精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响

 为了研究精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响,采用渣/钢平衡的试验方法研究了MgO SiO2 Al2O3 CaO系精炼渣对Fe xMn高锰钢(x=10%, 20%)中非金属夹杂物的影响。结果表明,无顶渣情况下,高锰钢中夹杂物主要为MnO类和MnO Al2O3类2类。加入精炼渣后,夹杂物类型发生了变化,主要有 MnO类、MnO SiO2类和 MnO Al2O3 MgO类3类,其中MnO SiO2类数量最多。采用ASPEX扫描电镜对夹杂物的平均成分进行分析,无顶渣时高锰钢中夹杂物的成分主要是MnO,质量分数在95%以上,并含有质量分数为4%左右的Al2O3。加入精炼渣后,夹杂物中MnO质量分数降低,SiO2质量分数显著增加,MgO质量分数增加。热力学计算结果表明,加入精炼渣后,渣/钢间反应4［Al］+3(SiO2)=2(Al2O3)+3［Si］和2［Mn］+(SiO2)=2(MnO)+［Si］的吉布斯自由能均小于零,这说明在本试验条件下,钢液中的［Al］和［Mn］会还原渣中SiO2,生成的［Si］进入钢液,进而与钢液中的［O］结合,导致夹杂物中SiO2增加。     

高碱度渣精炼对轴承钢夹杂物的影响

对国内外几家特钢厂生产的GCr15轴承钢中夹杂物进行了试验分析 ,结果表明 ,在炉渣碱度较高 (CaO SiO2 =3～ 4 5 )的精炼条件下 ,低氧含量 (≤ 7× 10 - 6 )的轴承钢中夹杂物主要为 :含Cr、Fe的复合MnS夹杂 ,TiN型夹杂 ,具有不同MgO含量的镁铝尖晶石 (MgO·Al2 O3)夹杂 ;未发现单独存在的铝酸钙型 (CaO·Al2 O3)球状夹杂物。随渣碱度提高和钢中氧含量降低 ,镁铝尖晶石夹杂物中的MgO含量增加 ;当渣系碱度CaO SiO2 达 4 5时 ,镁铝尖晶石夹杂物中含有CaO。     

GCr15轴承钢中非金属夹杂物的转变

采用气体分析法、化学分析法、扫描电镜-能谱分析法,对GCr15轴承钢生产过程中的非金属夹杂物进行了研究。工业试验表明,GCr15轴承钢在LF-VD工序夹杂物转变规律为Al2O3→MgO·Al2O3→Al2O3·xCaO·yMgO→MgO·Al2O3或MgO;利用CaO-MgO-Al2O3三元相图对渣系进行优化,适当提高炉渣的wCaO/wAl2O3,提高渣中CaO含量,降低渣中w(FeO+MnO)含量,利于实现最终夹杂物向低熔点区(θm≤1500℃)转变。     

超低氧齿轮钢非金属夹杂物控制热力学计算及应用

 利用热力学软件计算了齿轮钢氧含量与夹杂物成分的关系、夹杂物转变条件。结果表明,超低氧20 CrMoH钢中具有较高塑性的非金属夹杂物成分为：SiO2 0%~10%、Al2O3 22%~55%、CaO 42%~60%、MgO 5%~10%,与之平衡的时钢液中铝含量在0.020%左右,钙含量>0.7×10-6,氧含量在0.0005%左右;选择组成为CaO>40%、Al2O3≤37%、MgO10%、(%CaO+%MgO)/%SiO2为10、SiO2含量尽量低的渣系,钢中Al2O3、MgO•Al2O3夹杂物可转变为低熔点的钙铝酸盐。上述结果在工业试验中得到了验证。     

钢包埋弧精炼渣优化研究

针对使用原埋弧精炼渣存在钢中氧含量和点状夹杂物级别较高的问题 ,通过降低碱度和Al2 O3含量及采用钡合金 ,开发了 1种以CaO SiO2 Al2 O3 CaF2 为基础成分的埋弧渣 ,使轴承钢氧含量平均达 9.5 7× 10 - 6 ,弹簧钢氧含量平均达 15 .13× 10 - 6     

