钙处理对硅脱氧弹簧钢55SiCr氧化物夹杂的影响

摘要：为了将硅脱氧弹簧钢中SiO2类高熔点硬质夹杂改性成低熔点夹杂物,在炼钢生产中进行了钙处理试验。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧弹簧钢55SiCr在正常工艺与钙处理工艺处理后的铸坯、盘条中氧化物夹杂的成分、尺寸、数量、形貌进行检测,统计分析2种工艺下夹杂物尺寸、夹杂物轧制变形性的差异,并通过弹簧钢丝Nakamura旋转弯曲疲劳测试对比2种工艺下夹杂物控制水平。分析结果表明：硅脱氧弹簧钢55SiCr钙处理工艺后氧化物夹杂主要为CaO SiO2 (CaS)类,尺寸较大,且此类夹杂物在盘条轧制过程中不易变形细化,最终恶化弹簧钢疲劳性能;正常工艺处理后氧化物夹杂尺寸随着夹杂物中Ca含量升高有增大倾向,CaO SiO2 Al2O3系相图中方石英、磷石英与莫来石交界区的夹杂物轧制变形性优于假硅灰石和钙长石共熔区的夹杂物。     

钙处理对硅脱氧弹簧钢55SiCr氧化物夹杂的影响

为了将硅脱氧弹簧钢中SiO_2类高熔点硬质夹杂改性成低熔点夹杂物,在炼钢生产中进行了钙处理试验。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧弹簧钢55SiCr在正常工艺与钙处理工艺处理后的铸坯、盘条中氧化物夹杂的成分、尺寸、数量、形貌进行检测,统计分析2种工艺下夹杂物尺寸、夹杂物轧制变形性的差异,并通过弹簧钢丝Nakamura旋转弯曲疲劳测试对比2种工艺下夹杂物控制水平。分析结果表明:硅脱氧弹簧钢55SiCr钙处理工艺后氧化物夹杂主要为CaO-SiO_2-(CaS)类,尺寸较大,且此类夹杂物在盘条轧制过程中不易变形细化,最终恶化弹簧钢疲劳性能;正常工艺处理后氧化物夹杂尺寸随着夹杂物中Ca含量升高有增大倾向,CaO-SiO_2-Al_2O_3系相图中方石英、磷石英与莫来石交界区的夹杂物轧制变形性优于假硅灰石和钙长石共熔区的夹杂物。     

宽厚板立轧非均匀塑性变形机制

摘要：为探索高碳硅镇静钢中失效夹杂物的检测方法,通过大量分析切割钢丝拉拔断口明确了失效夹杂物类型,同时利用失效指数验证金相观察法、电镜分析法、极值统计法、电解法、盘条拉伸法等评价夹杂物的有效性。结果表明,以帘线钢、切割钢丝用钢为代表的高洁净度高碳硅镇静钢,失效夹杂物以高铝夹杂物为主,尺寸集中在10～40μm。断口分析是失效夹杂物的最直接评价方法,但耗时长。金相制样法评价失效夹杂物往往与实物质量不符。有机溶物电解法可以用来分析冶炼过程高铝夹杂物变化,为失效夹杂物控制提供方向。未时效盘条拉伸实验,可快速检测出高碳钢盘条中大尺寸夹杂物。     

高碳硅镇静钢中失效夹杂物检测方法的探讨

为探索高碳硅镇静钢中失效夹杂物的检测方法,通过大量分析切割钢丝拉拔断口明确了失效夹杂物类型,同时利用失效指数验证金相观察法、电镜分析法、极值统计法、电解法、盘条拉伸法等评价夹杂物的有效性。结果表明,以帘线钢、切割钢丝用钢为代表的高洁净度高碳硅镇静钢,失效夹杂物以高铝夹杂物为主,尺寸集中在10～40μm。断口分析是失效夹杂物的最直接评价方法,但耗时长。金相制样法评价失效夹杂物往往与实物质量不符。有机溶物电解法可以用来分析冶炼过程高铝夹杂物变化,为失效夹杂物控制提供方向。未时效盘条拉伸实验,可快速检测出高碳钢盘条中大尺寸夹杂物。     

