精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响

 为了研究精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响,采用渣/钢平衡的试验方法研究了MgO SiO2 Al2O3 CaO系精炼渣对Fe xMn高锰钢(x=10%, 20%)中非金属夹杂物的影响。结果表明,无顶渣情况下,高锰钢中夹杂物主要为MnO类和MnO Al2O3类2类。加入精炼渣后,夹杂物类型发生了变化,主要有 MnO类、MnO SiO2类和 MnO Al2O3 MgO类3类,其中MnO SiO2类数量最多。采用ASPEX扫描电镜对夹杂物的平均成分进行分析,无顶渣时高锰钢中夹杂物的成分主要是MnO,质量分数在95%以上,并含有质量分数为4%左右的Al2O3。加入精炼渣后,夹杂物中MnO质量分数降低,SiO2质量分数显著增加,MgO质量分数增加。热力学计算结果表明,加入精炼渣后,渣/钢间反应4［Al］+3(SiO2)=2(Al2O3)+3［Si］和2［Mn］+(SiO2)=2(MnO)+［Si］的吉布斯自由能均小于零,这说明在本试验条件下,钢液中的［Al］和［Mn］会还原渣中SiO2,生成的［Si］进入钢液,进而与钢液中的［O］结合,导致夹杂物中SiO2增加。     

国内外95CrMo中空钢成品洁净度及组织性能分析

对国内外95CrMo中空钢成品进行了对比研究,结果表明：国内中空钢中S含量低,虽然脱氧元素Al、Ca含量也高,剩余wT［O］相比不低,但wAls/wAlt比值明显低于国外,废钢带入Ti和残余元素高于国外中空钢;国内中空钢中夹杂物数量较多,尺寸较大,CaS包裹的球型复合夹杂物多于国外中空钢,国外中空钢中含有Al2O3的夹杂物相对较多,但尺寸小,几乎没有钛类夹杂;国内外中空钢组织和硬度差别不大,夹杂物的数量、尺寸和类型可能是影响中空钢疲劳寿命的主要原因。     

切割丝用盘条非金属夹杂物对比分析

 借助Aspex Explorer全自动分析技术对日本神户制钢和国内某钢铁厂所产切割丝用盘条的夹杂物分析检测,详细讨论氧化物夹杂的尺寸、数量密度、成分以及形态。结果表明：神户所产盘条中夹杂物数量少、横截面尺寸均在5 μm以下,存在两类夹杂物,即富SiO2的SiO2-MnO-Al2O3-(R2O,R＝Na、K)系和低熔点的CaO-SiO2-Al2O3-MnO-(MgO)系夹杂物,两类夹杂物沿轧向均能很好变形,国内某厂所产盘条中夹杂物也分为两类：SiO2-MnO-Al2O3以及CaO-SiO2-Al2O3-MnO-(MgO),夹杂物数量多,变形差且检测到横截面尺寸5 μm以上的夹杂物。盘条化学成分分析表明,神户盘条中[w([Al]s)]为0.000 4%～0.000 6%,[w(T[O])]为0.001 2%～0.001 3%,国内盘条[w([Al]s)]为0.000 5%～0.000 6%,[w(T[O])]为0.001 5%～0.001 6%。     

国内外电渣重熔H13钢中夹杂物的对比

为了找出国产电渣重熔H13钢在夹杂物控制方面存在的不足,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和夹杂物自动分析系统(INCA Steel)对国内外不同产地的电渣重熔H13钢进行对比研究,重点分析了国内外H13钢在杂质元素和夹杂物控制水平上的差距。结果表明,在试验样品中,国产H13钢中硫和TO的质量分数均高于国外,其中硫质量分数高0.001 2%～0.002 0%,TO质量分数高0.000 6%～0.000 8%。所有试样中主要夹杂物均为Al2O3、MgO·Al2O3、CaO·Al2O3和CaO·MgO·Al2O3。国产H13钢与国外相比,尺寸大于5 μm的夹杂物数量较多,小于2 μm的夹杂物数量较少,夹杂物尺寸波动范围总体更大;国外H13钢夹杂物成分波动范围较窄,尺寸均匀,夹杂物形状接近球形的比例高。     

无取向硅钢W800生产过程中夹杂物演变规律

 针对210 t BOF- RH- CC工艺生产的无取向硅钢W800,采用氧氮分析仪、扫描电镜、图像分析、大样电解的手段,研究W800生产工艺过程中钢水洁净度的变化及钢中夹杂物数量、尺寸、类型的演变规律。研究表明：钢中w（T［O］）总体上逐渐降低,w（［N］）逐渐增加;钢中夹杂物尺寸大部分集中在0～3 μm,在冶炼过程中夹杂物的数量不断减少;RH精炼过程中钢中夹杂物为Al2O3和少量MgO- Al2O3夹杂;中间包中MgO- Al2O3夹杂数量增加,单独Al2O3夹杂减少;铸坯中的夹杂物主要为AlN、Al2O3和MnS,尺寸在10 μm以下,没有发现单独的Al2O3,铸坯中大型夹杂物主要为脱氧产物、卷入的炉渣与炉衬反应形成的Al2O3- SiO2、CaO- Al2O3- SiO2、CaO- MgO- Al2O3复合夹杂。     