帘线钢夹杂物塑性化控制的实验室研究

根据热力学计算,渣系的碱度0.5~1.2,w(Al2O3)10%~25%时夹杂物控制在塑性区域。实验室实验表明,夹杂物中w(CaO+MgO)/w(SiO2)比值和w(Al2O3)随钢中w(Als)增加而增加,钢中w(Als)应低于6×10-6;当精炼渣碱度为0.8~1.0,w(Al2O3)为0%~10%时,在实验室能实现对钢中夹杂物的塑性化控制。     

坩埚材质及顶渣成分对帘线钢夹杂物成分的影响

 使用碳管炉熔炼帘线钢72A,研究不同材质坩埚及不同成分顶渣对钢中夹杂物的影响。结果表明,MgO坩埚冶炼的帘线钢中夹杂物变形率高于ZrO2、SiO2、Al2O3坩埚。采用SiO2坩埚冶炼时,钢中夹杂物几乎不变形,其SiO2含量大于90%(质量分数,下同)。采用Al2O3坩埚,个别夹杂物Al2O3的含量达到40%左右,不适合冶炼帘线钢。钢中夹杂物成分进入较低熔点区(即不大于1500℃的区域)的条件为：采用MgO坩埚,顶渣碱度为10时,wAl2O3≤3%,或顶渣碱度为09时,wAl2O3为9%;采用ZrO2坩埚时,顶渣碱度为11~12时,wAl2O3为3%。     

低碳含铝钢20Mn2精炼渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2的优化

通过对低碳含铝钢20Mn2精炼过程的取样分析,得出精炼渣的熔化温度偏高,渣中存在大量固相Ca O,并导致钢中含有Ca O类夹杂物,精炼渣吸附夹杂物能力差.利用Fact Sage热力学计算,从渣的低熔点区域控制和渣-钢反应这两个方面对渣系进行研究与优化.结果表明,Ca O/Al2O3质量比在1.5左右添加质量分数为3%Ca F2可以有效降低渣的熔化温度,渣的熔化温度随着Ca F2含量的升高呈现先降低后升高的趋势,Mg O的质量分数控制5%左右低熔点区域面积达到最大.在Si O2质量分数大于30%区域,钢中氧含量大体上随着Ca O/Al2O3质量比的增加而降低,在Si O2的质量分数低于30%区域随着Ca O含量的升高而降低,钢中酸溶铝含量在Si O2含量高的区域随着Al2O3/Si O2质量比的增加而升高,在Si O2含量低的区域随着Ca O/Si O2质量比的增加而增加.根据热力学分析结果得出合理的渣系范围:Ca O 50%~60%,Al2O320%~35%,Si O25%~10%,Mg O 5%~8%,Ca F20~5%.优化渣系的实验结果表明,优化后渣系熔化温度降低,钢中夹杂物数量、面积和平均尺寸均有明显下降.     

82B硬线钢中夹杂物热力学分析及控制

对82B硬线钢中夹杂物的形成条件进行了热力学理论计算,结果表明:采用低碱度渣时,钢液中[Al]S随着夹杂物中wCaO/wSiO2比值和Al_2O_3含量增大而增加,为把CaO-SiO2-Al_2O_3夹杂物控制在塑性区,钢液中[Al]S应小于6×10~(-6)。实际控制结果表明,按照热力学计算结果控制精炼炉渣成分(控制顶渣中的Al_2O_3含量低于10%),同时保证充足的软吹条件(合适的氩气流量和大于15 min的软吹时间),可以达到夹杂物控制目标。     

低碳易切削钢LF炉精炼渣控制工艺

与还原渣相比,易切削钢LF精炼渣具有控氧、低脱硫率、低脱磷率的冶金功能特点。该类渣中须保持一定比例的FeO、MnO,低碱度,渣量适当并能充分吸附钢中A12O3、硅酸盐夹杂物。合适的精炼渣成分(质量分数,%)为:CaO 30~40,Al2O310~25,FeO 2~6,MnO 10~25,SiO210~20,MgO 4~8。该精炼渣的平均脱硫率为11.7%,平均LP为0.56;钢中B类夹杂物为0~1.0,C类夹杂物为0~1.5。     

