25CrMnMo钢表面缺陷成因分析及控制

通过宏观形貌观察、微观组织(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,分析了25CrMnMo钢管生产过程中表面缺陷产生的原因,并进行了系统优化。通过对25CrMnMo钢的理化性能分析,发现钢管表面宏观缺陷存在结晶器保护渣剥落现象,而微观分析发现钢管皮下含有许多大尺寸FeO-Na2O-Al2O3-CaO不规则夹杂物。同时,将钢管表面缺陷处夹杂物成分与长水口、浸入式水口以及炉渣成分、结晶器内保护渣进行对比分析,发现钢内夹杂物中Na、Al为结晶器保护渣的代表元素,推断原工艺条件下,卷入且来不及上浮的结晶器保护渣在凝固前沿时被凝固坯壳捕获,并形成表面及皮下夹杂缺陷是25CrMnMo钢管出现缺陷的主要原因。通过将浸入式水口的插入深度由80~130 mm改为90~130 mm,电磁搅拌电流由300 A降为200 A,频率3.0 Hz不变等降低卷渣指数的措施,有效改善了25CrMnMo钢结晶器卷渣问题,提高了铸坯质量。

石油套管用37Mn5钢全流程洁净度分析及工艺改进

为探究某钢厂当前冶炼37Mn5钢过程中所存在的问题,对生产中连续两个炉次进行全流程取样分析,包括金相样、氧氮棒以及精炼渣样,经优化改进,最终得到的结论如下:(1)在LF精炼阶段以及VD钙处理阶段有不同程度的二次氧化现象产生,尤其喂钙线阶段反应较为剧烈,容易引起钢液二次氧化,导致Ds类夹杂物增加,通过优化精炼脱氧操作,钙线喂入量由1.4~1.7 m/t降低至0.95 m/t,各类夹杂物均≤1.5级,合格率100%;(2)精炼渣的成分分析得出,三元相图中渣成分点都在液相区以外,导致精炼渣熔化性能不好,流动性较差,通过提高渣中SiO_(2)至9%~12%,Al_(2)O_(3)至25%~30%,将二元碱度控制在5~8,可提高渣的熔化性、流动性,渣的覆盖能力加强,有效防止二次氧化;(3)中间包浇注阶段相比于VD阶段,氧氮含量基本稳定,但夹杂物数量有一定的提升,夹杂物增长速率远超夹杂物内生速率,因此,其来源为卷渣,应保持中间包平稳浇注,同时避免钢包下渣现象发生。

铝脱氧25Mn钢圆坯中夹杂物的分布规律

针对铝脱氧25Mn钢圆铸坯中夹杂物的分布特征,通过配备夹杂物自动分析仪的扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)检测了圆坯不同径向位置处夹杂物的二维形貌、成分及数量密度。对钢中夹杂物进行非水电解提取及三维形貌、成分的观察,并结合FactSage 8.0软件进行了计算分析。结果表明,在钢液的凝固冷却过程中,随着温度的降低,夹杂物中Al_(2)O_(3)含量逐渐增加,CaS含量先增加后减少,CaO及SiO_(2)含量逐渐减少。随着钢中氧含量的增加,单相钢液的稳定区域逐渐缩小,液相氧化物稳定区域增加。钢中夹杂物主要可分为含SiO_(2)的S类、含Al_(2)O_(3)的A类、含MgO的M类及以CaO或CaS为基础的C类。随着靠近圆铸坯中心位置,夹杂物的总数量密度呈现小幅增加态势,S类、A类及M类夹杂物数量密度小幅增加,C类夹杂物数量密度小幅减少。在靠近圆铸坯表面附近,大部分CaO-Al_(2)O_(3)-MgO类夹杂物处于液相区附近,随着逐渐靠近圆铸坯中心处,CaO-Al_(2)O_(3)-MgO类夹杂物组成逐渐远离液相区域,其平均成分由液相区域逐渐转移至固相区域,夹杂物中MgO含量增加。非水电解提取到的夹杂物与夹杂物自动分析所观察到的夹杂物种类基本一致。

