钙处理工艺对钢中夹杂物的影响
RH-喂线钙处理的管线钢X80非金属夹杂物变性效果分析
第3 1卷第 5期 21 0 0年 1 O月
特 殊 钢
S E I T EL P C AL S E
Vo . 1 No 5 13 . .
O tb r 2 0 ・5l・ co e 01
RH- 线 钙 处 理 的 管 线 钢 X 0非 金 属 夹 杂 物 变 性 效 果 分 析 喂 8
cre u.R sl hw ta teaeae[ a fret et o ie n t l 8 s 1×1 ad{ ]i 2 a i o t eut so t h vrg c ] o sh a f pl es e X 0i 4 rd s h t s p i e 0 n S s 3×1 0
林 路 包燕 平 刘 院 , 北京 10 8 ) 0 0 3
摘 要 在 钙 处 理 对 夹 杂 物 变 性 作 用 进 行 分 析 的基 础 上 , 合 钢 厂 生 产 X 0管 线 钢 ( : .8 ≤ 18 Mn 结 8 % ≤0 0 C、 .5 、
RH—CC工序20CrMnTi钢中夹杂物的试验研究
卜—一 平 方 毫米 上 当量 直 径 为 B的夹 杂 物 每
2 检验与试验
21 取样 .
的个数,个;
d广一 不 同尺寸范 围夹 杂物 的平均 直径 ,进
行 2—1 i、 1 0 n 0~2 m、2 0 0~3 m、3 0 0~
在 正 常 生 产 工 艺 条 件 下 ,连 续 4炉 钢 分 别
得 出 以下 结论 :R H真空 循 环时 适 当提 升气 量有
由式 1 计算 出 4炉试验钢各工序钢 中显微 夹杂物含量均值 ,并编绘成图 4 。由图 4 可知 , 经R H真空循环后 ,钢 中夹杂物数量下降明显 ;
钙处 理 软 吹后 ,夹 杂物 略 有 回升 ;中包 浇铸 3 0
利于夹杂物去除 ;真空循环 2 i 可将钢 中能 4rn a 够去除的夹杂 物几乎全部去除 。真空循 环过程 由于碰撞使钢 中小颗粒夹杂物( 粒径 < m 不断 5 )
R H进站 R H钙处理前 R H软吹结束 中包 3mn 中包浇铸 3rn 0i 0i a
含 量下降 比较 明显 。但 由于受 连铸保 护浇铸 、
水 口密封效果较差的影 响 ,中包全氧 、氮含量
图 4 各工序钢中显微夹杂物含量变化情况
3 . 各工序钢水洁净度分析 .3 3
通过执行 R H真 空循 环 ,喂钙 线夹杂物 改
关键词 :2 C M T 钢 ;R 0 rni H精炼 ;连铸 ;夹杂物 ;全氧 ;氮
Ex e i e tS u y o p rm n t d n RH - CC o e u e f r I cu i n i Pr c d r o n l so n 2 Cr n t e 0 M TiS e l
真 空 循 环对 去 除钢 中全 氧 、氮及 夹 杂 物 效
钢水钙处理的目的与其在实际生产中的应用
钢水钙处理的目的与其在实际生产中的应用获得更高纯净度、更高均匀性的产品是目前钢铁生产和研究的热点,是冶金技术的发展方向。
就目前的生产技术条件,钢中杂质元素含量的控制已经达到较高水平。
而随着钢水中杂质元素含量的进一步降低,钢中夹杂物对钢铁产品产生的不良影响作用就更加明显,因此,根据产品的不同质量要求来控制和改善钢中夹杂物的性状就显得尤为重要。
1钙处理的意义在实际生产中最为典型、应用最为广泛的夹杂物变性处理技术是铝脱氧钢的钙处理。
钢水中铝含量越高,可能生成的Al2O3也越多,也就越易产生水口结瘤现象。
铝脱氧后,Al2O3与钢水中的残铝达到了化学平衡状态,再通过钙处理可以将钢中Al2O3夹杂转变成低熔点的复合氧化物,有利于其聚合长大从钢水中排除,不仅可以防止水口冻结,而且可以减少钢中氧化物夹杂的数量;同时,滞留在钢中的夹杂物其形状几乎为圆形并无规则地分布于钢中,可以减轻对钢性能的危害。
2水口结瘤的现状根据近几年的生产实践,连铸机发生中包水口结瘤时造成拉速降低、结晶器液面波动范围扩大、铸坯表面缺陷增加,以至水口堵塞、钢水低温回炉、甚至停机等事故。
根据对应的钢水成分以及当时的生产状况和结瘤物成分做了定量分析,从中得到一定规律并指导今后的操作,不断优化钢水的钙处理工艺,从根本上避免水口结瘤现象的发生。
2.1水口结瘤原因为保证钢水中低的含氧量,采用钢水铝终脱氧工艺,脱氧后的钢水中会残留一定量的铝,不同的钢种残铝含量也不相同。
观察由于结瘤换下的浸入式水口,从渣线处的横向断层可发现:水口壁呈三层结构。
最外层为原质层,原质层外侧的渣线部位稍有侵蚀。