SWRH82B硬线钢CaO- Al2O3- SiO2系夹杂物塑性化控制的生产实践

为了研究SWRH82B硬线钢通过控制精炼渣的组成实现夹杂物塑性化的可行性,通过对炼钢过程中各工序的精炼渣和钢液进行取样,并对精炼渣成分、钢液总氧含量以及夹杂物的形貌、尺寸、成分等进行检测分析。结果表明,采用无铝化脱氧,并将精炼渣的碱度控制在0.8~1.2,Al2O3质量分数控制在10%以下时,能使CaO- Al2O3- SiO2系夹杂物成为塑性夹杂物;钢水经过RH真空精炼后夹杂物尺寸变大,并且夹杂物的Al2O3质量分数降低,SiO2质量分数升高,通过相关检测分析了造成此现象的原因,并提出了改进措施。     

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.     

帘线钢生产过程中氧化物夹杂的演变规律

 使用ASPEX PSEM explorer研究了帘线钢中氧化物夹杂的成分及形态在炼钢与轧制过程的变化。结果表明,连铸坯夹杂物中SiO2质量分数较中间包有增加趋势,并在铸坯中发现MnO-SiO2-Al2O3和SiO2构成的复合夹杂物,轧制盘条中出现未很好变形的SiO2夹杂物。热力学分析表明：由于连铸过程钢液和夹杂物间的传质作用,导致铸坯夹杂物中SiO2质量分数增加,MnO-SiO2-Al2O3系夹杂在浇铸过程较CaO-SiO2-MnO-Al2O3系夹杂物更易析出SiO2相,形成MnO-SiO2-Al2O3为基体的复合夹杂物。CaO-SiO2-Al2O3-MnO和MnO-SiO2-Al2O3夹杂物在盘条中呈长条状,MnO-SiO2-Al2O3和SiO2析出相构成的复合夹杂在轧制过程将发生相分离,形成“眼睛状”或单颗粒状夹杂。     

钙处理对硅脱氧弹簧钢55SiCr氧化物夹杂的影响

摘要：为了将硅脱氧弹簧钢中SiO2类高熔点硬质夹杂改性成低熔点夹杂物,在炼钢生产中进行了钙处理试验。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧弹簧钢55SiCr在正常工艺与钙处理工艺处理后的铸坯、盘条中氧化物夹杂的成分、尺寸、数量、形貌进行检测,统计分析2种工艺下夹杂物尺寸、夹杂物轧制变形性的差异,并通过弹簧钢丝Nakamura旋转弯曲疲劳测试对比2种工艺下夹杂物控制水平。分析结果表明：硅脱氧弹簧钢55SiCr钙处理工艺后氧化物夹杂主要为CaO SiO2 (CaS)类,尺寸较大,且此类夹杂物在盘条轧制过程中不易变形细化,最终恶化弹簧钢疲劳性能;正常工艺处理后氧化物夹杂尺寸随着夹杂物中Ca含量升高有增大倾向,CaO SiO2 Al2O3系相图中方石英、磷石英与莫来石交界区的夹杂物轧制变形性优于假硅灰石和钙长石共熔区的夹杂物。     

超低碳汽车外板BH钢炼钢过程中夹杂物的演变

 为了研究超低碳钢炼钢过程中夹杂物的具体演变规律,利用夹杂物自动分析系统研究了硫质量分数分别为0.010%和0.015%的两炉次(S100炉次和S150炉次)超低碳汽车外板烘烤硬化钢(bake hardening steel,简称BH钢)从RH终点到铸坯过程中夹杂物形貌、成分、数量、尺寸的演变,并利用X射线荧光光谱仪和X射线衍射仪结合RH精炼渣和中间包覆盖剂熔渣的成分进行对比分析。结果表明,BH钢中夹杂物的主要类型为Al2O3、MnS、Al2O3+MnS和含硅类夹杂物(其中含硅类夹杂物主要是Al Si O夹杂,不包括纯硅、SiC、SiO2)。由于BH钢中锰和硫质量分数较高,凝固过程中MnS大量析出,使得铸坯中MnS夹杂物数量密度和夹杂物总数量密度显著增加。硫质量分数为0.010%和0.015%的两炉次钢在RH和中间包中MnS夹杂物数量密度无明显差异,由于MnS主要在凝固过程中析出,S150炉次在铸坯中的MnS明显多于S100炉次。精炼渣中w(（FeO+MnO）)较高,w(（CaO）)/w(（Al2O3）)比低,会导致RH终点Al2O3夹杂物较多。在浇注过程中,引流砂的流入会导致中间包覆盖剂熔渣中SiO2质量分数增高,造成钢液中Si Al O等夹杂物的数量密度明显增加。结晶器过程中Al2O3夹杂不断聚集长大、上浮去除,使铸坯中Al2O3和Al2O3+MnS夹杂物数量密度减少,尺寸增大。     

