合成渣处理对弹簧钢脱氧及夹杂物控制的影响

在实验室条件下研究了酸性和碱性合成渣处理弹簧钢时钢中酸溶铝、钙和氧含量的变化规律 ,并通过工业生产试验比较了两种不同精炼工艺条件下 (Ⅰ :高碱度渣精炼 +喂铝丝 ;Ⅱ :酸性渣精炼 +VD)钢中酸溶铝和氧含量随工艺过程的变化。分析结果表明 :工艺Ⅱ生产的弹簧钢的夹杂物尺寸分布明显优于工艺Ⅰ。

车轮轮箍钢失效与夹杂物控制

钢中夹杂物是导致车轮轮箍疲劳失效的主要原因 ,尤其是Al2 O3 链状夹杂物的影响最大。在常规生产条件下 ,采用减铝和复合脱氧可有效减少钢中Al2 O3 夹杂 ;采用喷Si-Ca粉、喂Si-Ca线工艺对钢中Al2 O3 夹杂进行变性处理 ,以及在真空精炼工艺条件下 ,采用降低铝量和精炼后期用Ca、Ba系复合合金处理工艺 ,可显著降低车轮轮箍钢中Al2 O3 夹杂级别和数量 ,提高车轮轮箍钢的使用性能。

低铝硅铁与炼钢夹杂物控制

以高碳帘线钢和弹簧钢ＳＵＰ７为例，分析了钢液残铝含量对脱氧产物组成的影响和硅铁的铝含量对脱氧合金化后钢液残铝含量的影响，指出进一步降低硅铁铝含量的必要性。

X80管线钢夹杂物控制工艺的研究

X80微合金化管线钢冶炼的工艺流程为300 t顶底复吹转炉-钢包吹氩微合金化-LF-RH。通过转炉气动挡渣法控制出钢下渣量≤4 kg/t;钢包顶底吹氩搅拌6 min铝粒脱氧;控制LF顶渣CaO/Al_2O_3=1.7～1.9,碱度(CaO/SiO_2)=4.5～6,(FeO+MnO)≤1.0%;RH喂FeCa线0.8 kg/t,使T[O]达到13×10^(-6),夹杂物尺寸≤10μm,≤5μm夹杂物占98.93%,钢中Al_2O_3尖晶石夹杂物转变为CaO-MgO-Al_2O_3系三元夹杂。分析了冶炼过程夹杂物数量、尺寸形态和组成,得出管线钢夹杂物变性的规律。

LF精炼过程非金属夹杂物控制研究

钢中常见的非金属夹杂物以硫化物、氧化物等为主,主要在LF精炼工序处理去除。为了达到生产洁净钢的目的,针对硫化物、氧化物产生的原因和控制方法进行分析研究,并采取相应措施。转炉吹炼终点温度控制在1620~1635℃、终点C质量分数控制在0.08%~0.12%范围内。优化LF精炼各阶段的氩气流量,大大降低了精炼过程吸气程度,保证了夹杂物的去除;将LF炉静吹时间控制在10min即可满足净化钢液的目的;利用钙处理对夹杂物进行球化改性处理,通过保证软吹时间和氩气气量促进了夹杂物的上浮。

SiCaBa合金对55SiCr弹簧钢的脱氧脱硫及夹杂物控制研究

针对服役条件要求苛刻的55SiCr气门弹簧钢,采用高温管式炉试验研究了低氧条件下向钢中加入SiCaBa合金的脱氧、脱硫及夹杂物控制规律。结果表明,SiCaBa合金有进一步深脱氧、深脱硫的效果,并可细化夹杂物尺寸;在钢中加入0.48 kg/t钢的SiCaBa合金(49.8%Si-25.6%Ca-11.1%Ba)和Fe2O3含量低于1%的精炼渣能使T[O]和[S]分别降至11×10^-6和8×10^-6。

电池壳钢非金属夹杂物控制实践

砂眼缺陷是电池壳用钢常见且难解决的问题。分析了电池壳钢砂眼缺陷产生的原因,并提出了改进措施。唐山不锈钢公司通过改进生产工艺、提高各工序关键点的夹杂物控制水平,提高了电池壳钢的质量稳定性,满足了下游用户的使用要求。

“超纯净不锈钢脱氧及夹杂物控制关键技术开发与应用”等项目荣获2017年中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术奖

