管线钢连铸坯洁净度研究

针对武钢三炼钢厂“BOF→ Ar→ RH→ L F→ CC”的管线钢生产工艺 ,采取示踪剂示踪、系统取样、综合分析的方法 ,对 RH处理前后、L F处理前后、中间包和铸坯中 T[O]、显微夹杂及宏观夹杂物的变化进行了系统研究。研究表明 ,铸坯中 T[O]平均值为 0 .0 0 14 7%和 0 .0 0 182 % ,显微夹杂物为 2 .78个 / m m2 ,大型夹杂物数量为 1.13mg/ (10 kg) ,各项洁净度指标均达到了很高水平 ,同时夹杂物已基本变性为钙铝酸盐及钙铝酸盐与硫化钙组成的复合夹杂     

X80管线钢洁净度研究

对X80管线钢中非金属夹杂物进行金相观察、大样电解和扫描电镜分析。结果表明:从LF进站到铸坯过程中显微夹杂物呈显著的下降趋势,降幅达77.77%,在LF和RH精炼过程中,夹杂物数量降低最为明显;铸坯中夹杂物主要类型为CaO-CaS-Al2O3复合夹杂,其xCaO/xAl2O3小于12 CaO·7Al2O3的xCaO/xAl2O3=1.71,夹杂物变性效果较差。X80管线钢从转炉终点到铸坯过程中,平均T.O呈下降趋势,LF进站到钙处理后,平均w(T.O)减少了2.06×10-6,RH精炼过程平均w(T.O)降低了2.27×10-6,需提高LF精炼操作水平和RH精炼操作稳定性。RH出站到铸坯是一个增氮的过程,增氮质量分数为2.27×10-6,保护浇铸水平较高;铸坯中大型夹杂物数量为1.46 mg/10 kg,夹杂物主要为球状的钙铝酸盐夹杂物、硅铝酸盐夹杂物以及与镁铝尖晶石形成的复合夹杂物。     

X80高级别管线钢的洁净度

针对莱芜钢铁集团120 t顶底复吹转炉(脱磷)→120 t顶底复吹转炉(脱碳)→LF→RH→CC试生产X80管线钢的生产工艺,采取示踪剂示踪、系统取样、综合分析的方法,对LF精炼前后、RH精炼前后,中间包和铸坯中总氧、氮、显微夹杂物和铸坯中大型夹杂物的变化进行了系统的研究。研究结果表明,铸坯中总氧含量平均为8×10-6,氮含量平均为58×10-6(质量分数,下同),96%的显微夹杂物的尺寸小于2μm,平均为2.50个/mm2,大型夹杂物平均为2.23 mg/10 kg。铸坯中氮含量较高,精炼过程夹杂物变性效果较差。     

提高钢水洁净度降低圆坯中夹杂物

叙述了炼钢厂连铸圆坯中夹杂物的主要类型及产生的原囚和危害性。提出了通过电炉合合理配料，保证出钢温度：精炼保证足够的镇静时间，确保合适的上连铸温度和连铸执行保护浇注及完善生产过程控制提高钢水洁净度的措施。     

水口快换铸坯洁净度分析与应用

水口快换铸坯为典型的非稳态铸坯,其铸坯洁净度与正常铸坯相比较差。通过氮氧含量分析、大样电解分析、扫描电解和能谱分析等手段,研究了换水口前后铸坯洁净度的变化规律。研究结果表明,换水口前后两米内氮氧含量明显偏高,之后趋于正常水平。夹杂物数量的变化规律与氮氧含量的相同。夹杂物种类主要为水口耐材剥落、保护渣卷渣以及二次氧化导致的夹杂。基于此,换水口铸坯要求切割尺寸在换水口位置前后3 m,3 m外铸坯正常使用。     

IF钢连铸头坯洁净度研究

应用氧氮成分分析、大样电解分析、扫描电镜分析、能谱分析等分析手段,研究了转炉—RH—连铸生产IF钢头坯洁净度的变化规律,并与正常坯洁净度水平进行对比分析。结果表明:沿拉坯方向头坯T[O]和[N]含量呈明显下降趋势。头坯大型夹杂物含量都明显高于正常坯,并沿拉坯方向总体呈减少趋势,4.4 m后大型夹杂物含量接近正常坯水平。铸坯中的大型夹杂物在厚度方向分布不均匀,内弧含量要明显高于外弧含量。头坯中大型夹杂物主要是尺寸为140~300μm和大于300μm两类,分别占总夹杂物质量分数的22.6%和56.8%,此类夹杂物主要来源于结晶器卷渣、中间包卷渣、二次氧化产物以及钢包引流砂。     

