SAE8620H齿轮钢连铸水口结瘤的原因及预防措施

在浇注SAE8620H齿轮钢的过程中连铸机水口部位有结瘤形成。采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、Jade6.5软件、光学显微镜及扫描电子显微镜分析了结瘤的成分、氧化物类型,以揭示水口结瘤的形成原因。结果表明:水口结瘤的成分为Fe、O、Al、Ca、Mg,氧化物为MgAl_2O_4、CaO·Al_2O_3和MgO·Fe_2O_3;结瘤主要分布在在水口圆弧的外侧,从外向内生长成树枝状,并与冷凝钢相结合从而促进其形成;耐火材料的侵蚀和MgAl_2O_4、CaO·Al_2O_3的黏附增加了水口内壁的粗糙度,从而钢液产生絮流、停留时间延长,发生凝结,结瘤进一步长大。通过改进包芯线、优化喂线工艺、提高钢液洁净度和改变水口材料等改善钢液的可浇注性,可以预防SAE8620H钢连铸水口结瘤。     

冷镦盘条夹杂堆钢原因分析及改进措施

基于堆钢夹杂物和中包水口结瘤物的成分检测结果,通过分析堆钢炉次分布规律和冶炼过程夹杂物平衡计算,发现冷镦线材夹杂堆钢的原因为炼钢过程中生成的Al_2O_3夹杂数量过多,精炼工序钙处理不充分,钙铝酸盐及镁铝尖晶石等固态夹杂物在中包水口累积、脱落进入钢水。针对上述原因,通过降低转炉终点氧质量分数、规范LF精炼底吹氩操作、控制冶炼过程铝质量分数以及延长精炼净吹时间等措施,连铸中包水口结瘤物明显减少,炼钢夹杂导致的堆钢次数由原来的大于10次/月降低到4次/月以下。     

16MnDR容器钢120t LF-RH-CC过程的洁净度研究

通过LF、RH精炼和连铸过程对钢水和炉渣取样,对两炉16MnDR钢冶炼各阶段的T[O]含量和显微夹杂物的数量、尺寸及类型的变化进行了系统研究。结果表明:从LF进站→LF出站→RH破真空→钙处理→软吹→中间包浇注→轧材,两炉16MnDR钢中T[O]含量总体呈降低的趋势,其轧材中w (T[O])分别为0. 001 4%、0. 002 3%,达到其控制要求(w(T[O])≤0. 003 0%)。造成16MnDR轧材中夹杂物评级超标的大颗粒夹杂物主要为链状12CaO·7Al_2O_3夹杂、近球形MgO·Al_2O_3尖晶石和不规则Al_2O_3夹杂,其中12CaO·7Al_2O_3夹杂为钙处理产物,MgO·Al_2O_3夹杂主要为钢中酸溶铝和耐火材料中MgO的置换反应产物,不规则Al_2O_3夹杂主要来源于浸入式水口部位的耐火材料。     

GCr15轴承钢Ca-Mg-Al-O系夹杂物生成热力学研究

基于FactSage热力学软件模拟了1 560℃时GCr15轴承钢钢液中[Ca]、[Al]、[Mg]、[O]元素含量变化对夹杂物生成及转化的影响。结果表明:[Ca]含量增加,高熔点钙铝酸盐夹杂向CaO·Al_2O_3和CaS(s)方向转变。[Al]含量的增加,钢中夹杂物由a-Ca_2SiO_4向CaO·Al_2O_3、MgO·Al_2O_3方向转变。[Mg]含量增加,钢中夹杂物的由a-Ca_2SiO_4、CaO·Al_2O_3向MgO·Al_2O_3、MgO方向转变。[O]含量的增加,钢中夹杂物由CaS、MgO向CaO·Al_2O_3、MgO·Al_2O_3方向转变。     