内层则侵蚀不明显,有玻璃相烧结层,颜色较深、光滑致密,厚度3~5mm。
烧结层内附着了10~13mm厚的疏松结瘤物质。
这层物质比较粗糙,呈颗粒状聚集,使水口内壁凹凸不平,结瘤物颜色也深浅不一。
由铁和灰白色或茶红色颗粒组成的,分析这些疏松的附着物,颗粒内部成分为Al2O3。
而在Al2O3颗粒的外围,则形成了FeAl2O4。
RH精炼添加钙合金去除硅钢夹杂物研究
武
汉
科
技
大
学
学
报
Vo 1 . 3 6。 No . 2
Ap r . 201 3
J o u r n a l o f Wu h a n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
物, 后者或单独存在 , 或 同 A1 N、 C a S 夹 杂 复合 ; 粒径为 5 ~i 0 f m 区 间, 钢 中的 夹 杂 物 基 本 以 钙 的 氧 、 硫 化 物 为 主 。 与钙 处理 前 相 比 , 钙 合 金 添加 量 为 0 . 6 7 、 1 . O 0 、 1 . 6 7 k g / t 钢 时, 粒径 小 于 1 . 0 p _ m 的微 细 夹 杂 物减 少幅 度分别为 6 8 . O 6 、 8 7 . 5 O 、 9 4 . 9 4 。钙 合 金 添 加 量 为 1 . 6 7 k g / t 钢 时, 可 以 去 除 钢 中绝 大部 分 的微 细 夹杂
表 2 试验钢化学成分 ( w / %)
Ta b l e 2 Che mi c a l c o mp o s i t i on s o f t e s t e d s t e e l
C Si Mn P S AJ Ca N
1 . 2 分 析检 测
观察 。用 L E I C A DM一 2 5 0 0 M 光 学显微 镜 原位 观
取不 同钙处 理 条件 下 的成 品 钢试 样 , 分 析 试 样 的化 学成 分及夹 杂物 。夹 杂物分 析采 用光学 原
位观察 法 和非水 溶 液 电解 +扫 描 电镜 观 察 法 , 后
钙处理对低碳钢耐点蚀扩展性能的影响
Ab t a t Th fe to h l i m r a m e to h h p f t e i c u i n s su i d b h sr c : e e f c f t e Ca c u te t n n t e s a e o h n l so s wa t d e y t e a a y i f t e i c uso Th o r so e i t n e o wo k n s o t e s wi n t o tCa c u n l s so h n l i n. e c r o i n r ss a c ft i d f s e l t a d wi u l i m h h
冒
誓
s
钙处 理对低碳钢耐点蚀扩展性能 的影响
王小燕’ 陈 珊 李 国明
(. 1 马鞍 山钢铁 股份 有限公 司技 术 中心 ,安徽 马 山 2 3 0 ; 鞍 40 0
2 海军工程大 学理 学院化学与材料 系,湖北 武汉 4 0 3 ) . 30 3 摘 要 :通 过 夹杂物 分析 比较 了钙处理 对 夹杂物 形 态的影 响 ;通过 模拟 闭塞腐蚀 电池试验 (c ) o c  ̄室 内挂 片试验比较 了经过钙处理 的碳 钢 与未经钙处理 的碳 钢的耐蚀性。结果表明 :经过 钙
W an a — an Ch a L o m i g g Xio y ’ en Sh n , i Gu — n
,
( . e h ia e tr f ’n h nIr n te Co Ld , ’n h n 2 3 0 , hn ; . p r n f 1T c nc l ne a s a na dSe l . t . C o Ma o Maa s a , 4 0 0 C ia 2 De at t me o
Ca处理对55SiMnMo夹杂物行为变化的研究
童
加 熟
2 0 1 3 年 第4 2 卷第3 期
V O1 . 42 N O. 3 201 3
I NDUS TRI AL HEATI NG
D OI :1 0 . 3 9 6 9  ̄ .i s s n .1 0 0 2 — 1 6 3 9 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 1 3
