MgO含量对CaO-Al_(2)O_(3)-TiO_(2)基连铸保护渣界面性质的影响

高钛钢连铸生产过程中结晶器内的钢渣界面反应较为严重,易造成连浇困难、铸坯品质下降等问题。利用热丝法对3%、8%、10%三种不同MgO质量分数的保护渣接触角进行了测定,并基于此计算出表面张力和渣钢界面张力,此外结合拉曼光谱和Scigress软件模拟,从微观结构的角度分析了MgO含量与渣钢界面张力的变化规律。研究结果表明,1723 K温度下,保护渣中MgO质量分数为3%、8%、10%时,接触角为35°、36.7°、39.8°;保护渣的表面张力为516.3、523.1、525.6 mN/m;渣钢界面张力为1421、1425、1440 mN/m。MgO质量分数在8%~10%时,渣钢界面张力上升速率明显加快,导致钢渣间的界面反应减弱,使得钢渣更容易分离。

Q195连铸板坯生产过程中显微夹杂物行为

我国北方某厂,为降低生产成本,Q195钢种采用简易的生产工艺,生产流程:150 t转炉→吹氩→CC,其主要产品为带钢,用于制备冷、热轧薄板。系统分析了该厂连铸坯,平均T[O]为120×10^(-5),[N]为18×10^(-5),单位面积上夹杂物个数为13个/mm^2,混浇坯平均T[O]为180×10^(-5),[N]为21×10^(-5)。铸坯中主要有两类显微夹杂物,一类为SiO_2-Al_2O_3-MnO-CaO-TiO_2夹杂,粒度约为10μm,另一类为Al、C类夹杂,粒度约为25μm。为此,对脱氧、脱氧剂的选择、钢包顶渣、非稳态浇注进行了优化,稳态铸坯平均T[O]降为90×10^(-5),夹杂物粒度85%小于5μm,与原工艺转炉→吹氩→LF→CC产品质量相当。

Q235钢坯缺陷分析

针对我国北方某厂采用简易工艺生产Q235钢种中出现的品质问题,对该钢种进行氧氮含量分析、铸坯表面品质分析、扫描电镜及能谱分析。结果表明,在正常坯中T[O]平均含量为153×10^(-4)%,含量较高,也说明钢中夹杂物含量较多。铸坯表面存在窄边凹陷、中心裂纹、中间裂纹、中心缩孔和中心疏松,轧材出现烂边等品质问题,分析原因是由于连铸机开浇时液面波动较大,结晶器内发生卷渣,二冷过强,内外弧冷却不均,喷嘴布置不合理等造成。

Q420B角钢裂纹缺陷分析

通过对角钢裂纹处氧氮含量的分析,明确了角钢开裂的原因。结果表明,钢中T[O]为45×10^(-6),[N]为129×10^(-6),氧氮含量明显偏高,反映出钢中夹杂物含量偏高。裂纹处高熔点的Al_2O_3和Mn S夹杂物才是角钢开裂的根本原因,并对此提出了相关的优化措施。

普碳钢生产过程对显微夹杂成分的影响

我国很多钢铁企业的一般钢种常出现夹杂物引起的质量问题。这一质量问题的影响因素很多,例如炼钢工艺、铁水条件、钢包包衬、中间包包衬、中间包覆盖剂、脱氧剂等。如果为了解决问题而进行逐条分析,既费时又费力,因此在生产过程中需及时采用对应关系非常强、简易、快速而有效的方法来解决此类问题。通过对某一钢铁企业普碳钢的生产过程进行检测与分析,得出显微夹杂物种类与炼钢工艺过程有着比较好的对应关系,通过这一方法能够快速、简洁而有效地对炼钢工艺生产进行指导。

430不锈钢用连铸保护渣渣圈形成长大机理分析和控制措施

针对430不锈钢(0.03~0.04C,16~17Cr)生产过程中渣圈粗大的问题,利用电感耦合等离子体发射光谱仪、半球点熔点仪、粘度仪等设备对比分析了保护渣与渣圈的化学成分与理化性能,通过电子探针观测渣圈的微观结构,探究渣圈形成长大的机理。研究发现:除渣圈C含量0.53%和原渣C含量2.87%外渣圈成分与原渣无明显变化,但粘度与熔点均有所降低,渣圈约70%的区域由烧结相构成,其余30%为结晶相,主要由枪晶石与黄长石构成。烧结相的大量粘结是渣圈形成长大的主要原因。提高保护渣中预熔料比例至70%~80%及炭黑含量≥2%,并在生产中进一步稳定保护渣熔化过程,可有效抑制渣圈长大。

