电解提取风电齿轮钢夹杂物研究

采用小样电解法对风电齿轮钢18CrNiMo7-6中的夹杂物进行了系统的分析检测,通过对齿轮钢中夹杂物的电解、提取、分离,较为完整地将钢中的夹杂物电解并收集,借助SEM-EDS对所收集的夹杂物进行了定性分析。结果表明:通过小样电解法可以较为完整地得到风电齿轮钢18CrNiMo7-6中夹杂物的三维形貌;Al2O3、Al2O3-SiO2类夹杂物多呈不规则多边形状,平均尺寸分别为29.7μm、15.81μm,A l2O3-MgO-CaO-SiO2复合类夹杂物通常为包裹形态的球状,平均尺寸为13.1μm,Ca O类夹杂物通常呈块状,平均尺寸为11.7μm,MnS类夹杂物形貌多呈长条状或纺锤状,平均尺寸为18.8μm,Ca S类夹杂物通常呈规则长条状,平均尺寸为9.2μm;与传统金相法相比,小样电解法在观察钢中夹杂物真实的三维形貌和尺寸时是更为行之有效的方法。     

20CrMo钢中大颗粒夹杂物来源的示踪研究

采用Ba CO3示踪法标定20Cr Mo钢大颗粒夹杂物的来源。示踪标定方法包括(1)LF炉精炼初期加入示踪剂和(2)VD结束加入示踪剂两种。扫描电镜分析结果示出:示踪标定方法(1)LF炉精炼过程含Ba夹杂物逐渐向钢中转移,VD之后和棒材中夹杂物全部含有Ba元素;示踪标定方法(2)的软吹结束和棒材中检验未发现含Ba夹杂物。以上说明20Cr Mo钢中夹杂物的来源为LF精炼和VD处理钢包顶渣卷入钢水中的细小渣滴,再与钢水发生化学反应,未及时上浮去除,形成了最终的大颗粒夹杂物形态。     

50CrVA弹簧钢夹杂物特性研究

采用全流程多级取样的方法,对国内某钢厂BOF-LF-CC工艺生产的50CrVA弹簧钢中夹杂物特性的演变规律进行系统分析和研究。实验结果表明:随着精炼和连铸过程的进行,钢中的夹杂物种类逐渐由SiO2-Al2O3-MnO-TiO2夹杂物转变为CaO-Al2O3-MgO和CaO-A l2O3-SiO2夹杂物。最终铸坯夹杂物中的Al2O3组元含量约为70%～75%,而Ca O含量仅为5%～10%。夹杂物熔点较高,改性不充分。建议在生产中,强化钙处理或提高炉渣碱度来实现夹杂物的低熔点化,降低其危害。     

X70管线钢洁净度控制研究

针对某钢厂中厚板卷厂采用铁水倒罐→铁水预处理→转炉冶炼→出钢脱氧合金化→LF精炼炉→RH真空炉→钙处理→连铸生产X70管线钢生产工艺,采取系统取样分析,对P、S等杂质元素,N、H、O等气体的脱除规律以及夹杂物的控制规律进行了研究。研究表明,成品成分可以稳定控制水平为:w([P])≤0.004 5%,w([S])≤0.001 00%,w([O])≤0.000 85%,w([N])≤0.003 00%,w([H])≤0.000 15%,夹杂物以小于10μm的CaO-CaS为主,且单位面积总夹杂物数量小于12个/mm~2,成品钢具有很高的洁净度水平。     

AOD炉外炼钢精炼技术简介

本文扼要介绍了钢的炉外精炼技术之一——AOD技术。该项技术是美国联合碳化物公司六十年代开发,1968年成功地用于不锈钢的冶炼,生产出电弧炉难以冶炼的超低碳不锈钢并取得了良好的技术经济效益,它迅速为美国、欧洲及日本等国所采用。AOD技术还发展到用于精炼低合金钢、碳钢及铸钢件,显著地改善了这些钢的清洁度、夹杂物分布,并降低了钢的有害气体(N、H、O)含量。     

电弧炉流程20CrMnTi齿轮钢洁净度研究

采用气体分析法、化学分析法、扫描电镜、大样电解等方法,对20CrMnTi生产过程的中非金属夹杂物进行了研究.结果表明：LF炉渣黏度高时使得炉渣结壳,钢水易造成氧化,同时VD到中间包的过程钢液的二次氧化严重;精炼过程显微夹杂物主要为钙铝酸盐、硅铝酸盐复合夹杂及氧化产物,硫化物较少;大样电解结果显示连铸坯中大型夹杂物含有较多的TiO2和K2O,是钢液的二次氧化和卷入的结晶器保护渣所致;连铸坯中心弧线大型夹杂总量高,大型夹杂物平均总量为1.592mg/10kg.     