S t u d y o n Ca T r e a t me n t Ef f e c t e d o n 5 5 S i Mn Mo I n c l u s i o n s Be h a v i o r s AN L i n a , LI J i n g s h e ,S UN L i y u a n , DI NG Xi a o mi n g , WANG L i n z h u
( S c h o o l o f Me t a l l u r g i c a l a n d E c o l o g i c a l E n g i n e e r i n g , U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y B e i j i n g , B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ,C h i n a )
E AF . LF . VD. Co n t i n u o u s c a s t i n g .T h e mi c r o . i n c l u s i o n s .i n c l u s i o n c o mp o s i t i o n c h a n g e a n d ma c r o . i n c l u s i o n s h a d b e e n a n a l y z e d . Th e r e s u l t s s h o w t h a t Ca t r e a t me n t r e a c t i o n wa s n o t c o mp l e t e i n 2 mi n a f t e r Ca a d d i t i o n . a t t h e e n d O f VD he t i n c l u s i o n d e g e n e r a t i o n wa s o b . v i o u s a n d c a l c i u m ma i n l y r e a c t e d wi h t he t s u r f a c e o f t h e i n c l u s i o n . Af t e r Ca a d d i t i o n , t h e Ca c o n t e n t i n he t i n c l u s i o n i n c r e a s e d s i g n i ic f a n t l y ,
实芯纯钙线的钢水钙处理优势及发展前景
实芯纯钙线的钢水钙处理优势及发展前景随着现代工业科学技术的发展,对钢的性能要求越来越高。
而钢中非金属夹杂物是影响钢材性能的主要因素之一,有的甚至是决定性的因素。
提高钢水纯净度,降低钢中氧含量和氧化物夹杂,一直是钢铁冶炼中的一大难点。
目前,对纯净度要求较高的钢种大都采用铝进行预脱氧或终脱氧,但钢水的浇铸性不稳定,容易发生水口结瘤现象,结瘤物的主要组成为A l2O3。
因此要改善钢水的可浇性,必须最大限度地去除Al2O3夹杂,并对残余的Al2O3夹杂进行变性处理,使其形成低熔点的钙铝酸盐。
上世纪70年代,钢水钙质处理工艺开始出现,提高了钢水洁净度,有效防止中包水口结瘤,保证了连铸生产顺行。
而使用实芯纯钙线进行钢水钙处理,在国外早已广泛应用,特别是随着上世纪90年代薄板连铸技术的兴起和快速发展,实芯纯钙线的优势已被多数著名钢厂认同。
从2010年开始,实芯纯钙线实现国产化后,国内钢厂才逐步推广应用。
由于实芯纯钙线钙处理效果优良,并能取得良好的经济效益与社会效益,这两年在国内各钢厂推广十分迅速。
钙处理效果稳定性有待优化钢水钙处理就是以喷射冶金方法或喂线法将钙合金加入钢液深部,达到脱氧、脱硫,使非金属夹杂变性和去除有害微量元素等冶金效果的炉外精炼技术。
用铝脱氧的钢中,Al量足够时,脱氧产物主要是Al2O3夹杂呈簇状,其熔点高(2050℃),炼钢温度下为固态,连铸时易黏附在水口壁上,积累长大结瘤,会引起水口堵塞。
在钢材加工时,它在钢中呈链状或串状分布,恶化钢材内部和表面的质量。
采用钙处理技术,可使A l2O3夹杂变为低熔点的钙铝酸盐。
硫化物的变性处理,情况比较复杂,因为加进去的钙先要和氧起反应,氧降到一定程度之后,钙方能与硫反应生成CaS,或在CaO的外层起脱硫反应生成CaS,或与CaOAl2O3、CaO、Al2O3、SiO2等夹杂物起反应生成CaS,最后CaS均存在于这些夹杂物的外层。
使用钙处理控制非金属夹杂物形态时应特别注意加钙量,只有在[Ca]/[O]或[Ca]/[AI]和[C a]/[S]合适的条件下才能得到满意的结果。
RH前后钙处理对高钛高强钢夹杂物的影响