P91钢连铸圆坯热轧钢管表面开裂的原因分析

采用电弧炉(EBT)→炉外精炼(LF+VD)→弧形连铸的工艺生产P91钢圆管坯,为周期连轧管机组提供坯料。使用Φ500 mm连铸圆坯轧制Φ559 mm×35 mm高压锅炉用钢管时,钢管外表面出现裂纹,大部分钢管经局部修磨后探伤合格,但仍有部分钢管因修磨超过壁厚负公差而报废。对本批次钢管、连铸坯取样,进行了金相、酸浸、扫描电镜及能谱等测试,以分析并确认缺陷产生的原因。结果表明,钢管表面裂纹是因连铸坯出现了表面裂纹所致,结晶器内冷却不均,造成连铸坯表面凹陷处存在细小裂纹,形成的δ铁素体增大了钢管加工变形时产生裂纹的倾向。

含硫钢生产工艺研究与实践

某炼钢厂采用EAF+LF+VD+CCM流程生产20MnV6S、E355S等含硫含铝易切削钢。由于成品硫元素控制极不稳定、钢水可浇注性差,生产过程极易造成水口结瘤而中断连浇,连浇炉数≤3炉。针对这一问题,通过喂入硫铁线的方式增硫,硫收得率稳定在87%左右,通过提高电炉终点碳控制、改进电炉出钢脱氧方式、优化钙处理量、合理控制中间包过热度等工艺措施,大大改善了连铸钢水的可浇注性,连浇炉数由1~3炉提高至8~10炉。

电磁搅拌对中碳锰钢圆坯成分偏析的影响

研究调整结晶器电磁搅拌电流、搅拌方式对Φ250mm规格37Mn/1、Φ280mm规格37Mn/2连铸圆坯成分偏析的影响,采用直读光谱仪对不同炉次铸坯不同位置的化学成分进行对比分析。结果表明使用380A、8S→3S→8S交替搅拌方式,铸坯的碳含量成分偏析程度较轻。

电弧炉炼钢炉渣成分实时预报模型

为了实现冶炼过程中对炉渣成分的实时预测,给电弧炉炼钢过程中加料等工艺操作提供帮助,对影响炉内炉渣成分的因素(炉内反应、加料与流渣)进行了研究,构建了电弧炉炼钢炉渣成分实时预报模型.结果显示,该模型能够实时预测炉内炉渣质量和成分变化,预报炉内铁元素氧化状况,可为冶炼过程中添加辅料与流渣等工艺操作提供指导作用.通过与现场炉渣取样检测结果进行对比,得到炉渣中CaO、SiO2和FeO实测成分与模型预测成分的平均相对误差分别为12.66%、11.17%和19.16%.

基于单纯形法优化合金加料方案的研究

为了获得最低成本的合金加料方案,基于单纯形法,建立了合金加料优化模型。通过炼钢在线运行,合金优化模型得到的合金加料组合比实际加料组合具有很大的成本优势,吨钢水加料平均成本降低了9.63%～35.97%,平均降低了23.74%,说明合金料加料成本有很大的降低空间。

电弧炉炼钢厂钢水成分与温度预报模型的研究

基于实际生产数据分析研究影响钢水成分与温度的因素,通过利用BP神经网络的理论,建立了钢水成分与温度预报模型,实现了提前对钢水成分与温度的预报。钢水成分预报值与实测值基本吻合,钢水温度预报的命中率在84.0%以上,模型具有较高的预报精度。