超低碳IF钢头坯洁净度的研究

对比分析超低碳IF钢浇次头坯、过渡坯和尾坯的洁净度发现,非稳态头坯洁净度远差于其它铸坯,换钢包交接坯和尾坯洁净度满足质量要求。提出了改善头坯洁净度的措施,即浇铸前中间包吹氩以减少浇铸初期钢水的二次氧化、优化中间包堰坝结构以增加中间包堰坝吸附夹杂物的能力。采取措施后,浇次头坯洁净度得到了提高,钢种夹杂废品率降低。     

提高管线钢洁净度的工艺技术研究

利用金相显微镜、扫描电镜等对管线钢夹杂物的成分、形态及成因进行了分析,对管线钢不同生产工艺路线对钢质洁净度的影响进行了研究。结果表明,采用转炉-RH-LF-钙处理-连铸工艺,将钙处理后的钢水弱吹氩时间从3~5 min提升至8~10 min,D类夹杂由1.0级提高至0.5级,Ds类夹杂由1.0级提高至0级和0.5级;采用转炉-LF-RH-钙处理-连铸工艺,可以实现A、B、C类夹杂0级、D类夹杂1.0级、Ds类夹杂多数0级、少量0.5级的效果。     

冶炼工艺对管线钢洁净度的影响

研究了LD-LF-CC和LD-ANS-OB-CC两条工艺路线对管线钢洁净度的影响.通过合理的工业试验和金相、化学等分析手段,对冶炼过程钢水中氧、氮含量和夹杂物进行了定量分析.结果表明:钢水经过LF炉和ANS-OB两种精炼工艺处理后钢水洁净度是一致的,采用LD-AND-OB-CC工艺生产某些钢种可降低成本.提出了精炼过程中吹氩工艺是去除夹杂物的主要因素.精炼处理时间40 min,钢中氧、氮和夹杂物基本达到最好水平,继续延长精炼时间钢水中夹杂物没有变化.     

管线钢抗氢致开裂(HIC)性能试验方法的研究

根据国标GB/T 8650 - 2006《管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法》,对管线钢抗氢致开裂(HIC)性能试验方法进行了研究,试验中通过采用一系列措施,保证了试验人员安全的同时顺利完成试验,取得了满意效果.     

X70管线钢头坯质量的研究

针对某钢厂生产的X70管线钢,采用综合分析的方法,对头坯中的T.O、N、显微夹杂物、大型夹杂物以及皮下气泡进行了研究.研究结果表明:头坯中w(T.O)、w(N)稳定但较高,显微夹杂物数量平均为2.28个/mm2,大型夹杂物平均约含 2.0mg/10kg,50%的显微夹杂物尺寸小于3μm.但钢中含有较多Al2O3与MnS...     

IF钢连铸坯表层夹杂物

针对国内某厂以BOF-RH-CC流程生产的IF钢连铸坯,采用氧氮化学分析、光学显微镜分析、扫描电镜分析、能谱分析和金属原位统计分布分析等多种分析方法,综合分析了夹杂物的尺寸、数量、分布以及成分等.结果表明,非稳态浇铸下铸坯二次氧化严重,大型夹杂物增多;铸坯宽度1/4位置表层夹杂物数量高于边部和中部;随着距内弧表面距离的增加,Al系夹杂物平均粒度越来越小,大于10μm的夹杂物比例也越来越小;铸坯表层夹杂物含量和粒度明显高于铸坯内部,其中距内弧6 mm处夹杂物总数最多.     

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。     

不同浇铸阶段IF钢连铸板坯洁净度

对采用转炉-RH精炼-连铸工艺生产的IF钢连铸板坯在不同浇铸阶段(开浇、正常、两炉交接及浇铸末期)的铸坯洁净度进行了较为细致地研究和对比分析.由于浇铸初期存在二次氧化及较大程度地增碳,开浇坯[C],[O]_T,[N]含量远高于其他时间段的铸坯,并存在较大尺寸的簇群状Al₂O₃夹杂.正常坯夹杂主要为尺寸较小(≤ 30μm)的块状及少量簇群状Al₂O₃夹杂(≤ 40μm),交接坯及尾坯仍以较小尺寸的块状Al₂O₃夹杂为主,但存在极少量大于100μm的复合夹杂.     