面积率、最大夹杂物的尺寸和大于20 Jim的夹杂 的夹杂物的数量较LF喂线工艺多,尺寸也较大。
物数量均小于RH喂线工艺。 这是因为经过LF白渣精炼脱硫和弱搅拌,钢
2.3夹杂物类型及其成分 试验炉次的夹杂物主要类型为Ti析出物、CaO
水的洁净度已经较高,喂线后,钢中大多数A12O3
-Al2O3,CaS-MnS,Al2O3和MnS,各类夹杂物所占
0.0022 0.0004
0.0008 0.0028
0.0006 0.0020
0.1078 0.1021
0.1038 0.0956
0.0004 0.0025 0.0022 0.1087 0.1004
0.0004 0.0024 0.0018 0.1008 0.0911
RH破空 T.0% 0.0024 0.0021 0.0022 0.0017 0.0028 0.0026 0.0023
1试验条件
2试验结果与讨论
2.1钢水[Ca]、[Ti]和T.0含量变化 试验炉次钢水[Ca]、[ Ti ]和T. 0含量如表1
所示。
(1)试验钢种主要成分为0.060C%-0.0030S%
钙处理 序号
场所 1 2
LF结束 3 4 5
RH破空 6 7
喂线量 /m 444 389 389 389 670 670 670
15.0
1.3
由表3可以看出:在LF结束喂线钙处理工艺 的热轧板中的Ti析出物比例为70.5%、CaS-MnS
总第92期
舒宏富,熊华报,霍俊:RH前后钙处理对高钛高强钢夹杂物的影响
•3•
类夹杂物比例为23.6%;而RH破空后钙处理工艺 的热轧板中的两类夹杂物比例分别为36.4%和56. 5%。由此说明,在RH前钙处理的热轧板中Ti析
降低P91钢中B类夹杂物的研究
降低 P91钢中 B类夹杂物的研究[摘要]本文介绍了P91钢生产工艺及产品质量现状,对目前各生产环节对钢中B类夹杂物的影响进行了研究,从电弧炉终点碳的控制,脱氧制度,降低钢中溶解氧及S含量后微调合金,足够的软吹时间,选用优质耐火材料等方面降低钢中夹杂物的数量,提高P91钢中夹杂物的去除效果。
[关键词] P91钢夹杂物终点碳脱氧软吹P91钢是重要的特钢产品,P91在工作过程中承受交变应力作用易产生应力集中。
P91钢中的非金属夹杂物破坏了钢的连续性,会成为疲劳裂纹源进而会导致P91钢失效或断裂。
P91钢中夹杂物(主要是B类氧化物夹杂)是降低钢机械性能的一个最主要的冶金因素。
因此,最大限度地去除P91钢中夹杂物或者通过夹杂物变性以降低其危害是提高P91钢疲劳寿命的有效途径。
为此,本课题结合P91钢生产工艺,对控制P91钢中夹杂物展开研究。
1.P91钢生产工艺流程目前某公司P91钢的生产工艺流程为:50t电弧炉(EBT)——精炼炉(LF)——真空处理炉(VD)——模铸——热送——锻造——退火——机械加工——无损检测。
炉外精炼是P91钢生产中的关键工序,主要精炼设备以LF配有VD,保证P91钢严格的化学成分,特别高的纯净度。
2存在的质量问题P91钢的使用性能有苛刻的要求,要求具备高的疲劳强度、弹性模量、屈服强度和韧性,高的耐磨性能,高且均匀的硬度,一定的抗腐蚀能力。
钢的冶炼水平是P91钢内在质量好坏的先决条件,钢中的氧含量、成份偏析、夹杂物数量以及分布是影响钢质量的重要冶金因素。
这些要求归结到两个相关的冶金因素,即钢的纯洁度和均匀性。
当前P91钢出现的质量问题主要集中在钢中夹杂物超标上。
根据P91钢探伤结果,对夹杂物进行电镜、能谱分析可知,主要是氧化物夹杂,也存在硫化物、碳化物等夹杂。
(1)出钢和炉外精炼过程中向钢液加入脱氧剂时发生脱氧反应,其产物未得到及时上浮,存留在钢中为脱氧产物的夹杂,如图1所示。
(2)在钢水凝固过程中,硫的溶解度低时残留在钢中的硫含量较高,钢中的S与Mn反应生成MnS,MnS的直径随着凝固时间的增加而增大。
简析钙处理对管坯钢中夹杂物的影响
条件 下 ,保 持 冶炼及 连铸工 艺参数 基本 稳定 ,分 别 在 V D真 空 处 理 前 或 V D真 空 处 理 后 向 钢 液 喂 入 C — i 芯线 ( aS 包 主要参 数见 表 1。C — i 芯线 的 喂 ) as 包 人 量为 07k/,喂人 速度 约 1 0mmi。采 用 的 两 . g t 5 / n 种试 验方 案 的工艺 流程 如下 。 试 验方案 1 :电弧炉 ( 转炉 ) 炼一 L 初 F精 炼一 喂 C — i 芯线一 VD真 空处理 静 吹一连 铸 。 aS 包 试验方案 2 :电弧 炉 ( 炉 ) 炼 一 L 转 初 F精炼 一 V D真空处 理一 喂 c — i a S 包芯线 静 吹一 连铸 。