B_2O_3对CaO-Al_2O_3-SiO_2基连铸保护渣性能及结构的影响

采用热力学软件计算了Ca O-Al_2O_3-Si O_2三元相图和Ca O-Al_2O_3-B_2O_3-Si O_2四元相图。根据低熔点选择原则,确定了B_2O_3和Ca O-Al_2O_3-Si O_2渣系主要成分的具体含量。采用Brookfield旋转黏度计和DHTT-Ⅱ型熔化结晶温度测定仪对不同B_2O_3含量保护渣的熔化性能和结晶性能进行了实验研究。进一步采用分子动力学软件对熔渣进行模拟,分析了保护渣的微观结构,深入探讨了保护渣性能与结构之间的关系。结果表明,B_2O_3对Ca O-Al_2O_3-Si O_2渣系的黏度和转折温度有着重要的影响。当B_2O_3含量不高于9%时,保护渣的黏度和转折温度随着B_2O_3含量的提高显著降低。保护渣中B_2O_3含量的提高导致保护渣结晶孕育时间和完全结晶时间延长。相对于Al-O和Si-O配位结构,B-O配位结构最为稳定。体系中B离子可以代替Si、Al离子,形成B-O三配位结构与B-O四配位结构,体系结构由紧密的架状结构转变为松弛的层状结构,熔渣聚合度降低、黏度也降低。

高钛钢专用连铸保护渣研究现状及展望

随着钢铁业的不断发展,机械、建筑、汽车、航空、机车等行业也取得长足进步,同时对钢铁材料的使用要求和服役条件也越来越苛刻,钢材性能逐步向高强化、高韧性、耐磨耐热耐蚀、易焊接等方面扩展。低成本、高附加值的高钛钢越来越受到重视。将Ti以微合金元素或合金元素加入钢中,Ti与C、N、S有极强的亲合力,可细化晶粒,提高韧性、耐磨性能及晶间抗腐蚀能力。但同时Ti为易氧化元素,连铸过程中容易与保护渣反应生成TiN、Ti(CN)、TiO_(2)等高熔点化合物,严重恶化了保护渣冶金性能,同时结晶器钢液面形成“结鱼”,阻碍了坯壳与结晶器之间的保护渣流入通道,使得高钛钢难以实现多炉连浇,铸坯出现凹陷、裂纹、夹渣等一系列表面缺陷,甚至引起粘结漏钢。本文归纳了高钛钢保护渣的研究进展,分别对高钛钢浇注过程中结晶器钢渣界面上Ti的反应行为与Ti进入保护渣后对保护渣性能的影响规律进行介绍,提出借鉴高铝钢低(非)反应性CaO-Al_(2)O_(3)基专用保护渣的经验,同时充分利用Ti在保护渣中的作用,将TiO_(2)作为氟的替代组元,开发无氟保护渣。以期为开发高钛钢专用无氟保护渣提供重要的基础数据和理论支持,加快保护渣绿色环保的工业化进程,推动我国高钛钢生产工艺领域的技术进步和技术创新。

Q235钢中显微夹杂物行为研究

系统分析了我国北方某钢厂采用120 t BOF→Ar Blowing→CC工艺生产的Q235钢中氧氮含量、钢中显微夹杂物类型、尺寸、数量及分布的变化历程。结果表明,铸坯中w(T[O])平均为78.6×10^(-6),w([N])平均为52.1×10^(-6),显微夹杂物数量为11.2个/mm^2;显微夹杂物以SiO_2-Al_2O_3-MnO-TiO_2-MnS复合夹杂为主,粒度在2.5~15μm之间,其中0~5μm的夹杂约占25.01%,5~10μm的夹杂约占43.69%,10~15μm的夹杂约占9.47%;显微夹杂物在距内外弧1/3~1/4处含量最高,边部及中心部位夹杂物较少;铸坯中含钢包渣污染物的夹杂占41.2%,含中间包渣污染物的占23.3%。钢包渣、中间包渣对夹杂物的吸附能力明显不足,出钢过程中应加钙铝酸盐基渣洗料对钢包顶渣进行改质,从而降低钢中夹杂物数量。