换包后中间包内夹杂物运动行为

采用数值模拟与工业试验相结合的研究方法,分析中间包在换包后包内夹杂物颗粒在非等温条件下的运动行为。研究结果表明,换包后,钢中不同尺寸的夹杂物有分离趋势,且小于50μm夹杂物的去除条件逐渐变差。在浇注中后期,小于50μm夹杂物倾向于跟随流体沿中间包底部流出中间包,夹杂物的去除效果进一步变差。工业试验结果表明,通过在中间包底部吹入氩气的方式,改善了换包后夹杂物去除的不利影响。中间包底吹氩气前,大于50μm夹杂物的数量密度为0.008 8个/mm~2;中间包底吹氩气后,铸坯中大于50μm夹杂物的数量密度为0.002 5个/mm~2。     

28MnCr5冶炼过程钢中夹杂物的变化情况研究

通过SEM、EDS和大样电解试验对28MnCr5冶炼过程中夹杂物的大小、形貌、数量进行了分析。结果表明：LF精炼后夹杂物多为钙镁铝氧化物及硫化钙夹杂,夹杂物的尺寸较小,多为1μm～3μm,形状为方形。经VD处理后,较LF阶段夹杂物尺寸增大,夹杂物的组成多是钙镁铝尖晶石类及MnS夹杂。连铸过程中夹杂物的成分主要为MgO-Al2O3-MnS-MnO系夹杂物,夹杂物多呈圆形,其尺寸在3μm～6μm。通过大样电解发现大部分大型夹杂物都是多元复合夹杂物,颗粒粒径多在100μm以上,对钢材性能影响极大。     

H08A焊丝钢夹杂物演变规律分析

为了提高H08A焊丝钢的拉拔性能和焊接性能,对该钢种全流程进行取样分析,利用扫描电镜观察夹杂物的形貌,统计数密度,利用夹杂物自动分析系统对夹杂物成分变化和成分分布进行分析,利用FactSage热力学软件分析夹杂物低熔点区域分布。结果表明,钢中全氧含量可间接反映出夹杂物数密度水平,若没有LF精炼和中间包保护浇铸,铸坯中全氧很难达到要求的0.005%。夹杂物类型主要是硅锰铝氧化物的复合夹杂物,脱氧合金化后,夹杂物成分趋于稳定,大尺寸夹杂物多为MnO-SiO₂-Al₂O₃,尺寸最大达到70 μm。钙收得率不高,在夹杂物中没有发现典型钙氧化物夹杂物。夹杂物主要是球形,大尺寸夹杂物总量较多,中间包和铸坯中80 μm以下大尺寸夹杂物占比较小,80 μm以上大尺寸夹杂物占比为87.6%~87.9%。     

Study on cleanliness of SPHC steel by CSP process

用金相观察、扫描电镜、电子探针和大样电解等对SPHC钢中非金属夹杂物进行研究。结果表明：铸坯中叫（T．O）=（28-33）×10-6 W（N）=（30-43）X10;中间包到铸坯单位面积内夹杂物平均个数由8．9793降低到7．3442个／mm2,中间包钢液及铸坯夹杂物粒径小于10μm的比例均为93％;中间包钢液中每10kg中大型夹杂物为6．8mg正常生产情况下,铸坯中大型夹杂物减少到5．9mg;发生卷渣时,大型夹杂物大幅上升,达到12．3mg,且100-280μm的夹杂物达到26．32%;中间包中夹杂物主要为脱氧产物以及脱氧后形成的复合夹杂物,铸坯中主要为复合夹杂物,中间包和铸坯中大型夹杂物主要为硅铝酸盐类复合夹杂物和硅酸盐类,并发现Mg、K等元素,说明中间包衬被侵蚀、结晶器发生卷渣现象。     

切割丝用盘条非金属夹杂物对比分析

 借助Aspex Explorer全自动分析技术对日本神户制钢和国内某钢铁厂所产切割丝用盘条的夹杂物分析检测,详细讨论氧化物夹杂的尺寸、数量密度、成分以及形态。结果表明：神户所产盘条中夹杂物数量少、横截面尺寸均在5 μm以下,存在两类夹杂物,即富SiO2的SiO2-MnO-Al2O3-(R2O,R＝Na、K)系和低熔点的CaO-SiO2-Al2O3-MnO-(MgO)系夹杂物,两类夹杂物沿轧向均能很好变形,国内某厂所产盘条中夹杂物也分为两类：SiO2-MnO-Al2O3以及CaO-SiO2-Al2O3-MnO-(MgO),夹杂物数量多,变形差且检测到横截面尺寸5 μm以上的夹杂物。盘条化学成分分析表明,神户盘条中[w([Al]s)]为0.000 4%～0.000 6%,[w(T[O])]为0.001 2%～0.001 3%,国内盘条[w([Al]s)]为0.000 5%～0.000 6%,[w(T[O])]为0.001 5%～0.001 6%。     