Ab t a t s r c :El b r t d i h a e sh w t e i c u i n n t e se l o b — o ln r o to l d b a g n a o a e n t ep p ri o h n l so si h t e rt e r li g a ec n r le y P n a g f u Gr u e g u S e la d Va a i m o , L d o p Ch n d t e n n d u C . t .Co a a i e y a a z e r h e u t f t a c u t e t n mp r tv l n l y d a e t e r s l o wo c l i m r a me t s p o e s s f rd n t rz to fA1O n S i c u i n n t e a u n u k le 0 r t e o u e r li g r c s e o e a u ia i n o , a d Mn n l so s i h l mi i m. il d 3 C M0 se lf rt b —o ln . B s d o h n l s sr s h, i i o c u e h tn i e f h a d t r c s e sc p b e o u l e a u i i g a e n t e a a y i e u t sc n l d d t a et ro e s i wo p o e s s i a a l f l d n t rz n h t f y b t x d n u f e i h t e , a d t u ,o l y me n fi c e s n h fe t e c n e to a c u i h o h o i e a d s l d n t e s e l n h s i n y b a so n r a i g t e e f c i o t n fc l i m n t e v se l a h u p s f u l e a u i a i n b t t e ,c n t e p r o eo l d n t rz to e me . f
Ca-RE复合处理对薄板钢SS400夹杂物的影响
文章编号:1004-9762(2006)03-0229-04Ca 2RE 复合处理对薄板钢SS400夹杂物的影响Ξ刘亚辉,杨吉春,张 芳(内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010)关键词:稀土;钙;SS400;夹杂物中图分类号:TF70413 文献标识码:A摘 要:通过热力学计算、试验测定、金相观察、扫描电镜、能谱分析及背散射衍射分析,系统研究了Ca 2RE 复合处理对钢中夹杂物的影响1在钢洁净度大幅度提高的条件下,钙与微量稀土稳定地实现了净化钢液、变质夹杂物和微合金化的作用1Effect of calcium an d rar e ear th complex dispos al on the inclusionsof sheet steel SS400LI U Y a 2hui ,Y A NGJi 2chun ,ZH A NG F ang(Material and Metallurg y Scho ol ,Inn er M ong olia University of Science and T echn ology ,Baotou 014010,China)K ey w or ds :rare earth ;calciu m ;SS400;inclusionAbstract :T he e ffect o f Ca 2RE complex disposal on the in clus ions in s teel w as studied systematically by thermodynamic method and ex periment determ ination ,and its m icrostructure was observed by means o f SE M ,E DS and E BSD.T he results sh ows that Ca 2RE can effectiv ely clean the steel liquid ,trans form inclus ions and help make the micro 2all oy. 