氧氮含量与显微夹杂含量变化对炼钢生产的影响

通过测定我国北方某钢厂160吨BOF→Ar Blowing→CC生产工艺生产的Q235钢中氧、氮含量以及显微夹杂含量变化,讨论了两者对应关系及对炼钢生产的指导。结果表明,各工艺阶段氧氮含量与其对应工艺阶段的显微夹杂物数量大体上有着一一对应的关系,在快节奏的生产中能够快速对生产中出现的问题作出反应。

Q195钢中显微夹杂物行为研究

通过示踪追踪等方法,系统分析了北方某钢厂采用160吨BOF→Ar Blowing→CC生产工艺生产的Q195钢中氧、氮和非金属夹杂物类型、尺寸、数量、分布、变化历程的变化。结果表明,铸坯平均T[O]为118×10^(-5),[N]为35×10^(-5),显微夹杂平均含量为18.49个/mm^2,以CaO-SiO_2-Al_2O_3-MnO-TiO_2为复合夹杂为主,尺寸在2.5~10.0μm之间;所有夹杂物中含钢包渣污染物的约占41%,含中间包渣污染物的约占33%,含结晶器保护渣污染物的约占18%。钢包顶渣、中间包渣吸附夹杂能力不够,出钢过程中应加钙铝酸盐基渣洗料对钢包顶渣改质,增强其吸附夹杂物的能力,并将脱氧合金化后的2 min氩气大吹去掉,避免钢液面裸露,同时将8 min的静吹时间延长为10~12 min,促进夹杂物的上浮。

BOF-LF-CC工艺生产SPHC铸坯中大型夹杂物行为研究

系统分析了某钢铁公司100吨BOF→LF→CC工艺流程生产的SPHC连铸坯中氧氮含量、大型夹杂物的类型、数量、尺寸、分布及来源。结果表明:铸坯中T[O]为31.9×10^(-5),[N]为35.2×10^(-5),正常坯的大型夹杂物含量为13.6 mg/10 kg,混浇坯、尾坯大型夹杂物平均含量为19.1 mg/10 kg,是正常坯的1.4倍。铸坯中大型夹杂物粒度以80~300μm为主;大型夹杂主要为SiO_2-Al_2O_3-TiO_2-MnO复合夹杂,其普遍沾附有钢包渣、中间包渣、结晶器保护渣污染物及耐火材料的脱落物。

临床医学硕士专业学位论文盲审结果的统计透析

为完善研究生学位授予质量保障与监督体系,聚焦学位论文质量评价,借助SPSS软件,统计分析我国北方某校2018年至2021年期间临床医学硕士专业学位论文匿名评审结果,从选题背景、技术难度与工作量、研究内容、成果效益及创新性、基础理论与专门知识、解决临床实际问题的能力和语言表达能力共7个维度探讨该校临床医学专业硕士研究生的培养质量,并基于数据透析结果探讨了4类论文(优秀论文、良好论文、及格论文和问题论文)典型评语特征,为专业学位研究生论文质量自查体检提供参考,完善专业学位论文质量保障与监督体系。

基于二步形核理论的氧化物形核发展研究现状

在国家大力发展海洋经济背景下,为了提高船板钢的性能和焊接效率,必须采用高热量输入的大线能量焊接方式,但是高热量的焊接会使钢材焊接热影响区组织急剧恶化,导致焊接热影响区的低温冲击韧性骤降,从而威胁船体钢的使用安全性。氧化物冶金技术为大线能量焊接用钢的发展开辟了新的途径。为了系统阐述氧化物夹杂形核研究,介绍了三代氧化物冶金技术的发展历程和公认的两种主要形核理论,并且基于二步形核理论,从形核路径、诱导晶内针状铁素体形核效果等方面综述氧化物冶金技术发展过程中的铝氧化物、钛系氧化物、镁系钙系氧化物和稀土氧化物等各脱氧产物的形核研究现状,认为各类氧化物夹杂遵循二步形核理论,复合夹杂物更加有利于诱导晶内针状铁素体形成。从理论上开展对钢中有益夹杂物的形核演变机理研究。钢中有益夹杂物多为复合夹杂物,建立复合夹杂物的形核机制才能有效控制夹杂物的尺寸、分布等,从而更有效地诱发晶内针状铁素体的形成,促进氧化物冶金技术的基础理论研究的进一步发展,对氧化物冶金型钢开发及广泛应用具有重要意义。