含钛超纯铁素体不锈钢水口结瘤机制研究

针对含钛超纯铁素体不锈钢连铸浸入式水口结瘤问题,分别对Ti质量分数为0.17%的不锈钢和Ti质量分数为0.39%的不锈钢水口结瘤物进行取样,使用扫描电镜和能谱仪对水口堵塞物进行分析,对比研究了不同钛质量分数超纯铁素体不锈钢中水口结瘤机理特点。研究发现:钛质量分数为0.17%的水口堵塞物靠近耐材侧存在冷钢层,冷钢层中存在较多数量的氧化铝夹杂物,同时在内层堵塞物中主要为Al_2O_3-MgO夹杂物,以及少量CaO-TiO_2类夹杂物;在钛质量分数为0.39%的水口堵塞物主要为Al_2O_3-MgO-CaO-TiO_2复合型夹杂物,以及树枝状的CaO-TiO_2夹杂物。高钛质量分数不锈钢钢液中容易形成氧化钛类复合夹杂物,同时在连铸降温过程中,会促进钙钛矿类夹杂物的进一步形成。     

低铝脱氧不锈钢夹杂物演变规律分析

为改善2205双相不锈钢的洁净度以及探明夹杂物的演变规律,在不影响连铸可浇性前提下,以2205不锈钢"70 t EAF-70 t TSR-LF-CC"工艺流程中的"TSR还原期-LF二次精炼"部分为研究背景,尝试低铝脱氧工艺,将成品铝的质量分数控制在0.004 5%左右,使钢液中的夹杂物向镁铝尖晶石、钙铝酸盐等类型演变。通过对钢液中其气体含量以及夹杂物成分进行统计分析,试验结果表明:精炼结束后钢液全氧的质量分数为18×10-6,钢液中的夹杂物固液比例为1,呈半固半液结构;精炼阶段夹杂物按"MgO·Al_2O_3→MgO/MgO·Al_2O_3→CaO-MgO-Al_2O_3"的路径进行转变,LF出站得到的CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物与常规铝脱氧得到的CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物在结构组成存在差异:核心为纯MgO,中间层MgO·Al_2O_3,外层3CaO·Al_2O_3。     

轴承钢Ca-Mg-Al-Si-O体系中夹杂物生成的热力学研究

通过使用热力学软件FactSage系统地研究了轴承钢Ca-Al-Si-O、Ca-Mg-Si-O和Mg-Al-Si-O四元体系热力学平衡规律。结果表明,Ca-Al-Si-O四元体中,随着钢液中Al、Ca含量增加,钢液中夹杂物由Al_2O_3、2CaO·SiO_2和CaO·Al_2O_3·2SiO_2向2CaO·Al_2O_3·SiO_2、3CaO·Al_2O_3转变。当Ca含量较高时,会有极少量的CaO产生。在Ca-Mg-Si-O体系中,随着钢液中Ca、Mg含量增加,钢液中夹杂物主要有CaO·MgO·SiO_2、2MgO·SiO_2和3CaO·MgO·2SiO_2,钢液中Mg含量较高时,主要以钙镁的复合夹杂物和MgO为主。在Mg-Al-Si-O体系钢液中,通过提高钢液镁含量,可使GCr15钢液中Al_2O_3转变为MgO·Al_2O_3尖晶石夹杂物;镁含量过高时,可生成MgO夹杂物。     

连铸含铝钢中Al2O3夹杂物形态控制探讨

水口结瘤是连铸含铝钢面临的主要问题之一。针对连铸含铝钢钢水可浇性问题,首先分析了传统含铝钢中Al2O3夹杂形态控制的钙处理技术。在热力学计算的基础上,提出了高铝钢中夹杂物控制思路,认为采用转炉渣洗和合适的精炼渣而不用钙处理能保证钢水的可浇性。     