薄板坯连铸连轧工艺的最终产品是深冲用冷轧板,这要求钢材具有较高的冷弯性能,因此对夹杂物要求极为严格1随着最终产品的厚度越来越薄,允许最大的夹杂物尺寸也越来越小,同时要想轧制成强度和可靠性特别高的产品,必须深度净化钢液和有效变质夹杂物1由于钙在钢液中具有溶解度小、蒸汽压大、沸点低、挥发性强和化学性能活泼的特点,因此能通过脱硫、脱氧来达到净化钢液的效果[1]1同时稀土的变质夹杂物的作用也是众所周知的1显而易见,稀土与钙各有优点,综合利用,优势互补11 试验钢冶炼及成分测定本试验按照J ISG 3101—1995的标准冶炼S S400钢,选用工业纯铁,加入适量铁合金与增碳剂,在10kgZG —0101型MgO 坩埚真空感应炉内,抽真空后充氩冶炼并浇注成钢锭1添加剂选用铁钙合金线与稀土纯镧,均采用喂丝法加入1铁钙合金线中钙的质量分数约30%,稀土中镧的质量分数为99%1加钙2min 后用石英管取样,用来化验加稀土前的氧含量,然后加入稀土,2min 后出钢,试验钢的化学成分见表11表1 试验钢基本成分(质量分数,%)T a ble 1 Composition o f the exper imental steel C Si Mn P S Al 012001150165010101010103用H ORI BA E MG A2200型氧氮仪和E LA N5000型等离子光谱质谱仪(I CP 2MS)分析钢中稀土La 和O 的总量(表2),用AXI O VERT25型蔡司(ZEISS )金相显微镜、Q UA NTA400型扫描电镜(SEM )和2006年9月第25卷第3期包头钢铁学院学报Journal o f Baotou Univers ity of Iron and Steel T echnol og y September ,2006V ol.25,N o.3Ξ收稿日期63基金项目国家自然科学基础资助项目(536)作者简介刘亚辉(8),男,河北沧州人,内蒙古科技大学硕士研究生1:200-0-01:04001:190-V UEST L2型X 射线能谱仪(X 2EDS)对夹杂物的化学成分进行定性成分分析(EDS ),用电子背散射衍射(EBSD )分析了稀土夹杂物的分布1表2 试验钢稀土与氧含量(质量分数,%)T a ble 2 Compositio n of RE and ox egen in exper imental steel钢号O La 0#01020-1#010********#010********#010********#010********#01020010422 热力学分析及夹杂物变性观察夹杂物对材料的力学性能、焊接性能、抗腐性能有着重要的影响[1]1控制硫化物为主的夹杂形态能增加夹杂物与晶界抵抗裂纹形成与扩展的能力1稀土不仅能净化钢液,而且能细化钢的凝固组织,改善夹杂物的性质、形态和分布,从而提高钢的各项性能1由于稀土夹杂物的热膨胀系数和钢近似,可以避免钢材热轧时在夹杂物周围产生大的附加应力,有望提高钢的塑性指标和冲击性能1因此,对夹杂物的种类、大小、分布和数量的研究也就成为性能研究的一个重要的方面1稀土在钢中主要生成的夹杂物有RE 2O 3,RE 2O 2S ,RES ,RE 2S 3和REA lO 3,利用La 在钢中的热力学参数[3],计算出1873K 时的生成G ibbs 自由能,见表31从表3中的数据可知,在1873K 时不可能有MnS 夹杂物生成,而稀土硫化物或硫氧化物则有很负的G ibbs 自由能,因此稀土元素的加入能有效地阻止对钢的性能有很大影响的MnS 夹杂的生成1同时,由于LaA lO 3的G ibbs 自由能比Al 2O 3更小,所以当钢中加入适量稀土元素的时候,同样可以阻止Al 2O 3的生成1表3 1873K 时各种稀土夹杂物的生成G ibbs 自由能(k J/mol )T a ble 3 G ibbs ener gy o f RE i nclusions a t 1873KLa 2O 3La 2O 2S La 2S 3LaS LaAlO 3[2]A l 2O 3MnS -62110-52311-48313-21217-32011-931411112 铝是常用的脱氧剂,当钢中氧含量一定时,随着铝量增加,夹杂物中A l 2O 3的组分相应增加,钢中A l 2O 3的存在容易形成缺陷,污染钢液1图1显示随着稀土含量的增加,钢中氧化铝夹杂向稀土铝酸盐转化的过程1图1(a)为1#试样钢中未变性Al 2O 