钙处理对高碳铝镇静钢中夹杂物的影响

 为了研究高碳含硫铝镇静钢中夹杂物的控制策略,利用ASPEX自动扫描电镜研究了钙处理对高碳铝镇静钢中夹杂物形貌、成分等特征的影响。结果表明,钙处理后夹杂物并未由LF精炼结束时的MgO·Al2O3转变为低熔点钙铝酸盐,而是转变为[x(MgO·Al2O3)·(1－x)CaS]复杂成分体系,夹杂物中MgO/Al2O3的质量比维持在1[∶]3不变。原因在于,钢液中[w([S])/w(T[O])]比较高,导致钙主要与硫结合生成CaS,而较少参与MgO·Al2O3的改性;精炼渣碱度低使得钙无法还原MgO。在此基础上对钙处理时夹杂物的生成与转变机理进行了讨论。     

低碳铝镇静钢LF精炼工艺的研究

为了优化低碳铝镇静钢的LF精炼工艺,研究了LF轻处理、LF精炼(不钙处理)和LF精炼+钙处理三种模式对夹杂物、产品性能、综合成本和生产过程的影响。结果表明LF轻处理的材样中典型夹杂物是铝酸盐+MnS复合夹杂,LF造渣精炼时典型夹杂物是铝酸盐+CaS复合夹杂。不同精炼模式下材样中氧含量基本相同,力学性能没有明显差异。虽然LF轻处理模式下产品洁净度好、综合成本低,但是连铸过程中容易造成塞棒上涨与水口结瘤。因此,生产低碳铝镇静钢时应采用LF精炼(不钙处理)的模式,当生产量较少或浇次末期时,可以考虑采用LF轻处理模式。     

铝镇静钢钙处理后氧化铝夹杂物变性动力学模型

将Al₂O₃以及固态的钙铝酸盐均视为未反应核,确定铝离子在液态钙铝酸盐层的扩散是铝镇静钢钙处理后Al₂O₃夹杂物变性的限制性环节,由未反应核模型建立了Al₂O₃夹杂物变性的动力学模型,并且通过热力学分析计算了模型参数.模型结果显示：随着Al₂O₃夹杂物直径的增大,其完全变性为液态钙铝酸盐的时间大幅延长.钢液中Ca在一定范围内增加,不仅在热力学上有利于Al₂O₃变性,也使其变性速率迅速增大,但Ca超过一定值时对变性速率促进减弱.温度升高不利于Al₂O₃夹杂物变性反应,从而使变性的驱动力减小,对夹杂物变性促进作用不很明显.模型结果与工业试验和夹杂观察结果基本相符.     

铝镇静钢钙处理后碰撞行为对Al2O3夹杂物变性的作用

 对铝镇静钢LF精炼钙处理后不同时期取钢样,通过SEM-EDS观察钢样中夹杂物,分析钙处理后铝镇静钢中夹杂物变性机制,并提出了一种夹杂物变性的碰撞机制：在钙处理后,由于钙浓度在钙气泡周围较高形成了CaO类夹杂物, 其与钢液中已有的Al2O3类夹杂物相互碰撞结合在一起,然后二者发生化学反应变性为低熔点的液态夹杂物。通过相图分析从理论上指出：Al2O3类夹杂物可与CaO通过碰撞变性,且其变性机制和控速环节与Al2O3类夹杂物通过与钙发生还原反应的变性不同。夹杂物碰撞使变性速率大大加快,几分钟之内即可良好变性。在本次试验中,约有21%的Al2O3类夹杂物通过与CaO碰撞发生变性。实验室试验和其他研究者的工业试验结果均证明：在二次精炼过程中,通过往钢包中喂入CaO类粉末可以使Al2O3夹杂物变性。     

钙处理对铝镇静钢中非金属夹杂物变性效果的影响

通过对LF前-LF后-中间包-连铸工艺生产40Cr钢各环节系统取样,以及电子显微镜对夹杂物的形貌、尺寸及组成的分析,发现40Cr铸坯中含有大量CaO(CaS)-Al₂O₃-MgO类复合夹杂.采用Factsage计算得到的CaO-CaS-Al₂O₃三元相图对钙处理后CaO(CaS)-Al₂O₃夹杂形成过程进行了理论计算;并对实际发现的CaO(CaS)-Al₂O₃-MgO类复合夹杂物的面扫描分布进行描边处理,探讨了该类夹杂物的组成和形成过程.经Factsage理论计算发现,CaO-CaS-Al₂O₃三元相图中液相区各成分质量分数为CaO 32%~58%、CaS 0%~5%以及Al₂O₃42%~65%,钙处理后CaO含量有逐渐增加,CaS含量有逐渐减小趋势.结合夹杂物的面扫描分布发现,CaO(CaS)-Al₂O₃-MgO类复合夹杂物的组成为xCaO·yAl₂O₃+mMgO·nAl₂O₃+Al₂O₃+CaS,钙处理后Ca能够使Al₂O₃变性为CaO-Al₂O₃,但同时夹杂物中也有很高的CaS成分,随着钙处理的充分进行,CaS将由内及外向CaO-Al₂O₃逐渐转变.     

