Nonmetallic Inclusion Control of 350 km/h High Speed Rail Steel

Inclusion has an important effect on quality of high speed rail steel. In consideration of the lower acceptance percentage of the inclusion and its constraint against the requirement for large scale production of 350 km/h high speed rail steel in Panzhihua Iron and Steel （Group） Co,the technology of nonmetallic inclusion control for 350 km/h high speed rail steel was studied. An optimized model of the argon-blowing in ladle furnace （LF）,the control of the components of the ladle slag,and the technique of calcium treatment for the molten steel was brought forward. Using the researched technology,the removal ratio of the inclusion was increased and the components,distribution,and shape of the inclusion in the rail steel were changed,which resulted in a reduction in the average total oxygen content to 10.17×10^-6 and an increase in the comprehensive acceptance percentage of the nonmetallic inclusion from 48.21% to 98.1%. Test has shown that this metallurgical technology can meet the requirement for large scale production of 350 km/h high speed steel in Panzhihua Iron and Steel （Group） Co.

GCr15轴承钢夹杂物及全氧含量控制工艺分析

夹杂物的去除应从初炼炉到连铸工序的每一个工艺步骤都进行严格控制,才可能达到令人满意的效果。通过控制电炉终点碳以降低初始氧含量,采用LF全程脱氧、改变精炼渣系和扩散脱氧方式,VD吹氩及弱搅拌技术和优化中间包结构、强化中间包冶金功能等措施对轴承钢的生产工艺进行了优化,实现了低氧轴承钢的冶炼。因此,控制轴承钢中夹杂物(主要是氧化物)是一个系统的工程,不能仅依赖某一局部工艺采取措施来达到目的.

超低碳钢钢中夹杂物的研究

为控制超低碳钢中的簇状夹杂物,对超低碳钢中的夹杂物和与全氧含量的关系进行了研究。钢中的夹杂物主要是Al2O3夹杂和Al2O3-TiN复合夹杂,独立夹杂物尺寸大部分小于10μm。铸坯中w(TO)小于0.003 0%时,钢中仍存在簇状Al2O3夹杂;Al2O3簇状夹杂物与铸坯中全氧含量没有直接关系,所以钢中的全氧含量不能完全代表钢中夹杂物的水平。钢中的簇状Al2O3夹杂物与RH脱碳结束活度氧有关,要控制超低碳钢中簇状Al2O3夹杂物必须稳定生产工艺,减少RH加铝升温,使RH脱碳结束活度氧保持在一定范围。

IF钢生产过程非金属夹杂物的演变行为

在DS-LD-RH-CC工艺IF钢工业生产过程系统取样和全氧含量、氮含量、非金属夹杂物形貌和化学成分检测的基础上,结合热力学分析,研究了非金属夹杂物含量、形貌与成分的演变过程.结果表明,冶炼过程钢中全氧含量逐渐降低,但需控制钢包渣氧化性以进一步降低铸坯中全氧含量;在浇铸过程中发生明显的增氮现象,应进一步加强保护浇铸,控制浇铸过程钢水增氮;在RH精炼过程中,脱氧后主要生成团簇状单一Al2O3夹杂物,Ti合金化后生成球形Al-Ti-O和内外分层的Al-Ti-Ca-Mg-O复合夹杂物;在钢水凝固过程中,生成了内层为Ti-Al-Mn-O-S、外层为TiN和AlN的复合夹杂物.在铸坯中还存在由结晶器卷渣导致的含有K,Na成分的Ti-Al-Ca-Si-Mn-O大型复合夹杂物.

宝钢分公司一炼钢IF钢中间包钢水全氧含量影响因素分析

对影响宝钢分公司一炼钢IF钢连铸中间包钢水全氧含量的几个因素进行了相关性分析,提出了在实际生产过程中实现中间包钢水T[O]≤35×10-4%的建议。

钢中氧的控制及氧化物冶金

系统地分析了钢中氧的行为和降低钢中氧化物夹杂的措施。分钢种和厂家(新日铁、JFE、POSCO、宝钢、武钢和鞍钢等)统计了世界纯净钢生产先进指标。讨论了采用氧化物冶金技术生产的钢中非金属夹杂物的性质和晶内铁素体的形核机理,简述了氧化物冶金技术的应用。

300t BOF-LF-RH冶炼过程X80管线钢氧含量控制

X80管线钢(基本成分/%:0.09C、0.42Si、1.85Mn、0.022P、0.005S、0.06Als)的冶金流程为KR铁水脱硫预处理-300 t顶底复吹转炉-钢包吹氩-LF-RH-250 mm×2 150 mm板坯连铸。工艺炼钢和精炼主要优化工艺为:控制转炉出钢下渣量≤4 kg/t,采用(%):55～60CaO、7～12SiO_2、25～30Al_2O_3精炼渣系,控制LF精炼渣CaO/Al_2O_3=1.7～1.9,CaO/SiO_2=4.5～6.0,(FeO+MnO)≤1.0%,吹氩站顶底吹氩预成渣,RH真空度≤66.7 Pa,RH后喂钙线0.8 kg/t。结果表明,转炉终点碳氧积由0.002 84降为0.002 44;精炼后(FeO+MnO)为0.913%,全氧含量为0.0013%。成品材夹杂物级别≤1.0。