高钛钢连铸结晶器内钢-渣界面反应行为

为了更好地控制高钛钢在连铸生产过程中的钢-渣界面反应,利用电磁感应炉对w([Ti])为0.05%~1.91%的3个级别高钛钢和传统的CaO-SiO_(2)系保护渣进行钢-渣界面反应试验,进而系统地分析了不同Ti含量对钢-渣界面反应的影响规律。基于双膜理论,考虑组元的质量传输,进而判断钢-渣界面反应的限制性环节,并结合质量守恒定律、化学平衡方程构建钢-渣界面反应动力学模型,揭示钢-渣界面反应机理,对钢-渣界面反应程度进行预测。研究结果表明,钢中w([Ti])为0.05%时,钢-渣界面反应较为微弱。w([Ti])为0.20%、反应达到平衡时,钢中w([Ti])从0.20%降低到0.01%,保护渣中w((SiO_(2)))从31.8%降低到29.1%,且反应达到平衡所需时间为600 s;当w([Ti])增加到1.91%、反应达到平衡时,钢中w([Ti])从1.91%降低到0.05%,保护渣中w((SiO_(2)))从31.77%降低到16.98%,且反应达到平衡所需时间为900 s。这说明钢中w([Ti])的增加明显加剧钢-渣界面反应程度,且延长反应达到平衡时所需时间。钢中Ti、Si以及保护渣中TiO_(2)、SiO_(2)的质量传输均对公式lnw([Ti])_(i)/w([Ti])_(0)与t的斜率有一定影响,说明4者的质量传输均为钢-渣界面反应的限制性环节,且Ti的质量传输对钢-渣界面反应程度的影响最为显著。将动力学模型的计算值与试验测定值对比发现,两者的变化趋势较为一致,说明该模型能够较好地预测钢-渣界面反应程度,进而为高钛钢和保护渣的钢-渣界面反应提供理论指导。

超低碳钢连铸坯钩状坯壳的演变与夹杂物的捕集

超低碳钢常用于生产汽车面板等表面质量要求较高的产品.连铸坯皮下的钩状坯壳很容易捕集夹杂物导致冷轧钢板表面出现翘皮、亮/暗线等缺陷,对产品质量具有严重危害.采用数值模拟分析了钩状坯壳的形成和演变过程.将计算的初生坯壳形状制作成物理模型,模拟了夹杂物在凝固前沿被捕集的过程,并对凝固钩区域不同位置的夹杂物的受力特征进行了分析.结果表明,凝固钩在弯月面中形成以后,不会直接湮没进坯壳内,而是要经历熔化、变粗、生长、湮没等逐步演变的过程.数值模型预测拉速1.3 m·min-1条件下最终存留在坯壳中的凝固钩深度约为2.5 mm,这与实际观察到的钩状坯壳的尺寸基本一致.模拟得到的钩状坯壳形貌与铸坯表层和漏钢坯壳的金相特征较为接近.夹杂物最容易在凝固钩下表面被捕集,不容易在凝固钩上表面被捕集,特别是对尺寸相对较大的夹杂物.但是溢流发生时,靠近弯月面处的夹杂物可能随着钢流进入到初生凝固钩上部而被快速冷却的钢液包裹.两道凝固钩之间的坯壳由于其凝固前沿处于垂直分布,小于100μm夹杂物可能被捕集而大尺寸夹杂物不易被捕集.