渣系碱度对含碳球团渣相组成和渣铁分离的影响

采用煤基直接还原熔分技术和FactSage热力学分析软件以及XRD分析手段,研究了渣系碱度wCaO/wSiO2对高铁铝土矿含碳球团渣相组成和渣铁分离效果的影响。实验结果表明,渣系碱度对含碳球团的渣系组成和渣铁分离效果有重要影响。当碱度为1.0和1.5时,粒铁尺寸最大,渣铁的分离效果最好,粒铁收得率分别为91.55%和91.86%;当碱度为0.5时,粒铁尺寸较小,渣铁分离效果较差,粒铁收得率为65.43%。当碱度为2.0时;粒铁尺寸最小,渣铁分离效果最差,粒铁收得率只有44.53%。XRD分析结果表明,当渣系碱度分别为0.5、1.0、1.5和2.0时,熔分渣的主要组成分别为α-Al2O3-CaAl2Si2O8、α-Al2O3-CaO·6Al2O3-Ca2Al2SiO7、CaO·6Al2O3-Ca2SiO4-Ca2Al2SiO7、Ca2Al2SiO7-Fe2SiO4。FeAl4O7、CaAl4O7以及金属铁在熔分渣中的含量较少。     

Effect of slag composition on steel cleanliness in interstitial-free steel

Ladle slag affects steel cleanliness at the end of the Ruhrstahl-Hereaeus (RH) and holding process.The relationship between composition of ladle slag, total oxygen (TO) and inclusions was investigated using X-ray fluorescence (XRF), infrared absorption, and SEM+EDS methods.The results indicate that TO in steel at the end of RH increases linearly with increasing FeO content in slag.TO is lower when wCaO/wAl2 O3 (C/A)=1.5-2.0 than that of C/A=1.0-1.4 under an approximate content of FeO.During the holding process, irregular Al2 O3 inclusions are newly generated due to slag reoxidation.Additionally, Al2 O3-Tix O inclusions are newly generated in the steel when the content of FeO is higher.By combining experimental and thermodynamic calculation results, it is determined that the slag has a good melting property within the zone of C/A=1.2-1.8 and adsorption capacity of Al2 O3 when the content of SiO2 in slag is controlled at 4%-6%.The increase in the C/A ratio and the decrease of FeO content in slag can slow down the reoxidation rate.     

LF精炼渣碱度变化对304不锈钢夹杂物成分的影响

采用氧氮分析仪、扫描电镜、金相显微镜等分析手段,系统研究LF精炼渣系对304系不锈钢全氧质量分数wT[O]、夹杂物数量、尺寸及成分的影响。研究结果表明,当LF精炼渣碱度由1.5升高至2.6时,LF出站溶解氧质量分数w[O]由11.6×10~(-6)降低至4.8×10~(-6),铸坯wT[O]由47×10~(-6)降低至24×10~(-6),铸坯夹杂物总数量降低,但当量直径不大于10μm的夹杂物所占比率由77.7%增加至95.1%。热力学计算结果表明:在钢液中各元素达到平衡状态时,渣系碱度越高,低熔点夹杂物2MgO·2Al_2O_3·5SiO_2生成区域越小,MgO·Al_2O_3尖晶石类夹杂物生成区域越大,与生产试验结果一致。随着LF炉渣碱度升高,铸坯夹杂物成分中MgO和Al_2O_3的质量分数分别升高了14.4%和9.1%,当碱度不大于1.9时,铸坯中不会存在镁铝尖晶石。     

Effect of Al2O3 modification on enrichment and stabilization of chromium in stainless steel slag

Spinel phase is considered to be the optimal phase for stabilization of chromium in stainless steel slag.In order to restrain chromium leaching from slag for the effective environmental protection,Al2O3 was utilized for the modification treatment,and the effects on the enrichment and stabilization of chromium were investigated.The mineral phases and the existence state of chromium in slag with various Al2O3 contents at different basicities (wCaO/w SiO2) were analyzed by scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) and X-ray diffraction (XRD).The results showed that chromium mainly existed in the glass and spinel phases at basicity of 1.0 and 1.5.As the slag basicity increased to 2.0,chromium was also found in periclase phase.Al2O3 in the stainless steel slag reacted with MgO and Cr2O3,which could generate the Al-rich Mg(CrxAl1-x)2O4 solid solution.Moreover,the addition of Al2O3 was favorable to reduce the solubility of chromium oxide in liquid phase and suppress the precipitation of periclase phase.The experimental results demonstrated that Al2O3 modification has a positive influence on the enrichment and the stabilization of chromium in the stainless steel slag.     