首钢京唐IF钢钢包镇静工艺的试验研究

为了生产高品质的IF钢,对不同钢包镇静时间钢水以及铸坯全氧和夹杂物的变化进行分析和讨论。结果显示,若保证铸坯全氧质量分数小于20×10-6,应保证钢包镇静时间为25min以上;生产实践表明,采用优化后的工艺,中间包全氧质量分数小于23×10-6的合格率达到了98%,铸坯全氧质量分数小于20×10-6的合格率达到了98%。     

铝镇静特殊钢B类非金属夹杂物原因分析与控制

对某钢厂复吹转炉→LF钢包精炼→RH真空处理→连铸的冶金流程生产的棒材的超标B类非金属夹杂物通过扫描电镜和能谱进行形貌和化学成分分析,夹杂物主要分为2类,即CaO- Al2O3- SiO2- MgO- (F)系与Al2O3系。通过夹杂物的化学成分和形貌确定超标的B类非金属夹杂物主要来源分别是连铸钢包下渣和连铸过程二次氧化等。通过提高连铸钢包长水口氩封氩气流量、优化长水口“碗口”结构和调整连铸钢包下渣系统灵敏度等方面,棒材的B类非金属夹杂物的平均合格率从93.2%提高到97%以上。     

钢帘线盘条中夹杂物形态和成分的调查

通过对国内外5个钢厂所生产的钢帘线盘条中夹杂物形态和成分的对比分析,找出了国内钢厂在夹杂物形态和成分控制上与国外钢厂的差距,尤其是在夹杂物的塑性和尺寸两个方面.同时还对盘条中T.O、N和Als含量进行了对比,结果表明国外钢厂的控制效果要明显好于国内钢厂.     

含钛焊丝钢小方坯连铸水口的结瘤机制

 利用扫描电镜对含钛焊丝钢中夹杂物性质及连铸水口结瘤物的物相组成进行了分析,并结合热力学计算研究了水口结瘤的形成机制。结果表明,LF 精炼出站钢液中存在大量Al2O3、TiO2夹杂物,并不断附着沉积在水口内壁形成氧化铝型、氧化钛型或两者结合的结瘤物,连浇炉数仅为4次。通过优化钢中［Al］-［Ti］-［O］关系,控制铝质量分数在钛-铝竞争氧化平衡线之上,即w(［Ti］)/w(［Al］)4/3>84.49 且w(［Ti］)/w(［Al］)>7.46,当钢液中w(［Al］)<0.0068%时,能够降低Al2O3夹杂比例,有效减轻水口结瘤,连浇炉数提升至6炉次。     

Ti-IF钢非金属夹杂物形核热力学和演变机理

通过热力学计算与SEM-EDS检测对酒钢BOFLFRHCSP工艺Ti-IF钢夹杂物形核的热力学进行了研究。结果表明,在Ti-IF钢中夹杂物形核主要是非均匀形核,最易形成TiN,其次为CaO,然后为Al_2O_3。温度升高有利于Al_2O_3、CaO的形成;TiN的形成受温度影响较小。Ti-IF钢中w([Als])控制为0.027%~0.055%时,w([Mg])只需大于0.000 015%,就会有镁铝尖晶石MgO·Al_2O_3(MA)析出。Ti-IF钢中夹杂物演变主要有3种途径,分别为尖晶石与硅酸钙的复合夹杂Al_2O_3→MA→MgAlCaSi、低熔点的铝酸钙夹杂Al_2O_3→CaO·6Al_2O_3(CA_6)→CaO·2Al_2O_3(CA_2)→CaO·Al_2O_3(CA)→3CaO·Al_2O_3(C_3A)/12CaO·7Al_2O_3(C_(12)A_7)以及钛的复合物或钛的化合物Al_2O_3→TiOx→Al_2O_3·TiOx和Ti→TiN/Ti(C,N)。     

MgO-Al_2O_3-SiO_2复合夹杂物对430不锈钢凝固组织的影响

通过真空感应炉试验,研究不同Mg含量处理所获得的不同MgO-Al2O3-SiO2复合夹杂物对凝固组织的影响。试验结果表明,随着钢中Mg含量的增加,铸锭等轴晶率呈现先升高后下降的趋势,而等轴晶尺寸和柱状晶宽度呈现先降低后升高趋势,存在一个最佳的Mg的质量分数范围(5~13)×10-6,铸锭的等轴晶率在70%以上。夹杂物观测并结合热力学计算发现,随着钢中Mg含量的增加,MgO-Al2O3-SiO2复合夹杂物外层逐步析出MgO·Al2O3相;然而,Mg的质量分数高于13×10-6时,夹杂物外层开始析出2MgO·SiO2相。晶面错配度计算表明,MgO·Al2O3与δ-Fe的错配度为1.2%,2MgO·SiO2与δ-Fe的错配度为13%。可以判断,MgO·Al2O3相可促进等轴晶形成,抑制晶粒长大,2MgO·SiO2相则起不到促进形核作用。从而解释了铸锭等轴晶率、晶粒尺寸随Mg含量的变化规律。