30 t转炉-钢包吹氩-连铸生产A级船板钢中的非金属夹杂

用电解法和扫描电镜（SEM）分析研究30t顶吹氧气转炉-钢包吹氩-150mm×1050mm板坯连铸工艺生产的A级船板钢（％：0．16C、0．21Si、0．50Mn、0．011P、0．027S）中的非金属夹杂的组成、尺寸、数量和分布。结果表明，A级船板钢中的夹杂物包括硅酸盐、铝硅酸盐、硫化物以及铝硅酸盐-硫化物复合夹杂物。钢水二次氧化及耐火材料外来夹杂抵消了吹氩去除夹杂物的冶金效果。增强中间包去夹杂能力可减少钢中大尺寸夹杂物。     

D级高强度船板的研制与开发

为提高市场竞争力,扩展船板钢品种生产能力,通过对市场需求量较大的D级高强度船板的分析研究,采取D级船板钢水微合金化、夹杂物形态控制和轧制工艺参数的优化改进,得到钢质纯净、组织细化的D级船板,使其具有优异的综合力学性能,满足客户的要求。     

含钇E36船板钢夹杂物改性

为了研究钇对E36船板钢中夹杂物成分和形貌的影响,对钇处理后E36船板钢中典型夹杂物进行热力学计算,并通过扫描电镜及能谱仪对钇处理前后E36船板钢中夹杂物进行检测分析,观察典型夹杂物形态和尺寸。结果表明,未添加稀土钇的E36船板钢主要为长条状MnS夹杂物;添加稀土钇后,钢中夹杂物主要为球状或类球状的含钇复合夹杂物。当钢中钇质量分数为0.007 8%时,夹杂物主要为球状或类球状的Y₂O₂S夹杂物和Y₂O₃夹杂物;当钢中钇质量分数增加至0.037 7%时,夹杂物改性为球状或类球状Y₂O₂S夹杂物、YS夹杂物和Y₂O₃夹杂物。     

微合金化钢板断口分层开裂原因分析

针对微合金化钢板断口分层的问题，以高强船板钢A36为研究对象，对炼钢-精炼-连铸-加热-轧制工艺进行了全面跟踪调查。使用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析等设备研究了断口分层的原因。认为带状组织对船板钢的分层有较大影响，带状组织越严重，船板钢拉伸时分层越严重；夹杂物也是导致船板钢分层的原因之一，夹杂物仅为氧化物时断口正常，夹杂物为铝酸盐的复合夹杂物时，断口容易分层；带状组织的出现与化学成分偏析有关。通过降低Mn和S含量，提高合金含量，延长均热时间，控轧控冷等措施，船钢板的分层缺陷率由2020年的5.82%降低至2021年的0.56%,解决了船板钢分层缺陷问题。     

稀土对B级船板钢冲击韧性的影响

利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS),研究了不同稀土含量对B级船板钢热轧板断口形貌及对钢中夹杂物形成的影响。研究发现,在B级船板钢中加入稀土后,稀土元素La、Ce能够与钢中的As相互作用形成复合相;稀土在钢中起到变质夹杂物的作用,从而提高了钢的低温冲击韧性;在本实验中,稀土的最佳含量为0.019%。     

结晶器喂丝工艺研究和在新钢种开发中的应用

采用无级调速的喂丝机，进行了向连铸结晶器内喂铝丝工艺的工业试验。结果表明结晶器喂丝技术可有效地提高钢中的酸溶铝，进而改善钢的机械性能，特别是低温中冲击性能。适当加快喂丝速度，铝的回收率可达６０％以上。采用这项工艺成功地生产出Ｄ级船板钢，晶粒明显细化，夹杂物球化增加，机械性能全部合格。     

高强船板钢中硅酸盐类夹杂物的研究

通过电镜扫描分析出硅酸盐类夹杂物严重影响高强度船板钢的拉伸性能,提出从耐火材料使用以及工艺操作上采取措施,提高钢水纯净度,以提高高强度船板钢的性能合格率。     

高级别船板钢质量控制的研究

为了满足E级船板钢铸坯质量的要求，湘钢采用铁水预处理和钢包精炼技术进行脱氧、脱硫，以及喂钙线到钢包内进行夹杂物变性的方法，改善钢水纯净度，以提高船板钢的韧性。研究发现E级船板钢中，ω（S）低于0．005％，ω（Al）控制在0．03％～0．04％范围，钙铝比控制在0．1左右，可以满足夹杂物变性要求。生产结果表明：低硫、低氧含量控制和钙处理工艺保证了钢水洁净度，提高了湘钢E级船板钢的铸坯质量，解决了其韧性不足的问题。     