2017年8月3日，2017年中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术奖获奖项目公布，有78个项目获奖。其中，太原钢铁（集团）有限公司、北京科技大学、山西太钢不锈钢股份有限公司的“超纯净不锈钢脱氧及夹杂物控制关键技术开发与应用”项目荣获一等奖；太原钢铁（集团）有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司的“基于扫描电镜微观组织表征新技术的开发与应用”项目荣获二等奖；天津钢管集团股份有限公司的“钛合金油井管产品开发”、

矩形连铸坯夹杂物控制技术的研究与应用

莱钢炼钢厂通过研究应用液态低熔点夹杂物控制技术、矩形坯连铸机无氧化浇注技术、稳态无氧化自动开浇流程技术、浇注系统洁净度集成控制技术、弥散型气泡幕墙技术,使钢水洁净度得到大幅提高,钢种氧含量明显降低,铸坯表面质量得到改善,有效解决了夹杂物含量高和铸坯表面缺陷造成的轧材缺陷问题。

高附加值钢夹杂物控制技术的研究与应用

为了提高钢水洁净度、降低钢中全氧含量、改善铸坯表面质量,针对高附加值钢生产中低熔点夹杂物控制、矩形坯连铸机无氧化浇注、稳态无氧化浇铸系统洁净度集成控制以及弥散型气泡幕墙等技术展开研究并投入实际生产应用,有效地解决了夹杂物含量高和铸坯表面缺陷造成的轧材质量问题。

轴承钢LF精炼过程夹杂物控制研究

针对轴承钢LF精炼过程全流程取样,采用Aspex对LF精炼过程进行夹杂物变化研究,采用氧氮分析仪对合金化和供电 过程进行氧、氮含量分析,以分析整个精炼过程氧、氮含量变化。Aspex结果表示,精炼前期,钢液由于前期Al脱氧,生成大量的Al2O3夹杂物,随着精炼的进行,夹杂物中MgO·Al2O3逐渐增多,LF精炼后期,夹杂物逐渐转变为CaO·MgO·Al2O3,成分与精炼渣成分逐渐平衡。氧氮结果分析,氧含量在LF精炼过程逐渐减少,氮含量在LF精炼过程逐渐增加。

X70管线钢的夹杂物控制

随着管线工程向大管径、高压富气输送、高冷和耐腐蚀性的方向发展，现代管线钢应当具有高强度、高韧性以及抗氢致裂纹（HIC）等性能。而非金属夹杂物是恶化这些性能的一个重要因素。因此，在炼钢和连铸过程中，减少钢水中的夹杂物以及对夹杂物的形态和成分进行控制是提高钢材质量的一个有效手段。要减少钢水中的夹杂物，一方面要减少钢水中夹杂物的来源，另一方面是去除钢水中已有的夹杂物。

夹杂物控制与去除技术在鞍钢的应用发展

夹杂物对于钢材性能和表面质量有着重要影响,为丰富和推进夹杂物控制与去除技术的发展实践,进行了多种尝试和研究。向钢液中喷吹超细CaO粉剂、加入超细粉剂复合球用于夹杂物影响研究,中间包钢液喷入超细CaO粉剂和RH加入复合球的工业应用研究,钢液喷吹超细CaO粉剂、加入复合球试验室研究表明,在钢液中形成呈圆状的复合夹杂物,大部分聚集上浮排出钢液,起到了夹杂物去除、净化钢液的作用;EH36钢中间包喷入超细CaO粉剂后,铸坯中夹杂物以2μm左右的圆形夹杂物为主,夹杂物的数密度和面积分数明显少于未喷粉罐;汽车板钢RH精炼加入复合球后,钢水中T.[O]值显著降低,中间包和铸坯T.[O]质量分数最低可达0.0013%和0.0005%。

基于夹杂物控制工艺的Q235B热轧板失效机理及优化研究

本文采用宏观观察、金相分析、扫描电镜分析等方法,对Q235B热轧板加工零件的失效机理进行系统分析。实验结果表明,材料中存在较多夹杂物,是造成零件开裂缺陷的主要原因,材料内部不存在偏析的组织缺陷问题。获得了控制工艺参数对夹杂物产生和分布的影响规律并进行了工艺优化,包括降低转炉炼钢终点氧含量、改进脱氧顺序、改进顶渣改质工艺、改进吹氩工艺、延长静置时间、减少吹氧升温比率、连铸保护浇铸和中间包加覆盖剂等。实际生产数据表明,改进后的产品质量显著提升,夹杂缺陷返修率降为零;通过对改进后铸坯取样分析,炼钢铸坯夹杂物控制水平有显著提高。