关于洁净钢的若干基本问题

洁净钢是针对客户提出的质量要求,钢厂不断改进工艺、装备后,逐步提高洁净度的各类钢.介绍了典型钢种的洁净度要求及近半个世纪来商用钢中杂质能达到的最低水平.钢中总氧量对钢的洁净度至关重要,列举了国内外主要钢厂精炼、凝固过程中钢中总氧量的变化及降低总氧量的相关理论.减少钢中夹杂物数量及控制其形态也是洁净钢的重要任务,讨论了脱氧产物、脱氧剂再氧化及顶渣与耐火材料成分的影响,对430系不锈钢中夹杂物控制及精炼时最佳搅拌强度作了介绍,简述了钙处理使铝镇静钢夹杂物转形的基础理论.对超低磷、超低硫钢生产的冶金原理作了重点阐述,介绍了抗氢致开裂(HIC)的管线钢中超低硫和硫化物的形态控制.对钢中其它杂质元素去除的可能途径也进行了讨论.

电渣重熔钢液洁净度控制研究进展

电渣重熔工艺能够显著去除钢中的非金属夹杂物、降低钢中的总氧含量。本文阐述了电渣重熔过程中非金属夹杂物的去除机理、夹杂物成分和含量的控制以及电渣重熔过程中氧含量的控制,介绍了电渣重熔过程钢液洁净度控制的研究进展,提出了进一步提高电渣重熔过程钢液洁净度水平的研究方向。

EAF-RH-LF-CC生产Q345B的洁净度研究

在炼钢过程各工位取样,分析研究了EAF-RH-LF-CC工艺下Q345B无缝管钢的洁净度。试验结果表明:(1)铸坯中的总氧质量分数可以稳定在0.002%左右;(2)非金属夹杂物以近似球形的氧化物和硫化物居多,其数量依炼钢流程工序不断降低,且精炼过程中降幅最大。(3)LF过程有明显的增氮现象,需控制LF过程的二次氧化;(4)与RH过程相比,在LF结束时钢中10～20μm的夹杂数量较多,应适当延长LF脱氧后的软吹时间:(5)RH精炼初渣中w(FeO+MnO)过高,RH钢包渣需进行改质处理。

耐火材料对IF钢总氧含量及夹杂的影响

研究了石英 -刚玉质、刚玉质和镁质耐火材料对所处理的IF钢总氧含量和夹杂的影响 ,用氧测定仪对钢中的总氧含量进行了测定 ,并对钢中的夹杂进行了SEM和EDS分析。结果表明 :耐火材料对钢的增氧量的大小与所用耐火材料的氧潜能指数 (IOP)有关 ,IOP越大 ,增氧量越大 ;镁质耐火材料由于有较低的IOP 。

热压烧结Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷的高温力学性能研究

为提高Al2O3陶瓷的高温力学性能,采用热压烧结工艺(烧结温度1 800℃,烧结压力20 MPa,保温1 h)制备了Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷(简称AZS),并研究了ZrB2含量对Al2O3基陶瓷高温抗折强度和抗热震性的影响。结果表明:1)在Al2O3基陶瓷中加入第二相ZrB2能有效改善材料的高温抗折强度和高温强度保持率,在1 000和1 200℃时,加入20%体积分数ZrB2的AZS陶瓷试样具有最高的高温抗折强度,而加入24%体积分数ZrB2的AZS陶瓷试样具有最高的高温强度保持率。2)AZS陶瓷的抗热震性能优于纯Al2O3陶瓷。经100℃温差急冷后,加入20%体积分数ZrB2的AZS陶瓷具有最高的残余强度,比纯Al2O3陶瓷提高了17.2%;经300和500℃温差急冷后,加入24%体积分数ZrB2的AZS陶瓷都具有最高的残余强度,比Al2O3陶瓷分别提高了35.3%和20.9%。

废钢+铁水-50 t EAF-LF-VD流程GCr15轴承钢中的非金属夹杂物行为

通过50 t EAF配加30~40 t铁水和12~16 t优质废钢,EBT无渣出钢,加150~200 kg钢芯铝预脱氧,LF用SiC扩散脱氧,控制精炼渣碱度4.0~5.9,VD前后软吹氩、连铸保护浇铸和电磁搅拌等工艺措施,GCr15轴承钢轧材中的氧含量为8×10^(-6)~9×10^(-6)。分析结果表明,LF前至VD后钢中夹杂物尺寸一般≤10μm,最大尺寸40μm,大部分夹杂物尺寸为3~6μm;LF前主要夹杂物为Al_2O_3,镁铝尖晶石,硫化物,Cr_2O_3,Ti0_2;VD前后为镁铝尖晶石,CaS和MgO。