高级别船板钢炉外精炼过程洁净度研究

为了研究采用BOF-LF-RH-CC工艺生产的A32船板钢洁净度水平,进行了三炉工业实验.通过对冶炼过程系统取样分析,研究了钢中总氧、氮含量变化,夹杂物的转变规律及机理.结果表明:该工艺生产的船板钢有较高的洁净度,中包总氧控制在2×10-5以下,氮含量控制在4×10-5以下;LF精炼过程中,钢中总氧、夹杂物数量密度和平均尺寸均降低,夹杂物转变为CaO-MgO-Al₂O₃三元系;RH精炼过程中,钢中总氧和夹杂物数量密度降低,而夹杂物平均尺寸升高;钙处理过程中,夹杂物数量密度升高,而夹杂物平均尺寸降低,夹杂物转变为CaO-Al₂O₃-CaS三元系.      

高级别船板钢轧制过程夹杂物的行为研究

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等研究方法分别对莱钢F550船板钢300 mm厚铸坯、50 mm厚轧板和20 mm厚轧板的上表面、侧面和横截面夹杂物的种类、尺寸、成分及形貌等特征进行了分析.结果表明,F550船板钢中的夹杂物在轧制前后种类和尺寸没有明显变化,轧后大于5μm的夹杂物所占比例略有升高;船板钢中主要夹杂物有单相氧化铝和氧化物-硫化物复合夹杂;试样不同面上复合夹杂物的形貌特征各异,在轧制过程中试样各个面上复合夹杂物形貌发生明显变化,这与夹杂物的塑性和轧制受力情况有关.     

Mg脱氧对船板结构钢中夹杂物的影响

研究了Mg脱氧对于船板结构钢中微米级夹杂物演变行为的影响.钢中典型夹杂物是中心为氧化物、外围为MnS的复合夹杂物.随着钢中Mg含量的增高,独立氧化物和独立硫化物的数量减少,氧化物和硫化物的复合夹杂物数量增多,同时夹杂物的尺寸减小、数量增加.随着钢中Mg含量从0升高到27 ×10^-4％、38×10^-4％、99 ×10^-4％,夹杂物中心氧化物成分的变化趋势是：Al2O3→（Mg-Al-Ti-O）→MgO.     

镁处理船板钢中IAF的诱发行为研究

镁处理可有效细化钢中夹杂物,并通过诱发IAF的形式提高船板钢的大线能量焊接性,但焊接热循环中温度对IAF诱发的影响尚不明晰.本研究先后对镁处理船板钢中夹杂物的尺寸、数量、组成进行了统计和分析,对其铸坯和轧材分别进行了不同温度的高温处理和相应的金相组织分析,并对诱发IAF的夹杂物构成进行了大量的分析.结果表明:镁处理后船...     

高级别船板钢生产过程中夹杂物的演变规律

 通过采用扫描电镜对船板钢F40中的夹杂物进行全流程系统分析，研究了冶炼过程中夹杂物的形成和演变规律，并采用夹杂物的弹性模量概念对其在轧制过程中的变形机理进行解释。结果表明，LF出站后钢中的主要夹杂物为MgO-Al2O3复合夹杂，在钙处理后夹杂物逐渐向低熔点的CaO-Al2O3-MgO-CaS系夹杂转变。在轧制过程中，高弹性模量的夹杂物，在轧制中相对塑性变形低。热力学计算表明，当船板钢中的w（[Als]）为0.02%～0.04%时，为使夹杂物改性完全，钙处理后钢液中的w（[Ca]）应控制在0.001 8%～0.002 8%。为避免钙处理后生成CaS，可通过控制w（[S]）在0.002 1%以内，减小其对浇注过程和钢性能的不利影响。     

夹杂物对E36级船板钢货油舱下底板点蚀行为的影响研究

为了探究夹杂物在低pH值、高浓度氯离子腐蚀环境下诱发点蚀的作用机理,本研究利用pH值0.85的10％NaCl溶液,模拟E36级船板钢货油舱下底板腐蚀环境;采用扫描电镜(SEM)、X射线能量色散谱分析(EDS)、夹杂物原位观察等手段,分析不同类型、尺寸、形状夹杂物对点蚀行为的影响.试验结果表明:耐腐蚀钢中存在MnS﹑TiO2、Al2 03等不同类型的夹杂物,造成钢基体周围的应力集中,且在酸性溶液中最先溶解,是点蚀的诱发源.夹杂物周围存在直径10 μm左右的阴极保护区,在早期不易被腐蚀.     