高碳钢82B微镁处理工艺研究

以生产钢绞线用高碳钢82B为研究对象,研究了镁处理对于高碳钢中夹杂物的改性效果。研究表明,高碳钢82B经过镁处理后,钢中的非金属夹杂物成分和尺寸均发生明显变化。夹杂物由镁处理前的CaO-SiO_2-Al_2O_3系复合夹杂物转变为CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO系,夹杂物中SiO_2含量明显降低。随着钢中Mg含量的增加,盘条中小于3μm的夹杂物数量显著增加,大于5μm的夹杂物数量显著降低。镁处理后盘条的抗拉强度提高了17%左右。热力学计算表明,夹杂物中MgO含量增加可扩大夹杂物液相区面积,但MgO质量分数不宜高于22%。因此,依靠镁处理工艺来细化钢中的夹杂物,可以显著降低高碳钢盘条拉拔过程中非金属夹杂物的危害,生产出高质量的钢绞线产品。     

RH精炼真空度对超低碳钢夹杂物去除的影响

 大尺寸非金属夹杂物是引起超低碳钢冷轧钢板表面线状缺陷的重要原因。以IF钢为例,铸坯中大尺寸夹杂物主要有3类,即结晶器保护渣卷入后被凝固坯壳捕获;连铸过程中钢水二次氧化产生且未上浮去除的;钢液中未充分去除的夹杂物在浸入式水口处粘连、堵塞,后续堵塞物脱落被凝固坯壳捕获。钢液一次脱氧生成的夹杂物中,不低于100 μm的夹杂物在RH处理过程中较容易去除,100 μm以下的夹杂物受钢液的流动影响较大,特别是不超过20 μm的夹杂物由于其上浮时间长、钢液流动的跟随性好,去除难度较大。RH是超低碳钢最重要的精炼设备,也是夹杂物去除的关键环节,研究RH去除20 μm夹杂物的新技术具有重要的意义。研究了RH脱碳结束加铝后真空度对夹杂物去除的影响,创新性提出了低真空度去除不超过20 μm夹杂物的新技术。研究结果表明,与高真空度处理工艺(常规工艺)相比,低真空度(压力5 kPa)处理的钢液中夹杂物数量降低更显著,中间包钢液总氧质量分数平均降低0.000 2%,钢液增氮水平相当。冷轧钢板因炼钢原因导致的线状缺陷降级率比常规工艺降低了29%。夹杂物在钢液中的跟随性理论分析表明,低真空度处理工艺下RH内钢液循环流量和钢液流速减小,降低了RH处理过程中夹杂物随钢液的跟随性,提高了不超过20 μm夹杂物的去除效率,有效改善了水口堵塞程度、提高了轧板表面质量。     

Non-Metallic Inclusions in HSLA Steel-Origin,Detection and Refractory Systems to Improve Cleanness

HSLA steels need extremely low levels of tramp elements like P,S,H and O t.During tapping the steel is deoxidized with aluminum and in the secondary metallurgy sulphur (< 10 ppm) and hydrogen (< 1 ppm) are extracted.After tank degassing the steel is strongly Ca-treated by wire feeding to form CaS instead of MnS.Non-metallic inclusions in the steel and centre segregation with MnS are sinks for hydrogen which result in HIC (Hydrogen Induced Cracking).Therefore these steels ask for excellent oxide cleanness and S-contents of < 10 ppm.Macro inclusions of > 50 μm are harmful for the product.These large inclusions are seldom and difficult to be detected.Small inclusions of < 15 μm do no harm to the product.The origin of non-metallic inclusions is,roughly spoken,one third each of de-oxidation-/reoxidation products,refractory and casting powder.Slag carry-over is mainly avoided by sensitive electronic devices.Slag covers and shrouding systems of the steel stream during the transfer of metal between ladle,tundish and mold are effective to avoid reoxidation.Systems to control the flow of steel in tundish and mold favor the floatation of inclusions and their even distribution in the strand.     