镁质中间包涂料中六偏磷酸钠加入量对IF钢夹杂的影响

以电熔镁砂和六偏磷酸钠为原料,按六偏磷酸钠加入质量分数分别为1%、2%、3%、5%配制镁质中间包涂料,浇注成坩埚试样,加入IF钢样,在真空碳管炉中于1 600℃保温120 min进行熔炼试验。对试验后坩埚及IF钢样进行SEM和EDS分析,并检测试验后钢样中总氧含量及夹杂物元素的含量。结果表明:IF钢中O、C、P含量随着镁质中间包涂料中六偏磷酸钠加入量的增加而增多,而Mn、Si、Al、Ti则随着镁质中间包涂料中六偏磷酸钠加入量的增加变化不大。IF钢中的氧化物夹杂以P2O5和MnO为主。

SS400连铸坯总氧含量的分布规律

对SS400连铸坯不同部位钢中总氧含量分布进行了分析,结果表明,SS400连铸坯正常坯与过渡坯的总氧含量相对较低,平均值小于0.001 5%,能够满足洁净钢要求;头坯坯头及头坯坯尾总氧含量均值分别为0.003 9%和0.002 5%,不利于洁净钢生产,对此进行了原因分析,并提出了相应措施,实施后达到了生产要求。

板坯连铸机全保护浇注工艺优化

结合迁钢连铸生产情况,优化并完善了连铸机全保护浇注工艺,通过开浇前置换中间包空气、增加长水口氩气稳压计、优化中间包全保护工艺和结晶器流场优等措施,降低了钢水发生二次氧化的概率,钢中全氧含量明显减小,氮含量整体降低了10 ppm,夹杂物数量降低了4.1个/mm^(2),铸坯质量得到明显提升。

钢中非金属夹杂物来源分析

从外来夹杂物与内生夹杂物两个方面对非金属夹杂物来源进行分析,考察钢水中的全氧含量及钢包使用次数对夹杂物数量的影响。统计结果表明,现阶段精炼钢水中wT[O]稳定在25×10-6以内,而随着钢包使用次数的增加,钢中夹杂物数量也呈增加趋势。

高氮钢电渣重熔夹杂物控制研究

对高氮钢电渣重熔前后夹杂物进行对比研究,分析不同渣系和自耗电极氧含量对重熔后夹杂物的影响。研究发现,不同渣系对电渣钢的洁净度影响很大,适当提高w(Ca O)/w(Al2O3)可有效降低电渣锭中的夹杂物和全氧量。对高氮钢电渣重熔的脱硫进行研究,分析了不同渣系和熔炼速率对高氮钢脱硫率的影响,实验结果表明:电渣重熔后,硫化物夹杂的平均直径和单位面积数量大大减少,夹杂物的主要类型为Mn S+Al2O3复合型夹杂物,同时适度提高渣中Ca O含量实现提高硫分配比是提高脱硫效率的有效手段。脱硫动力学推导中发现重熔速率越低,脱硫效果越明显,但实验发现脱硫率随重熔速率的降低呈现先降低后升高的趋势,其原因在于渣池中发生硫化物富集,导致"回硫"现象发生。

钢包釉对钢中总氧含量及夹杂的影响研究

炼钢过程中出钢后钢渣附着在钢包工作衬壁上,形成钢包釉,对钢-耐火材料的反应产生重要影响,是钢中夹杂的主要来源之一,同时对钢中总氧含量也产生影响。本文通过设计不同钙硅比的钢包釉层,研究其对钢中总氧含量及夹杂物的影响。研究发现:铝镁质耐火材料与钢水直接接触时,耐火材料组分溶解进钢水中形成夹杂,增加了钢中的夹杂和总氧含量;耐火材料表面覆盖釉层时,耐火材料与钢水通过界面层间接反应,减少了钢中的夹杂和总氧含量。其中钙硅比高的界面层,钢中总氧含量低,夹杂的数量也少,但是夹杂的尺寸较大。

50t EBT EAF-LF(VD)-CC流程生产G55SiMoVA轴承钢的工艺实践

石油钻具用轴承钢G55SiMoVA(/%:0.52~0.55C,0.90~1.10Si,0.30~0.50Mn,0.40~0.60Mo,0.20~0.30V,≤0.015P,≤0.015S)的工艺流程为废钢+60%~70%铁水-50 t UHP EBT EAF-60 t LF-VD-260 mm×300 mm连铸。通过采用电弧炉全程泡沫渣埋弧操作,EBT出钢合金化,控制LF二次精炼渣(/%:46~54CaO,10~16SiO_2,11~13Al_2O_3,4.5~7.0MgO)碱度3.2~4.5,SiC扩散脱氧和60~80 L/min流量氩气搅拌,VD 67 Pa真空状态下保持20 min,连铸全程保护浇铸,所生产G55SiMoVA轴承钢轧材中氧含量为9×10^(-6)~10×10^(-6)。