铁素体晶界结构对管线钢HIC敏感性的影响

铁素体作为酸性环境用管线钢的主要组织类型之一,探究其晶界结构与管线钢氢致开裂(HIC)敏感性之间关系,可为进一步优化管线钢的抗HIC性能提供指导。对热轧态管线钢进行不同工艺热处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)观察了试样的晶界、位错结构及氢鼓泡、氢致裂纹形貌,用电化学充氢及动态充氢方法对试样的HIC敏感性及氢致塑性损失进行了测试,用电化学氢渗透及氢微印实验对试样的氢捕获效率及氢原子分布进行了观察与分析,探索了铁素体晶界结构与HIC敏感性之间内在关联。其结果表明:当材料中以小角度晶界占主导或大小角度晶界比例约为1∶1时,对氢原子的捕获效率较高,HIC敏感性也相对较大;大小角度晶界均能捕获氢原子,但与氢的作用机制不同,大角度晶界主要促进氢致裂纹萌生,而小角度晶界主要促进氢致裂纹扩展。     

X80管线钢生产过程纯净度控制

介绍了采用铁水脱硫预处理、复吹转炉、LF精炼、RH精炼、板坯连铸工艺开发X80管线钢的过程。采用该工艺生产的X80管线钢钢水成品[C]≤0.05%[,P]≤0.012%[,S]≤0.0022%[,N]≤0.005%,T[O]≤30×10-6,[H]≤2.5×10-6,钢中的A、B类夹杂物控制在1.5级以下,C、D类夹杂物能控制在0.5级以下,管线钢洁净度完全满足用户要求。     

不同浇铸阶段低碳钢连铸板坯洁净度研究

通过运用氧氮分析仪、金相分析、大样电解分析、扫描电镜及能谱分析等分析手段,研究了LD-氩站-CC 生产的低碳钢1个浇次不同浇铸阶段铸坯（头坯、正常坯和尾坯）的洁净度。通过对不同浇铸阶段铸坯的 w T［O］ 和 w ［N］ 对比分析可知,开浇时钢水的二次氧化比较严重,浇铸末期钢水的二次氧化较轻;正常坯的显微夹杂物数量为 7.96个/mm 2 ,头坯和尾坯的显微夹杂物数量相对正常坯分别升高了约98%和33%,显微夹杂物主要为:Al 2 O 3 、 Al 2 O 3 -（Mn,Fe）S。正常坯中大型夹杂物数量最少,为1.91 mg/（10 kg）;头坯中大型夹杂物数量最高,为8.24 mg/ （10kg）,尾坯中大型夹杂物数量为2.72 mg/（10 kg）,头、尾坯中大型夹杂物多伴有Na、K,说明开浇和浇铸末期结 晶器卷渣严重;尾坯中含有较多的MgO-Al 2 O 3 和Al 2 O 3 -CaO-SiO 2 -MgO夹杂物,表明浇铸末期发生了中间包漩涡 卷渣。     

轻压下管线钢连铸板坯的原位统计分布分析

针对轻压下两种不同加压分配位置,采用原位统计分布分析方法对两炉管线钢板坯的偏析和致密度进行了对比分析。方法定量检测出了管线钢板坯的偏析和疏松部位及变化情况,从板坯不同部位碳元素分布和致密度的二维等高图中,可以直观地呈现出板坯的缺陷和疏松情况。实验结果表明,连铸过程中,在钢水成分、中包温度、过热度、拉速、压下量均相同,压下分配位置不同的条件下,试验样品中碳元素的偏析和致密度有所不同,不同的压下位置能够改善板坯偏析和致密度,进而提高板坯的质量。     

AOD －LF －VD －CC 工艺生产轴承钢洁净度的研究

利用夹杂物示踪、系统取样、扫描电镜,针对某厂AOD－LF－VD－CC工艺生产轴承钢的洁净度进行了系统研究,分析了工序中氧、氮含量、夹杂物的数量变化。结果表明：脱氧效果基本上达到要求,LF、浇铸过程中发生不同程度地增氮, VD破空后,钢水中的夹杂物数量和粒径均增加。应适当提高氩气搅拌功率,强化软吹效果;连铸过程中要保证全程保护浇注,避免钢液与大气直接接触吸气。