高速重轨钢的脱氧与夹杂物控制

以U75V高速重轨为例,对冶炼过程的全氧含量和夹杂物的形貌、尺寸及成分进行了系统分析,对重轨钢精炼过程的脱氧与夹杂物控制进行了探讨。结果表明,炉渣碱度高有利于Si的脱氧,LF精炼后可将钢中全氧质量分数降至15×10-6以下,但高碱度会导致钢中脆性夹杂物增多;高真空虽然对碳脱氧有利,但易引起钢中铝含量升高,不利于夹杂物的形态控制。RH与LF相比,排除小颗粒夹杂的能力更强,RH精炼后,钢中的夹杂物已经非常细小,保护浇注的力度和中间包去夹杂能力是最终决定钢中是否存在大型夹杂物的关键。高速重轨钢的冶炼可以在LF精炼过程中采用较高的炉渣碱度,而在RH精炼过程中,应适当降低炉渣碱度和减少精炼时间。

帘线钢CaO-SiO_2-Al_2O_3-MnO系夹杂物的成分控制

利用热力学计算软件FactSage计算出CaO-SiO2-Al2O3-MnO四元系各成分的活度数据,并通过热力学计算分析了帘线钢获得良好变形能力的CaO-SiO2-Al2O3-MnO四元系夹杂物生成所需的条件,验证了本文所介绍方法的可行性.指出为得到塑性区的CaO-SiO2-Al2O3-MnO系夹杂物,要控制CaO-SiO2-Al2O3-MnO四元系夹杂物中Al2O3为20%,LF精炼炉中钢液的酸溶铝[Al]含量应小于3×10-6,溶解氧含量应在2.0×10-5～6.0×10-5之间.

特殊钢精炼中的脱氧及夹杂物控制

特殊钢是针对客户提出的质量要求,钢厂不断改进工艺,逐步提高成分、尺寸精确度和洁净度的各类钢的总称。钢中总氧量[TO]是衡量钢洁净度的重要标识,对于不同的钢种,其控制要求也不尽相同。在脱氧精炼过程中,存在着脱氧元素-钢中溶解氧、钢-渣、钢液-夹杂物、钢液-耐火材料、渣-耐火材料的反应与平衡,对钢中夹杂物的数量、组成和形态具有重要影响。通过热力学计算,比较了不同脱氧剂的脱氧能力,并介绍了典型特殊钢种(轴承钢、弹簧钢、帘线钢、电工钢、易切削钢等)精炼过程中的脱氧及夹杂物控制,分析和讨论了不同脱氧元素与钢液、熔渣以及耐火材料之间的相互作用机制。

ER70S-6焊丝钢LF脱氧与夹杂物控制

通过热力学计算和工厂试验研究了ER70S-6钢LF精炼过程中钢水脱氧和夹杂物的控制。用扫描电镜和能谱仪(SEM/EDS)分析了钢水中夹杂物的形貌、成分和尺寸。计算结果表明:Si-Mn合金脱氧后,钢水中的溶解氧质量分数在40×10-6以上;通过控制钢包渣的成分可将钢水中的溶解氧质量分数降到10×10-6以下。试验结果表明:在精炼过程中钢水中大于20μm的夹杂物比例从22.3%降到6.1%;精炼结束后钢水中的夹杂物主要为球形的CaO-Al2O3-SiO2-MnO-Ti2O3夹杂物,89.8%的夹杂物熔点都小于1 600℃。生产数据显示:成品中w(T.O)平均为24.5×10-6,满足下游客户的要求。

Mg-Al-Ti系氧化物冶金工艺夹杂物控制的热力学分析

开展低铝含量海工钢氧化物冶金研究,扩大海工钢成分调整范围,促进诱导针状铁素体形核的有效夹杂物生成,对改善大线能量焊接热影响区韧性具有重要应用潜力。以EH420钢为研究对象,利用FactSage热力学软件,进行钢液-夹杂物平衡热力学计算,系统分析了Mg-Al-Ti脱氧体系与氧含量耦合变化对钢中夹杂物析出类型、析出条件、析出量的影响,并设计试验进行验证,为实际大线能量焊接用EH420海工钢的目标夹杂物控制提供理论指导。结果表明,控制钢中Mg、Al、Ti含量分别在0.0020%水平、0.0080%~0.010%、0.010%~0.020%时,当T.O.含量在0.0030%水平,析出Mg-Al-Ti-O复合夹杂物+MgO夹杂物;当T.O.含量在0.0060%水平时,单独析出Mg-Al-Ti-O复合夹杂物。