含钛超低碳钢连铸浸入式水口结瘤机理的研究

通过对含钛超低碳钢连铸浸入式水口结瘤物的物相及钢中夹杂物的类型进行分析,研究了浸入式水口的结瘤机理,并提出了改进措施。结果表明,浸入式水口的主要结瘤物为Al2O3和Fe Al2O4夹杂;钢中夹杂物主要为Al2O3-Ca S类、纯Al2O3类以及复杂的Al2O3-Mg O-Ca S-Mn S夹杂物,与水口结瘤物的物相一致。为了改进水口结瘤,其根本方法是降低钢液中Al2O3夹杂的含量。     

防止中间罐水口堵塞的技术

在连铸过程中中间罐水口堵塞限制了中间罐到结晶器的钢流,并可能导致浇铸中断。为此美国内陆钢铁公司研究了中间罐水口堵塞的机理。研究表明造成中间罐水口堵塞的主要原因是形成的Al_2O_3的堆积(从开始脱氧到结晶器之间均可能生成从Al_2O_3)。因此,必须控制钢水中的氧含量和每个处理过程中渣的成分。该公司采取了以下措施。 1)控制钢包中渣厚度。出钢时使用挡渣球,使流入钢包中的高FeO炉渣最少。由于改进了出钢口和安装电视摄象机,操作人员可最大限度地控制炉子转动。钢包中渣的厚度平均为60mm。     

铝镇静钢STW22板坯连铸水口结瘤的理论与实践

对STW22用钙处理钢水中生成夹杂物进行热力学计算,分析讨论了[Al]、[Ca][S]生成夹杂物影响和相互关系;在[Al]=0.020%～0.040%,[S]＜0.015%钢中主要生成低熔点C3A、C12A7.同时,通过合理底吹氩及改善钢包材质能显著减少钢水中Al2O3夹杂数量,有效控制铝镇静钢连铸水口结瘤.     

H13钢芯棒冲击韧性偏低的原因分析

H13钢作为钢管轧制用芯棒,对其冲击韧性有一定要求。生产中发现某电渣重熔H13钢芯棒冲击韧性偏低。本文通过光学显微镜以及扫描电镜等手段分析了钢中块状共晶碳化物以及非金属夹杂物。结果表明,冲击韧性低的主要原因是钢中存在带状组织、大块的共晶碳化物以及非金属夹杂物。非金属夹杂物中发现了带有棱角的(Ti,V)CN型氮化物、圆形的Al_2O_3和Ca O·Al_2O_3,以及包覆着Al_2O_3和Mg O·Al_2O_3核心的方形氮化物。     

Q235B板坯夹杂物研究

为提高某厂Q235B连铸板坯质量,采用金相法、无水溶液电解法及夹杂物自动扫描分析系统得出试样中夹杂物尺寸大多小于20μm,大于20μm数量少,其形貌多为不规则块状,小于20μm夹杂物为脱氧过程中产生的脱氧产物,成分为Al_2O_3-SiO_2或纯的Al_2O_3;大于20μm夹杂物是浇注过程中卷入的保护渣和钢水冲刷落入钢液的耐火材料,成分为CaO-Na_2O-Al_2O_3-SiO_2等硅酸盐及钙的铝酸盐。     

12Cr2Mo1V加氢钢表面缺陷分析

233 t 12Cr2Mo1V加氢钢锭超声检测时,发现水口端有?3～4 mm密集缺陷,解剖缺陷部位后采用扫描电镜能谱分析手段,确定了该缺陷主要为高熔点的MgO·Al_2O_3、CaO·MgO·Al_2O_3夹杂物。分析夹杂物来源,确定了钢锭无损检测不合格的主要原因,为冶炼生产高质量加氢钢锭提供依据。     