非钙处理对高等级齿轮钢夹杂物的影响

 为解决水口堵塞、B类夹杂物超标及控制Ds类夹杂物,通过热力学计算和工业试验研究了SCr420H齿轮钢钙处理与非钙处理对中间包夹杂物的影响。研究发现,非钙处理炉次中间包夹杂物数量低于钙处理炉次。非钙处理炉次中间包夹杂物主要为棱角状镁铝尖晶石;钙处理炉次夹杂物主要为Al₂O₃-CaO-MgO与CaS复合球状夹杂物。优化工艺后非钙处理炉次中间包高熔点尖晶石类夹杂物数量大幅降低,水口堵塞及B类夹杂物问题得到解决。非钙处理圆钢夹杂物评级结果为,A类不大于0.5,B类不大于0.5级,C类为0,D(细)类不大于1.0级,D(粗)类不大于0.5级,Ds类不大于1.0级。     

铝镇静钢中夹杂物钙处理改性及其影响因素

 钙处理广泛应用于铝镇静钢中非金属夹杂物的改性,但在工业实践中的改性效果差别很大。为了探究钙处理效果差异的原因,通过工业试验和热力学计算研究了铝镇静钢钙处理前后非金属夹杂物的演变,并讨论了钙处理改性夹杂物的影响因素。结果表明,浇铸末期钢液中的T[O]和T[N]质量分数分别为0.002 9%和0.003 9%。精炼前期钢中夹杂物Al₂O₃质量分数达90%以上,钙处理后,钢液中钙质量分数快速增加至0.002 5%,同时夹杂物中CaO质量分数由钙处理前的4%迅速增加到23%,Al₂O₃质量分数由钙处理前的82%降低至70%,夹杂物由团簇状Al₂O₃转变为球形的Al₂O₃-CaO复合夹杂物,夹杂物平均成分靠近液相区。由于二次氧化,浇铸时钢中的T[O]和T[N]含量升高,夹杂物的尺寸和数密度增加,因此,需要加强钢液的保护浇铸。在连铸与轧制过程中,夹杂物中CaO质量分数由中间包中的20%增加至轧材中的37%,Al₂O₃质量分数由中间包内的77%降低至56%,夹杂物的平均成分向液相区移动,但夹杂物类型不发生改变,仍为球形的钙铝酸盐。通过热力学计算得到本研究中试验钢种夹杂物“液态窗口”对应的钙质量分数为0.001 1%～0.002 8%,此外钢液成分对钙处理的“液态窗口”影响很大。随着钢液中T[O]含量升高,“液态窗口”变宽,但所需喂钙量增加;随着钢液中T[S]含量增加,“液态窗口”变窄;钢液中的T[Al]含量对“液态窗口”无明显影响。     

CSP生产低碳高铝钢钙处理与可浇性的控制

系统研究了国内某钢厂CSP生产的低碳铝镇静钢钙处理前,钙处理后成分、尺寸和类型的变化,从热力学上分析铝脱氧钢中Al2O3夹杂物变性机制及夹杂物中CaS合理控制的条件,并对钙处理后钢水可浇性进行了研究,研究发现,现有工艺条件下钢中[Ca]的质量分数为0.002 6%~0.003 5%较合适,最佳喂钙线长度在284~386m,此时夹杂物中CaS的质量分数在7%以下,且无单独CaS析出,SEN连浇15炉以上。     

低碳铝镇静钢LF精炼工艺优化

针对武钢条材总厂一炼钢分厂生产低碳铝镇静钢LF精炼工艺存在的脱硫率低、易堵水口等问题,为兼顾脱硫和去除夹杂物,选取了LF精炼终渣。通过采取LF迅速造白渣及控制熔渣成分、温度、节奏、钙处理等优化工艺,提高了铝镇静钢LF脱氧、脱硫率及去夹杂能力。同时加强过程温度控制,更好地发挥LF在生产低碳铝镇静钢精炼过程中的作用。     

CSP工艺轧制低碳锰钢组织演变模拟

为了选择合适的模型来模拟CSP工艺轧制低碳锰钢的组织变化,首先采用Jonas、Sellars、Saito、Yada等人开发的模型进行模拟,然后采用轧卡试验进行了工业试验验证.轧卡试验和计算结果表明:Jonas模型预测的晶粒尺寸在第一道次较实测值偏小,而在最后几道次较实测值偏大;Yada模型预测值较实测值偏小;Sella...     