连铸开浇首炉二次氧化程度对比与分析

对比了两种不同中间包氩气置换方式的效果,方案一采用氩气杆的方式置换中间包内腔的空气,方案二采用中间包盖氩气管和氩气杆的共同作用的方式置换中间包内的空气。选择相同的钢种、规格、置换时间及管道压力,开展工艺试验。通过比较得出：(1)方案二更能有效地置换中间包内腔的空气,减少二次氧化的概率;(2)方案二的氧含量、氮含量、Als/Alt、钢中夹杂物等指标均优于方案一,说明方案二的保护浇注效果更好;(3)方案二可有效预防10μm以下夹杂物的产生,尤其是2μm≤X<5μm的小颗粒夹杂物。     

极值法在高品质齿轮钢夹杂物评价中的应用

 为了获得高品质齿轮钢中更加确切的夹杂物信息,并评价齿轮钢中的夹杂物,选择高品质Mn-Cr系齿轮钢为研究对象,分别利用评级法、电镜检验法、极值法等对钢中夹杂物进行了研究。结果发现,评级法、电镜检验法获得的氧化物夹杂尺寸分别在16、23 μm以下,尺寸相对较小。而通过扫描电镜大面积检测分析,试验钢中最大氧化物夹杂等效尺寸达到34.2 μm。进一步利用Gumbel统计极值法对试验钢中最大夹杂物预测,在99.9%概率条件下,试验钢中最大夹杂物尺寸为62.1 μm。99.9%的概率条件相当于约100 000 mm2检测面积,对于工业及常规科研检测分析已足够充分。     

42CrMo钢大尺寸夹杂物的来源与控制

针对42CrMo合结钢轧材超声波探伤合格率低的问题,利用扫描电镜等设备对探伤不合样品进行分析,发现探伤不合样品中有直径为100 μm左右的球形夹杂物或者尺寸为1 000 μm左右的长条形夹杂物.通过钢液内生夹杂和生产过程接触的原辅料的分析比对,认为大尺寸夹杂物主要由于外来夹杂进入钢液中,最终造成轧材探伤合格率低.通过增...     

异型中间包结构优化对帘线钢夹杂物的影响

为了解决帘线钢中因大颗粒夹杂物导致的拉拔断裂问题,通过水模型研究结果对异型中间包结构改进优化,并将优化异型中间包结构进行工业试验。结果表明,挡墙优化结构后,去除夹杂物的效果明显提高,采用优化的挡墙中间包生产的帘线钢铸坯中夹杂物尺寸不大于10 μm比例为87.95%,平均尺寸为6.7 μm;大颗粒的高MgO类和高SiO2类夹杂物已得到有效去除,盘条中B细不大于0.5级比例达到97.56%。     

帘线钢盘条全氧含量控制技术

从转炉冶炼、LF精炼以及连铸工艺角度,对帘线钢盘条全氧含量控制技术进行了研究,形成了以转炉高碳出钢、夹杂物塑性化处理、钢液弱吹氩、增加连浇换包过程钢液重量和连铸保护浇注等为特点的控制技术,使鞍钢帘线钢盘条全氧含量控制在0.001 5%~0.002 0%。     

Formation and evolution of macro inclusions in IF steels during continuous casting

The evolution of macro inclusions during continuous casting was investigated by large-area inclusion characterization using ASPEX and analysis of nozzle blockage deposits. Six kinds of inclusions over 5?μm were observed in samples taken from the tundish and the slabs: single alumina particles, alumina dendrites, refractory-related alumina, alumina associated with bubbles, alumina clusters and Al–Ti complex oxides. By examining the morphology of the nozzle blockage deposit, it was concluded that the refractory-related alumina in the slabs came from the decarburization layer washed away by the steel stream. Some of the alumina clusters that came from the nozzle blockage deposit dislodged by the steel flow, were formed by the agglomeration and sintering of 5–20?μm inclusions that were carried over from the tundish. Two kinds of Al–Ti oxides were found in the tundish, and their evolution mechanisms during the casting process were proposed.