al2O3→CaO·6Al2O3→Al2O3的转变过程,同时CaS和MnS相也在冷却过程中析出,且MnS的析出温度低于CaS,这解释了铸坯中硫化物的特征和形成。     

钢包喂CaSi线对钢中夹杂物变性的影响

在生产铝镇静钢的工艺条件下,研究了钢包喂Ｃａｓｉ线处理后钢中夹杂物的组成、形态、尺寸和分布等的变化规律。结果表明,喂线后钢中钙铝比达到０．０９以上时,钢中的Ａｌ２Ｏ３类夹杂物能获得较好的变性;夹杂物中的钙铝比随喂线后钢中钙铝比的增大呈线笥增加趋势;较高的钢中钙铝比有利于连铸坯中大颗粒夹杂物的去除,有利于钢中夹杂物球化率的提高。     

CaO-Al2O3基钢液净化剂组成的优化

运用CaO-Al2O3-SiO2三元系的熔点和等αAl2O3相图,分析了CaO-Al2O3渣系净化剂降低钢液中氧化物夹杂的能力与其组成的关系。从热力学角度看,CaO/Al2O3比值高（1.6～2.0）,则αAl2O3低（≤0.02）,有利于钢液中氧化物夹杂的降低;从动力学角度看,CaO/Al2O3低（1.1～1.26）,则熔点低（〈1400℃）,有利于钢液中氧化夹杂的排出。净化剂组成的优化结果表明,适宜的CaO/Al2O3比值为1.41～1.74,净化剂αAl2O3较低（0.02～0.04）,熔点较低（〈1450℃）。工业性试验表明,优化后的净化剂净化钢液效果显著。     

Characteristics of Deoxidation and Desulfurization during LF Refining Al-killed Steel by Highly Basic and Low Oxidizing Slag简

Steel and slag samples were taken at the start and the end of LF refining for steel plate cold common （SPCC）, in the compact strip production （CSP） process, and at the same time, the temperature and oxygen activity a[o] were measured by using an oxygen sensor. Furthermore, inclusions in steel samples were monitored by scanning electron microscopy （SEM） combined with energy dispersive spectroscopy （EDS）. It was confirmed that a [o] in liq- uid steel was in equilibrium with inclusion rather than with top slag during LF refining. Desulfurization was related to deoxidation since a[o] at slag-steel interface was clarified to be very close to that in liquid steel under the specific con- dition in LF with intense stirring by argon blowing and refined by highly basic low oxidizing slag for Al-killed steel. Sulfur partition ratio （Ls） was very sensitive to a[o]. Since a[o] increased rapidly with temperature rise, it not only offset promotion to desulfurization reaction with temperature rise but decreased Ls. For Al-killed steel, the.modifica- tion of Al2O3 for lowering the activity of Al2O3 in inclusion was believed to be favorable for both deoxidation and desulfurization during LF refining.     

Oxidation Resistance of Fe-13Cr Alloy with Micro-Laminated （ZrO2-Y2O3 ） / （Al2O3-Y2O3 ） Films

Oxidationofmetalsoralloysathightemperatures canbetreatedasaspecialcaseofmetalliccorrosion,inwhichsolidphasesinteracteitherwithaliquid agentoragaseousagent.Toimprovetheresistance againsthigh temperatureoxidationandelectrochemical corrosionofmetals,thesurfa…