Heat treatment process of 30CrMo hot rolled steel produced by CSP process

The effect of heat treatment processes on microstructure and mechanical properties of 30CrMo hot rolled steel produced by CSP (compact strip production) process were investigated. The results show that the martensite is obtained in the experimental steels by oil quenched from 900?? after holding for 15min and 60min. And the samples which oil quenched from 900?? after holding for 15min have the better mechanical properties after tempering at different temperatures. With the increase of tempering temperature, the decomposition of martensite accelerated that resulted in the lath character of martensite gradually disappeared and the precipitation of cementite in matrix. When the tempering temperature increased from 200?? to 600??, the tensile strength decreased from 1744MPa to 949MPa and the hardness of the experimental steel decreased from 50. 8HRC to 35. 3HRC.While the elongation first decreased and then increased, the yield strength first increased and then decreased. When the tempering temperature is 300??, the experimental steel has the maximum yield strength and theminimum elongation which are 1421MPa and 7. 5%, respectively. Moreover, the model was developed to predict the hardness of experimental steel after tempered at different temperatures for 120min. The calculated results were in good agreement with the experimental results.     

超低碳铝镇静钢方坯连铸工艺

为了对超低碳铝镇静钢的生产工艺进行优化研究,结合某钢铁厂的现有工艺装备和条件,经过大量试验研究,确立了转炉-LF-RH-连铸机的工艺路线,并实施转炉初炼钢水质量控制、钢包顶渣改制及成分控制、RH工艺优化及钙处理等工艺优化措施.工艺流程优化后,控制转炉初炼钢水出钢氧的质量分数为0.04%~0.08%,终点碳0.03%~0.05%%,钢包顶渣改制后FeO+MnO<3%,钙处理钢中Ca的质量分数达到0.002%~0.003%,解决了方坯连铸中包水口絮流的技术难题,实现了超低碳铝镇静钢方坯顺利浇铸,连浇炉数达到8炉以上,达到了成品碳含量[C]<50×10^-6,全氧含量≤ 30×10^-6的较好质量水平.     

低碳铝镇静钢转炉炼钢低温脱磷工艺

对转炉脱磷进行热力学与动力学分析,介绍了低碳铝镇静钢转炉低温脱磷生产工艺,对该生产工艺过程参数进行了统计分析,并对过程炉渣进行了SEM、EDS、XRD分析.结果表明:通过降低平均出钢温度至1 617 ℃,碱度控制在2.4～3.0,TFe质量分数控制在12％～15％,转炉后期脱磷效率大大加强,冶炼后期调渣后TSC阶段渣钢...     

CSP流程低碳低硅铝镇静钢精炼渣成分优化

通过热力学分析和计算,得出紧凑式带钢生产技术（CSP）流程低碳低硅铝镇静钢优化精炼渣成分（质量分数）为：CaO 50%~55%,Al₂O₃ 30%~36%,SiO₂ 1%~6%.在[Al%]=0.03时与之平衡的钢液成分为：[Si]0.2%~0.4%,氧活度（a_[O]）小于4.5×10^-6,[Ca]2×10^-5~4×10^-5.优化的精炼渣有很好的脱氧、脱硫和控硅能力,同时其有较低的熔点,优良的流动性和吸收夹杂物能力.实验室渣-钢平衡实验和工业试验均证明,优化的精炼渣系能够很好地控制钢液成分和夹杂物,有效提高钢水的洁净度.使用优化渣系后冷轧板由于表面质量问题而降级使用的比率由原来的1.23%降低为0.8%,而且吨钢钢包（LF）精炼成本降低了4.30元,接近10%.     

CSP生产600MPa级低碳贝氏体钢的相变

以低碳Nb、V、Ti、Mo和Cr合金化贝氏体钢为研究对象,在Formaster-Digital膨胀仪上测定了过冷奥氏体的静态CCT曲线;在Gleeble-1500热/力模拟机上,用膨胀法测定了奥氏体的动态CCT曲线;采用扫描电镜和透射电镜分析了贝氏体钢的室温组织演变规律.结果表明:合金元素抑制奥氏体向铁素体转变,在冷却速度大于10℃·s^-1的范围内,静态CCT和动态CCT的室温组织均为贝氏体,具有较高的强度;奥氏体变形促进了贝氏体转变,贝氏体转变开始温度为610~668℃,终了温度为520~551℃.     

不同RH冶炼工艺对低碳铝镇静钢洁净度的影响

对比分析了生产低碳铝镇静钢采用RH两种不同处理模式的工艺特点和洁净度差异,结果表明:工艺路线1的RH到站渣中w(T.Fe+Mn O)=5%~12%,而工艺路线2的RH到站渣中w(T.Fe+Mn O)稳定控制在2%以内,工艺路线1精炼过程中w(Als)损失较工艺路线2高约54×10-6;工艺2夹杂物有效去除时间平均为64 min高于工艺路线1的45 min;工艺路线1结晶器钢水w(T.O)较工艺路线2高13×10-6,工艺路线1结晶器钢液中的夹杂物分布面积比高于工艺路线2,同时工艺路线1钢水样中,尺寸在5μm以上的夹杂物占10.6%,高于工艺路线2的3.6%。针对不同RH精炼工艺分别提出了相应的优化措施。