稀土对船板钢组织及低温韧性的影响

测定了稀土对船板的低温韧性的影响,并通过观察不同稀土含量时钢的组织及夹杂物的形貌,研究了稀土对船板钢热轧板断口形貌及对钢中夹杂物形成的影响。研究发现,加入稀土后,钢中的铁素体含量有所增加,而对其晶粒度没有明显的影响;而加入适量的稀土后(RE:0.018%~0.027%),常温下的冲击韧性下降,但在低温情况下的冲击功高于未加稀土的钢样,此时主要存在的稀土夹杂相是:RE-O-S-Ca和RE-S-Ca,而稀土元素与As形成的复合相主要出现在稀土含量较高的样品中,而当钢中稀土含量过高时会形成数量较多、颗粒较大的以氧、硫为核心的稀土、砷复合夹杂,反而会恶化钢的冲击性能。     

结晶器喂稀土丝工艺及其在A36钢中的应用

通过连铸结晶器喂稀土丝的工艺试验，研究稀土在钢中的分布及其对钢中夹杂物形态的变性作用，并利用结晶器喂稀土丝工艺，成功开发出A36高强度船板钢。     

钛处理对EH36船板钢中夹杂物及组织特征影响

 为了研究结晶器喂钛线对EH36船板钢中夹杂物的影响,采用无水有机溶液电解分离提取钢中夹杂物,结合扫描电镜和能谱仪分析其三维形貌,尺寸和成分。试验结果表明,在结晶器喂钛线后,钢中硅铝酸钙夹杂物+外包裹MnS转变为硅铝酸钙钛+MnS夹杂物,三维表面从光滑转变为粗糙多孔的形貌。在焊接热模拟后的试样中,组织形貌从未加钛试样中的晶界铁素体和侧板条铁素体转变为钛处理试样中的针状铁素体,且夹杂物周围铁素体从块状转变为针状,韧性提高了70 J。通过热力学理论计算,分析船板钢中含钛氧化物夹杂物形成条件。计算结果表明,钛、铝与氧反应生成氧化物的过程存在竞争关系,当钢中钛质量分数为0.02%时,钢液中应严格控制铝质量分数不高于0.003 5%,才能保证钢液中大量生成含钛氧化物粒子。     

高强度船板钢钙处理热力学计算分析-夹杂物变质研究和应用

通过钙处理过程中Fe-Al-Ca-O-S体系的热力学平衡计算,得出在1 873 K时各种平衡态下的[Al]-[O]、[Al]-[Ca]、[Al]-[S]平衡曲线图,并系统分析了各组元对夹杂物变质的影响。研究发现F-级高强度船板钢[Al]为0.02%~0.03%时,为保证夹杂物充分变质,钢中[O]控制在25×10~(-6)以下;钢液中生成12CaO·7Al_2O_3的[Ca]为15.24×10~(-6)~19.97×10~(-6),生成3CaO·Al_2O_3的[Ca]为70.87×10~(-6)~92.88×10~(-6);适当低的钢液温度有利于生成CaS,抑制MnS的聚集析出。120 t BOF-LF-VD-板坯连铸流程生产F-级高强度船板钢DNV F40(/%:0.092C,0.41Si,1.56Mn,0.015P,0.002S,0.032A1,0.035Nb,0.035Ni,0.010Ti,0.080V)的结果表明,当LF精炼渣组成/%:24.9Al_2O_3,55.6CaO,7.7MgO,8.0SiO_2,1.24TFe,加钙前钢中铝含量0.03%,氧含量0.0010%时,每炉钢水喂纯钙线150 m(0.21 kg/m),钢中夹杂物由加钙前Al_2O_3变质为球形钙铝酸盐夹杂物。     

锯片用65Mn钢质量控制工艺优化实践

针对65Mn锯片用钢冷轧后出现的麻点、起皮等质量缺陷,对缺陷部位进行的金相、扫描电镜及能谱分析表明,缺陷原因是钢组织中存在大量B类(2.5级)、C类(3.0级)夹杂物。通过优化转炉、精炼、连铸生产工艺,提高钢水洁净度并避免钢水二次氧化,降低了钢中夹杂物,B类、C类夹杂物稳定控制在0.5级、总级别3.0级以下,杜绝了冷轧麻点、起皮质量缺陷。     

E级船板钢钙处理工艺研究

通过Als-[O]平衡和Ca_残-Als平衡的热力学计算,研究了湘钢Nb-Ti微合金化E级船板钢(0.10%C)两种钙处理工艺:两步法(LF+喂Ca-Si线-VD+喂Ca-Si线)和一步法(LF-VD+喂Ca-Si线)对钢中夹杂物形态和力学性能的影响。结果表明,当钢中S≤0.003%,T[O]≤15×10^-6,Als控制在0.02%～0.04%时,进行一步法钙处理后钢中≤4μm的球形夹杂物达93%,-40℃的横向冲击功为156～240J。