100tLF炉底吹流场优化研究

结合前期水模拟结果,利用FLUENT软件对100 t LF炉进行了底吹氩气的多相流数值模拟,模拟结果表明:优化后钢包熔池速度与湍流动能分别增大了12.2%和15.1%,死区体积减小了35.6%,有利于钢包内熔池的传热、传质以及夹杂物去除等。将优化后钢包底吹位置应用于某100 t LF炉,结果表明:T[O]去除率提高了6.3%,增[N]率降低了11.5%;大型夹杂物去除率提高5.7%;总夹杂物去除率提高了5.2%。达到优化钢包结构,改善钢液流动状态,促进夹杂物上浮,提高LF炉精炼的目的。     

LG960QT钢LF-RH精炼过程夹杂物控制

采用数值模拟和物理模拟方法,针对LG960QT钢LF-RH精炼过程夹杂物控制进行了研究。结果表明,LF炉采用85～90 L/min(标准)底吹气量时对夹杂物的去除作用最佳。RH炉采用浸渍深度600 mm,匹配提升气体气量160 m~3/h(标准)时能达到比较理想去除夹杂物效果,实际处理时间一般为25 min。工艺优化后,精炼结束后钢液氧含量降低到(11～15)×10~(-6)。     

X1215易切削钢生产工艺实践研究

成功开发了X1215易切削钢100t转炉-1 00t LF炉-150mm× 150mm连铸-高线轧制生产工艺.通过LF期不完全脱氧及出钢时钙线调氧,控制LF精炼渣二元碱度在1.0～2.5与底吹氩气100～120L/min的工艺措施,确保了在不同工位钢中存在适当的氧含量.对X1215钢中夹杂物的检测表明,该工艺条件下钢中硫化物形貌和含量控制合理.实践表明,准确预判终点氧含量以确定脱氧剂加入量,合理的控制不同工位氧含量是达到线材产品质量稳定控制的关键.     

稀土处理对含铝中锰钢中夹杂物的调控机理

铝脱氧中锰钢精炼过程中易形成尖晶石类夹杂物,这类硬质夹杂物会恶化中锰钢的疲劳性能,易导致钢材功能失效引发事故。采用稀土Ce处理对中锰钢中尖晶石类硬质夹杂物进行改质处理。为了阐明夹杂物的改质机理,开展了高温模拟实验。实验结果表明,Ce处理后,尖晶石夹杂物转变为稀土夹杂物,且随着TO含量的降低,稀土夹杂物类型为CeAlO₃→CeAlO₃+Ce₂O₂S→Ce₂O₂S。铈对尖晶石夹杂物的变质机理为：铈添加到钢中后,尖晶石夹杂物中镁和铝不断被铈替代(含锰尖晶石夹杂物中锰优先被置换),尖晶石结构遭到破坏,从而形成CeAlO₃。当钢中氧含量低,相对硫含量较高时,钢中硫将参与置换反应,置换出夹杂物中的氧,因此尖晶石夹杂物和CeAlO₃夹杂物最终转变为Ce₂O₂S。最后通过热力学模型计算得出,将钢中尖晶石夹杂物完全改质为稀土夹杂物的最低铈含量与钢中氧含量呈线性关系,当钢中铈质量分数为氧质...     

LF炉精炼合成渣开发与应用

通过对LF精炼炉炉渣料构成及精炼功能的研究,开发出成渣时间短,脱硫效率高,吸附夹杂能力强使用方便的新型合成渣,使得钢液在精炼炉中的各项冶金功能得以有效实现,确保了品种钢开发和质量提升的要求。     

82B钢中氧化物系夹杂物的控制研究

82B钢中氧化物系夹杂物的来源主要是脱氧产物和钢的二次氧化、卷渣及耐火材料内衬侵蚀。采取在转炉控制终点碳,采用LF全程脱氧、改变精炼渣精炼和扩散脱氧、氩气搅拌,在连铸实施全程密封、强化中间包冶金等措施,使82B钢中的全氧最低降到13×10 6,94.09%的夹杂物尺寸<5 m,满足了拔丝要求。作为夹杂物控制技术,降低总量的方法比控制形态更为简单实用,系统地在每个工艺步骤都采取有效措施,才能取得良好效果。     

电磁搅拌对板坯表层大型夹杂物分布的影响

采用非水溶液电解法对汽车面板钢连铸坯距内弧面0~60 mm表层大于50μm非金属夹杂物的分布进行实验研究,给出了汽车面板钢连铸坯中大型夹杂物的三维形貌照片,定量化研究了大型夹杂物在连铸坯表层宽度、厚度方向上的质量及体积数量密度分布规律。并通过实验研究手段研究了结晶器电磁搅拌对大型夹杂物在连铸坯表层的分布规律进行了研究,弄清了电磁搅拌对大型夹杂物分布的影响机理。     