3夹杂的背散射衍射相照片,通过形状观察和EDS 分析可知此夹杂物为典型A l 2O 3夹杂,呈多边形尖棱角状,长度为8μm 左右1图1(b )显示在3#试样中,由于稀土含量增加,多边形尖棱角状Al 2O 3转变为圆球状LaAlO 3,与文献[5]的研究结果非常一致1图 #(3×)与3#(×)氧化铝夹杂变性前后S M 照片F S M f O 3#(3×)L O 33#(×)032包头钢铁学院学报2006年9月 第25卷第3期1100010000E ig.1E p hoto o Al 2in 1s a mple 000an d a Al i n s a mple 10000 众所周知,钢中硫化物夹杂包含FeS ,MnS 和CaS [4],由于低熔点的FeS 容易形成“热脆”,所以一般要求钢中含有一定量的Mn 形成高熔点的MnS 1因此钢中的硫化物夹杂以MnS 为主1典型的硫化物夹杂在金相显微镜下的形态为长条状或块状,图2是1#和7#试样中MnS 夹杂的扫描电镜背散射衍射相照片1图2(a)为1#试样中未变性的MnS 夹杂照片,尺寸比较大,大约5μm 左右,呈块状,局部有棱角;根据E DS 分析图2(b )为7#试样变性后的稀土硫氧化物夹杂,形状呈规则圆球状,尺寸大约为118μm 1此时,w (La)/w (S)=210,夹杂物变性达到最佳状态1图2 1#(10000×)与7#(20000×)试样中的MnS 夹杂形貌Fig.2 SEM ima ge of MnS in 1#s a mple(10000×)and 7#(20000×)sa mple 通过对夹杂物SEM 照片的观察及EDS 分析,可以看到随着稀土加入量的增加,钢中的氧化铝和硫化锰夹杂的变性过程1图3显示稀土硫化锰夹杂中,La ,Mn 和S 的质量分数和元素个数百分比,随着钢中RE 的含量逐渐增多,Mn 在夹杂物中的所占比例减少,从这一关系上进行分析可以看出,稀土逐渐替换硫化锰夹杂中的锰元素,最终形成稀土硫化物,所形成的稀土硫化物夹杂的尺寸也逐渐变小1可以得出结论:在稀土的变性过程中,随着稀土含量的增加,硫化锰夹杂中锰逐渐被稀土La 所代替,并且夹杂物的尺寸逐渐变小1图3 夹杂物能谱图测试中元素的质量分数和晶粒个数比F 3 W y f DS 132刘亚辉等:Ca 2RE 复合处理对薄板钢SS400夹杂物的影响ig.eig ht ra tio an d cr stal n u mber ra tio o elemen ts in E sa mp le3 夹杂物的数量及分布利用金相显微镜和扫描电镜评定钢中非金属夹杂物是研究材料性能的重要手段1在背散射衍射相照片下,稀土夹杂物呈白色1在1#钢中稀土加入量很少,因此稀土夹杂物也很少,但是非金属夹杂物很多,见图4(a)1随着稀土加入量增多,试样中的白色稀土夹杂物的数量也随之增多1结合图中夹杂物的大小和形貌分析,当钢中稀土加入量为0108%,夹杂物的尺寸形貌及钢中的夹杂物数量为最佳,这时候的夹杂物多数都呈球形或纺锤形,并且分布均匀,此时w(RE)/w(S)=21图4 1#和7#试样背散射衍射相400×S ME照片Fig.4 SEM echo photo o f1#a nd7#s a mple(400×) 随着钢中稀土含量的增加,在钢中形成的稀土夹杂物就越来越多,并伴有小球状RES和RE2OS夹杂物的出现,产生聚集时便会污染钢液1但在稀土含量最高的9#钢液中并未发现大型稀土夹杂,反而夹杂细小,分布均匀,其力学性能有待考征14 结论(1)随着稀土含量的增加,钢中的硫化锰夹杂和氧化铝夹杂的组分和形态逐渐得到了明显的改善,并且分布均匀1(2)当稀土的质量分数为01012%时,稀土的硫氧化物和稀土的硫化物完全取代了硫化锰夹杂1参考文献:[1] 杨吉春,张 芳,刘亚辉.20管线钢稀土变性硫化物夹杂的试验研究[J]1包头钢铁学院学报,2005,24(3):21022131[2] 陈冬火,林 勤,等1高镧稀土添加剂在16Mn钢中的应用[J]1北京科技大学学报,2004,26(6):60026041 [3] 杜 挺,韩其勇,王常珍1稀土碱土等元素的物理化学及在材料中的应用[M]1北京:科学出版社,19951611 [4] 杨桂荣,王祖宽1钢中非金属夹杂物的金相鉴定[J]1河北理工学院学报,1999,21(2):222261[5] 林 勤,叶 文,杜恒胜,等1稀土在钢中的作用规律与最佳控制[J]1北京科技大学学报,1992,11(2):2252 2281232包头钢铁学院学报2006年9月 第25卷第3期。
钢夹杂物危害及应对措施.