不同碱度低氧化铝精炼渣对弹簧钢夹杂物成分的影响

为了优化55SiCrA弹簧钢中夹杂物的组成和形态,采用热力学软件Factsage分别研究了CaO、SiO_2含量对CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO与CaO-SiO_2-Al_2O_3-MnO系相图低熔点区域面积的影响,研究结果表明:随着CaO和SiO_2含量的增加,CaO-SiO_2-Al_2O_3-MnO系相图低熔点区域面积分数逐步增大;在CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO系中,当CaO的质量分数为40%,SiO_2的质量分数为50%时,对应相图的低熔点区域面积最大。同时,研究了不同碱度的精炼渣对钢样中夹杂物的影响,结果表明:当精炼渣的Al_2O_3含量相同时,随着精炼渣碱度的增大,夹杂物中Al_2O_3的含量不断增加,其成分逐渐偏离低熔点区域。当精炼渣中Al_2O_3的质量分数为8%,碱度为1.2时,可得到低熔点的塑性夹杂物,形貌多为球形,尺寸在5μm以下。     

电渣重熔过程中渣成分变化及钢中氧含量预测

利用XRF和XRD技术分析了电渣重熔过程中不同时间所取渣样的化学成分和物相结构。XRF分析得到电渣重熔过程中渣中Al2O3、CaF2、CaO、SiO2、FeO等成分含量随熔炼时间的动态变化。XRD分析表明:凝固的渣中存在11CaO·7Al2O3·CaF2、12CaO·7Al2O3、CaSiO3等高熔点物质,导致炉渣性质发生变化。根据熔渣化学成分,参考CaF2-CaO-Al2O3渣系的等电导率图和等黏度图,得到了电渣的比电阻和黏度随冶炼时间的变化情况。采用炉渣结构共存理论建立了温度为1 923和1 973K时与渣中Al2O3平衡的钢液中[Al]-[O]平衡关系图。计算结果显示,针对实验研究的钢种,当钢中酸溶铝含量w[Al]s在0.000 1%~1%范围内时,钢液中溶解氧含量随着w[Al]s的增加先减小后增大,当钢中w[Al]s达到0.25%时,钢液中w[O]最小。在实验条件下,因渣成分变化导致的钢中w[O]的波动范围是0.25×10-6~0.48×10-6。     

低硅CaO-Al2O3渣对铝镁质浇注料的侵蚀

低密度高强化是钢铁材料的重要发展方向.由于低密度高强钢冶炼用低硅CaO-Al2O3系炉渣会不可避免地与现行铝镁质耐火材料发生反应,严重影响钢的安全高效熔炼及其品质提升.针对这一问题,采用静态坩埚法开展铝镁质浇注料的抗低硅CaO-Al2O3渣蚀实验,探究Al2O3含量变化对耐火材料渣蚀的影响规律,得到以下结论:低硅CaO...     

水钢LF精炼渣及造渣制度规划

精炼渣具有脱硫和净化钢液的作用,在炉外精炼渣中采用精炼渣精炼钢水已成为洁净铜生产重要的技术手段。论文根据钢种的质量要求,以脱硫和铜中夹杂物控制为目标,结合水铜主要生产品种,对LF精炼渣终渣成分和造渣制度进行了规划。在水钢目前生产工艺条件下,焊条焊丝钢精炼终渣成分控制CaO／SiO2=2．0～2．5,Al2O3=10％～15％;含铝冷镦钢CaO／Al2O3=1．6—1．8,SiO2〈8％;高碳硬线铜CaO／SiO2=2．5～3．5,Al2O3〈15％。精炼渣造渣制度均可采用转炉出钢渣洗,并在LF精炼炉补加渣料的方式进行。     

CaO-SiO2-Al2O3-V2O3四元系活度模型及其应用

根据熔渣结构的分子离子共存理论建立了CaO-SiO2-Al2O3-V2O3四元系活度模型,应用该模型计算出的活度数据,对用钒氧化物矿代替钒铁直接合金化冶炼高速钢的工艺过程进行了热力学计算和分析.用此活度数据计算了Al作还原剂时渣的平衡成分,计算结果表明渣中V2O3的含量极低,直接合金化的热力学条件好,钒理论最大还原率高.通过该活度数据计算钢中或渣中的各种还原剂还原渣中V2O3的△G和Lv,计算结果表明Al是所有还原剂中还原能力最强的.