60Si_2Mn-Cr弹簧钢中夹杂物演变行为分析

针对某钢厂60Si_2Mn-Cr弹簧钢的生产工艺,取不同工位处的钢样,研究夹杂物的转变效果。实验表明:微铝工艺生产钢中的夹杂物逐渐转变为Al_2O_3-SiO_2-CaO-MgO复合氧化物夹杂,形状逐渐趋于球状夹杂物尺寸逐渐减小,最终铸坯中夹杂物的平均尺寸为4.6μm。通过热力学计算,得到了不同工位下夹杂物的SiO_2+CaO-MgO-MnO+Al_2O_3相图,在中间包和铸坯中的夹杂物大多数处于1500-1 600℃温度下的液相区,减小高硬度夹杂物的危害,提高了弹簧钢的质量。     

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）铸坯中的总氧含量可以稳定在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.     

Ca处理对55SiMnMo夹杂物行为变化的研究

研究了Consteel电弧炉-LF-VD-连铸工艺生产55SiMnMo时钙处理对钢中夹杂物行为变化的影响,对显微夹杂物、夹杂物成分变化及大型夹杂物进行分析。结果表明,喂钙线后2 min时钙处理并未反应完全,VD结束后夹杂物钙处理变性效果明显且钙主要与夹杂物表面反应。对Mg-Al-Ca类夹杂物成分分析得出,钙线的加入使钢中夹杂物Ca含量明显增加,(Al2O3)由VD入位80%～90%降低至中间包中的40%～60%,(Mg)最终降低至10%以下。钙处理对大型夹杂物影响较小。     

CO_2保护浇注对45号钢钢水洁净度的影响研究

针对连铸过程中二次氧化的问题,某厂分别采用Ar和CO2保护浸入式水口,对比分析钢中洁净度水平,试验表明:在两种保护浇注条件下,钢中夹杂物去除情况较好,钢中夹杂物的面积百分比保持在10-5级别,保护浇注后为(4~5)×10-5,夹杂物粒径集中在1~5μm;夹杂物和大型夹杂物的类型及组成不变,采用CO2代替Ar进行保护浇注不会影响钢液洁净度,并且大型夹杂物平均质量减少可达16.6%。     

60tEAF-LF-VD-CC流程冶炼低硅20MnCr5(S)的工艺实践

以某钢厂的生产数据为实践依据，解释低硅20MnCr5(S)汽车齿轮钢的冶炼难点包括硅含量控制和洁净度控制。系统的阐述了60tEAF-LF-VD-CC流程冶炼低硅20MnCr5(S)的工艺控制思路和关键注意事项。电炉方面包括优化配料结构、缓解终点钢液氧化性、改善炉后预脱氧效果，为后续精炼创造良好初始条件。LF炉精炼方面包括确定渣系配比、弱铝脱氧、扩散脱氧等操作方法，提高钢液脱氧和去除夹杂物效果。VD真空处理之后执行软吹工艺达到夹杂物充分上浮去除效果。连铸方面给出了各项关键工艺参数和操作的控制要求。精炼期精准控制化学成分。通过上述工艺技术解决了的连铸水口结瘤问题，同时达到棒材的氧含量(8～12)×10^-6,夹杂物B细≤1.0级、B粗≤0.5级的控制水平。形成了一套完备的短流程冶炼低硅20MnCr5(S)汽车齿轮钢生产工艺。     

冷却速率对钢中MnS+Al_2O_3复合夹杂物包裹率的影响研究

通过实验室试验研究钢中MnS+Al_2O_3复合夹杂物的生成以及不同冷却速率对MnS+Al_2O_3复合夹杂物包裹率的影响。结果表明:被推动到钢液凝固前沿的Al_2O_3,会为MnS析出提供异质形核质点;随着冷却速率的增加,复合夹杂物的尺寸从4μm降至2.5μm左右,MnS+Al_2O_3复合夹杂物包裹率逐渐降低。本次试验研究为得到较优包裹程度的实验条件以及进一步改善钢材性能提供一定的理论分析。     

电弧炉+炉外精炼+双电渣重熔工艺生产300M钢的工艺开发及质量验证

通过对300M钢的合金化、洁净化机理与技术要求的研究以及化学成分的合理优化控制、充分发挥LF精炼炉的精炼功能、非真空电渣惰性气体保护及二次重熔熔炼、锻造工艺优化等技术手段的实施,采用"电弧炉+炉外精炼+双电渣重熔"新型工艺路线能生产出具有良好的纵、横向强韧性能、钢质纯净度高及各项技术指标均符合《航空航天用超高强度钢钢棒规范》要求的直径达300 mm的超高强度300M钢棒材。