抗HIC及SSCC管线钢中氢含量的分析与控制

为提高管线钢在高硫化氢(H2S)环境下的抗HIC及SSCC的能力,避免腐蚀性气体造成的裂纹,对钢中(H)进行了分析。通过采取减少电炉出钢及精炼过程渣料的加入量;合理控制电炉电极喷淋水的开启;优化VD过程Ar气流量控制等措施,使冶炼抗HIC及SSCC管线钢的精炼终点(H)达到1.5×10-6以下。

衡钢VD炉工艺对钢液气体及非金属夹杂物的影响

介绍了衡钢炼钢分厂大管坯生产线100t VD设备及工艺。通过对比分析进VD条件、VD过程操作、真空处理时间对VD真空精炼炉钢液脱气和夹杂去除效果的影响,得出了VD真空精炼炉的最佳吹氩流量和真空处理时间,现场数据表明,衡钢100 t钢包VD炉工艺改进后真空处理具有较好的脱气和去夹杂效果。

石油套管钢管壁内缺陷的形成机理

针对某石油套管钢管壁内缺陷,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)分析,并结合FactSage8.0软件计算进行研究,结果表明缺陷纵向面主要由浅条纹及深条纹组成,浅条纹处存在大量MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物,深条纹处有大量的Al_(2)O_(3)、MgO·Al_(2)O_(3)、CaO·Al_(2)O_(3)·SiO_(2)等夹杂物聚集在一起.缺陷横截面上的夹杂物主要为Ca O·Al_(2)O_(3)·SiO_(2)、CaO·Al_(2)O_(3)·MgO和CaO·Al_(2)O_(3)·MgO·SiO_(2)3类.推测钢管壁内缺陷形成机理主要为:(1)大包钢水在浇注末期钢水卷带钢包渣进入中间包钢水中,该渣滴随后吸附钢中高Al_(2)O_(3)含量的微细x Al_(2)O_(3)·y CaO或Al_(2)O_(3)夹杂物,导致渣滴中的Al_(2)O_(3)含量升高;(2)大包钢水在真空脱气(VD)精炼过程大Ar气搅拌下卷入了钢包渣,该渣滴随后吸附钢中的微细Al_(2)O_(3)夹杂物,导致渣滴中的Al_(2)O_(3)含量升高;以上两种形式形成的渣滴在凝固冷却过程中,转变为CaO·Al_(2)O_(3)·SiO_(2),CaO·Al_(2)O_(3)·MgO,CaO·Al_(2)O_(3)·SiO_(2)·MgO_(3)种类型的夹杂物.圆管坯在穿孔变形过程中,在纵向拉应力和横向切应力作用下,使卷入的大型渣滴沿纵向及横截面延伸扩展,最终形成钢管壁内的缺陷.

基于全铁水冶炼的45t电弧炉炼钢钢铁料优化模型研究

当前某钢厂45 t电弧炉采用全铁水的冶炼方式,铁水、废钢等钢铁料在配料过程中凭借人工经验,没有充分量化考虑铁水温度、成分等因素的影响,造成电弧炉出钢温度存在一定的不稳定。针对这一问题,基于炼钢物料平衡与能量平衡原理,对钢铁料配料工艺的各影响因素进行分析,采用SQL数据库与Visual Studio2013开发平台,研发基于全铁水冶炼的电弧炉炼钢钢铁料优化模型。模型在运行过程中为电弧炉炼钢过程提供了分罐站铁水分配、配料站废钢加料及电弧炉出钢温度预估等功能。模型运行结果表明:铁水分罐与废钢配料优化后,电弧炉出钢温度命中率提高了7.2%~15.1%;模型出钢温度预测在±30℃范围内命中率为90.8%。

电弧炉炼钢能量优化与节能技术研究现状与展望

简述了电弧炉炼钢过程的节能工艺与传热行为研究现状。通过对电弧炉炼钢过程的能量优化和节能技术的分析发现,宏观节能技术与微观传热行为的多能量协同作用缺少关联研究,影响对电弧炉能量变化特征的准确判断。提出将电弧炉划分为"熔池区"与"炉体区",探索电弧炉炼钢过程多元能量的协同作用。