结晶器电磁搅拌电流对铝镇静钢中夹杂物去除的影响

针对超低碳铝镇静钢的不同处理阶段,即从精炼、中间包、结晶器到铸坯不同位置进行在线取样。采用扫描电子显微镜和能谱仪分析试样中夹杂物的类型及尺寸,结合钢包顶渣变化及连铸生产情况分析夹杂物的来源。对比分析了结晶器电磁搅拌的电流（400和500 A）对铝镇静钢中夹杂物去除的影响。研究表明：精炼处理后夹杂物以脱氧产物Al₂O₃为主,并伴有CaO夹杂,CaO来源于钢包顶渣与钢液中[Al]_sol的反应。中间包内夹杂物仍以Al₂O₃为主,复合少量MgO,后者源自中间包衬的侵蚀。与400 A搅拌电流相比,500 A搅拌电流下弯月面卷渣较多,但大尺寸的Al₂O₃夹杂物减少。     

硫含量对GCr15轴承钢中夹杂物的影响

基于FactSage热力学软件模拟了GCr15轴承钢钢液中[S]元素含量变化对夹杂物生成及转化的影响。结果表明:1 560℃时,钢液[S]含量小于0.01%可减少MgO和CaS夹杂生成;[S]含量低于0.005%可抑制CaO·Al_2O_3向MgO·Al_2O_3转化;钢液硫含量增加,大部分夹杂物开始析出温度增加;钢液硫含量低于0.006%可降低高熔点夹杂物最终析出量;高于0.006%后MnS夹杂及夹杂物析出总量大幅增加。     

30W1700薄规格无取向电工钢的夹杂物行为

通过氧氮分析、化学成分检测、扫描电镜观察和能谱分析,对不同工序下薄规格无取向电工钢30W1700中的典型夹杂物进行研究,结合钢液元素含量和夹杂物数量的变化分析30W1700钢中夹杂物形成机理以及分布规律。结果表明:30W1700钢冶炼过程中典型夹杂物为CaO、Al_2O_3、SiO_2、MgO、AlN;夹杂物尺寸在≤3μm占总量的80%以上,RH精炼有效去除了钢液中的大部分夹杂物。     

超低碳深冲钢冶炼全流程氧含量及夹杂物演变研究

采用氧氮测试仪和扫描电镜对超低碳深冲钢冶炼全流程中的氧含量及夹杂物进行了研究。结果表明,RH精炼过程中氧含量急剧下降,夹杂物由FeO转变为Al_2O_3类脱氧产物;中间包浇铸过程中含氧量受钢液液面剧烈波动的影响,夹杂物以Al_2O_3·TiO_x类夹杂为主;连铸坯中不同部位的含氧量与生产条件有关,夹杂物以铝钛夹杂为主。     

铝镇静冷镦钢浇注过程中连铸机水口结瘤的原因及预防

SWRCH10AB铝镇静冷镦钢浇注过程中,连铸机水口形成结瘤,影响了铸造生产的正常进行。为了找到水口结瘤的原因,对结瘤进行了XRF荧光分析和热力学计算。结果发现,钙处理生成的高熔点CaS在水口内壁集聚是导致水口结瘤的主要原因。为了预防水口结瘤,除了改进铸造工艺外,优化精炼渣系使钙处理前钢中硫的质量分数控制在0.003 3%以下。结果解决了水口结瘤问题,SWRCH10AB钢的连续浇注平均炉次从10炉提高到了16炉。     

高温烧结非稳态含钠铝酸钙矿相转变机理

在CaO、Al_2O_3摩尔比为1.0、Na_2O质量分数为12%和烧结温度为800～1350℃的条件下,研究Na_2O-CaO-Al_2O_3物料的物相转变、晶体稳定性、微观形貌及其与Na_2CO_3溶液的反应活性。结果表明:Na_2O掺杂将促进12CaO·7Al_2O_3向2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3的转化;Na~+取代优先生成的12CaO·7Al_2O_3结构中Ca~(2+)位置进一步转化成2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3;升高烧结温度有利于12CaO·7Al_2O_3向2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3的转化速率,同时也会增大Na_2O的烧损,从而降低2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3的生成量;烧结温度为1350℃、时间为2.0 h时,Na_2O-Ca O-Al_2O_3物料的物相组成为12CaO·7Al_2O_3和2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3,Al_2O_3的溶出性能良好,约为98%。