ER70-Ti钢铸坯表面横向裂纹分析及控制

承钢生产ER70-Ti焊丝钢小方坯过程中铸坯出现了严重的横向裂纹。利用FactSage热力学模拟软件对ER70-Ti钢的凝固特性进行分析,针对钢本身特性、保护渣和连铸工艺参数进行分析,研究横向裂纹缺陷产生的原因。利用全自动炉渣熔点熔速测定仪测得保护渣的熔速为145 s,利用旋转粘度计测试粘度为0.71 Pa·s,利用红外传热系统测试热流密度为184 kW/m^2。这种熔速慢、控制传热效果差的保护渣严重影响保护渣的渣层厚度和保护渣熔化的均匀性,通过改变保护渣的碱度、C含量以及配碳模式。将保护渣的热流密度降低到118 kW/m^2,熔速提高到55 s。实际生产表明调整后的保护渣使铸坯的表面质量明显改善。

高钛钢专用低反应性连铸保护渣成分设计

高钛钢连铸过程采用传统的CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)连铸保护渣会发生剧烈的钢渣界面反应,影响连铸顺行。为减弱钢渣界面反应,设计了高钛钢低反应性连铸保护渣,通过钢渣界面热力学计算,确定CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)基保护渣的可行性,使用Factsage热力学软件计算低反应性保护渣成分范围,对拟定的三组保护渣采用旋转黏度测试仪和全自动炉渣熔点熔速测定仪测量其黏度和熔点,并对新开发的适合连铸生产的保护渣采用VSgr-60-2000型真空气氛压力烧结炉进行钢渣界面反应试验。结果表明,开发的高钛钢专用CaO-Al_(2)O_(3)系低反应性保护渣渣中CaO/Al_(2)O_(3)为1.1,配加10%CaF_(2)、7%MgO、5%Na_(2)O、3%K_(2)O、13%B_(2)O_(3)以及5%SiO_(2),黏度为0.413 Pa·s,熔点为1106℃,钢渣界面反应试验后,钢中Ti含量降低0.03个百分点,保护渣中TiO2含量增加0.002个百分点,界面反应微弱。新开发的保护渣极大程度抑制了钢渣界面反应的进行。

TiO_(2)含量对CaO-Al_(2)O_(3)-TiO_(2)基连铸保护渣界面性质的影响

采用热丝法对不同TiO_(2)含量的CaO-Al_(2)O_(3)-TiO_(2)基保护渣进行接触角试验,计算出保护渣表面张力和钢渣界面张力,分析TiO_(2)含量对保护渣接触角、表面张力、界面张力的影响规律。结合拉曼光谱,分析TiO_(2)在微观结构上对钢渣界面张力的影响机理。研究结果表明,1 723 K温度下,保护渣中TiO_(2)质量分数为4%~12%时,接触角为15.3°~38.5°,保护渣表面张力为523~541 mN/m;在保护渣TiO_(2)质量分数为4%~10%和10%~12%时,钢渣界面张力变化量分别为4 mN/m和82 mN/m。TiO_(2)质量分数为4%~10%时,界面张力基本保持不变,钢渣间界面反应变弱,钢渣易分离,更符合高钛钢连铸生产的需求。随着TiO_(2)含量的增加,离子半径增加,阴阳离子间距增大,熔体内主要阴离子为TiO_(4)^(4-)单体和Ti_(2)O_(4)^(6-)链单元,复合阴离子被排挤到熔体表面,阴阳离子间结合力降低,进一步导致表面张力降低。

配炭模式对超低碳连铸保护渣烧结特性的影响

低碳不锈钢生产过程中普遍存在增碳现象,严重影响生产稳定性。某厂生产430不锈钢过程中铸坯出现严重质量问题,采用进口粉末型超低碳保护渣有效解决了这一难题,但又出现渣圈发达问题。针对这一难题,以进口粉末型超低碳保护渣为基础渣系,结合全自动熔点熔速仪设备开展熔化速度试验,剖析进口粉末型超低碳保护渣配炭模式,利用厢式电阻炉设备研究其烧结特性,并优化配炭模式,得到与基础渣系具有相同理化特性且烧结率较低的保护渣。研究发现,当中超炭黑与粗粒度鳞片石墨质量分数比为1∶3时,保护渣平均熔化速度为58.6 s, 700~1 000℃下烧结率为53.47%~85.71%,与基础渣系的熔化速度相近;当中超炭黑与390石墨质量分数比为4∶1时,保护渣平均熔化速度为58.4 s, 700~1 000℃下烧结率降低了19.96~39.64个百分点;优化配炭模式后炭黑含量(质量分数)增加1.58个百分点,石墨粒径降低了102.5μm,同时比表面积也增加了186.547 m^(2)/kg,保护渣烧结过程中的固相反应温度提高了100℃,烧结率显著降低。研究结果为超低碳连铸保护渣的开发提供了基础数据和理论支持。