提高电炉炉龄工艺实践

某炼钢分厂90t UHP电弧炉自2009年电炉兑铁水以来,一次性炉龄一直徘徊在400~500炉,使用周期20~25天。经过对电炉耐材侵蚀机理的分析,结合冶炼工艺的现状,并通过优化耐材材质、改变炉底捣打方式、摸索炉衬耐材砌筑工艺、优化冶炼操作工艺等措施,在不挖修、不中途打结炉底及少喷补的条件下,2018年的一次性炉龄平均达到850炉,最高炉龄达到951炉,取得了显著的经济效益。

90 t电弧炉炼钢集束供氧工艺优化实践

针对90 t电弧炉炼钢现状,在原有普通超音速供氧系统技术上进行了集束供氧系统改造及工艺优化,并通过集束氧气射流喷吹实验、热态工业预试验和工业应用实践,实现了衡管90 t电弧炉炼钢集束供氧系统的稳定运行,冶金效果明显改善,平均冶炼周期缩短约7 min,渣中FeO含量降低4.71%,TFe含量降低3.66%,吨钢钢铁料消耗降低7.7 kg,炉龄增加185炉,取得了显著的经济效益。

电弧炉兑铁水炉墙粘冷钢原因分析与预防措施

通过分析45 t电弧炉兑铁水后炉墙粘冷钢严重的形成原因,对供氧制度和泡沫渣工艺进行优化,全面规范电弧炉操作,取得了良好的效果。

30 t对称四流小圆坯中间包结构优化

为了优化某钢厂30 t对称四流小圆坯中间包的冶金效果,以该钢厂当前使用中间包为原型,根据相似原理,利用水模型模拟对其内部控流装置进行优化,测量不同情况下中间包的RTD曲线,进而计算出中间包内钢水的峰值时间、死区比例等指标。结果表明,原型中间包的中间包冶金效果不佳,根据优化方案,导流板每面开双孔时,较优方案为方案3,此时中间包死区比例为10.96%;导流板每面开单孔时,较优方案为方案18,此时中间包内死区比例为8.74%,但此中间包冶炼结束时,中间包内留钢量较大,经济成本较高。综合来看,使用双孔较优方案最佳。

大管坯精炼渣研究及优化

采用化学分析、岩相分析、扫描电镜、模拟计算的方法研究了大管坯精炼渣系。结果表明,原渣系完全熔化温度高于1 440℃的比例为60%。岩相分析发现渣中高熔点2CaO.SiO2和3CaO.SiO2导致精炼渣黏度均在2 Pa.s以上。通过优化精炼渣组元并应用新渣系后,VD精炼后钢中平均w(T.O)降低了5×10-6,平均w(N)降低了15×10-6,平均w(S)降低了60%,最低w(S)可控至0.003%。

电弧炉EBT区不同底吹搅拌条件的钢液流动数值模拟

底吹工艺在电弧炉炼钢过程中的应用能有效缩短熔池混匀时间,加速碳、磷、硫的去除,提高生产效率及产品质量.本文利用数值模拟软件模拟了EBT(偏心底部出钢)区底吹孔不同气体流量下的电弧炉钢液速度场,发现当EBT区域底吹气体流量从100 L·min-1升至267 L·min-1(其他两孔气体流量稳定保持为133 L·min-1)时,EBT区域钢液的平均流速由2. 805×10-3m·s-1升至3. 268×10-3m·s-1,钢液整体平均流速由4. 126×10-3m·s-1升至4. 610×10-3m·s-1,并耦合得出EBT区域不同底吹流量下的钢液流动速度经验公式.由于钢液流动是影响熔池内反应的动力学因素,本文提出了电弧炉炼钢基于底吹熔池搅拌的碳成分预报模型,为冶炼终点均匀熔池成分、合理供氧操作提供理论建议.