钢夹杂物危害及应对措施一、前言钢铁业是几乎所有重工业的基础与支柱,在国民经济中的重要性不言而喻。
钢铁材料是人类社会最主要使用的结构材料,也是产量最大应用最广泛的功能材料,在经济发展中发挥着举足轻重的作用。
钢铁材料是人类社会的基础材料,是社会文明的标志。
从纪元年代前后,世界主要文明地区陆续进入铁器时代以后,钢铁材料在人类生产、生活、战争中起到了举足轻重的作用。
一直到今天,钢铁材料的这种作用不但没有减弱,而是在不断增强。
房屋建筑、交通运输、能源生产、机器制造等都是立足于钢铁材料的应用基础之上;钢铁材料是诸多工业领域中的必选材料,既是许多领域不可替代的结构材料,也是产量最大覆盖而极广的功能材料。
钢铁工业长期以来是世界各国国民经济的基础产业,在国民经济中具有重要的地位,钢铁工业发展水平如何历来是一个国家综合国力的重要指标。
洁净钢是一个相对概念,一般认为:洁净钢指钢中五大杂质元素(S 、P 、H 、N 、O) 含量较低,且对夹杂物(主要指氧化物和硫化物) 进行严格控制的钢种, 主要包括:钢中总氧含量低,夹杂物数量少、尺寸小、分布均匀,脆性夹杂物少及其合适的夹杂物形态。
钢的纯净化技术是生产高性能、高质量产品的基础,代表钢铁冶金企业的技术装备水平。
20 世纪80 年代以来,钢的洁净度不断提高。
日本2000年批量生产的洁净钢中,有害元素(P、S、N、O、H) 总量可达0.005 %,中国宝钢可达0.008 %,国内外钢厂生产洁净钢水平见表1 表1 国内外一些钢厂生产的洁净钢水平单位: ×10 - 6随着现代科技的进步和现代工业的发展对钢的质量要求越来越高,钢中夹杂物(主要是氧化物夹杂)严重影响钢材质量,随着洁净钢和纯净钢概念的提出,更是对钢中夹杂物的控制提出苛刻的要求。
钢中夹杂物能降低钢的塑性,韧性和疲劳寿命,使钢的加工性能变坏,对钢材表面光洁度和焊接性能有直接影响。
钢中的夹杂物对于钢材性能影响很大例如钢中夹杂物可导致汽车和电气产品用薄钢板的表面缺陷、DI罐用薄钢板裂纹、管线钢氢致裂纹、轮胎子午线加工过程断线、轴承钢疲劳性能恶化,同时钢中非金属夹杂物对于钢板抗撕裂性能和低温冲击韧性也有不利影响。
钙处理对含0.048%-0.065%S中碳结构钢中硫化物的影响
adq at o s p i .4 % ~O05 Sm dl-l o t l( . n Uy f u hd i 008 u l en .6 % ei cE ns e 04 l t m b e 6—05 C .3—09Mn .1 . C , . 。08 7 . 4 。02 ~02 r 4 O0 00 Mo a ens de yacro b maenl o t y t s t so e a te  ̄g n unt o . 3— .4 )hs e ui b abnt ef c br o .l r us hw dt th nt adqat b t d u u i a a r l e l e h l h i f y
关键 词 中碳结构钢 钙处理 硫化物
E e to — e t e to u p i e I cu in n 0. 4 % ~0. 6 f c f Ca Tr a m n n S l h d n l so s i 0 8 0 5% S M e i m. r o t u t r te d u Ca b n S r cu e S e l
本实验 从不 同 的加 入 c . 线方式 和不 同 a C/ 的角度考虑 , a S 研究 了钙处理对含硫 中碳结构 钢中夹杂物形态 的影响。
1 实验 方法
7 - Crn 其它炉次随炉缓冷至室温, 18 ̄/i; a 冷却速率
为 2 . o/ i 个炉次所取试样 的分析结果见 74 Crn a 。6 表1 。 冶炼完后 的小钢锭 , 5 下保温 3 i 在11 o 0C 0mn 后锻造成 西 5m 1 m的钢棒 , 压缩 比为 1:。 11 2 实验结果与分析 2 1 试样中夹杂物的形态与成分 . 用扫描电镜对锻压后试样中的夹杂物进行观
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钙在钢脱氧方面的应用
钙在钢液脱氧方面的应用随着对铸钢件质量要求的日益提高,一些高档次铸件,只用铝进行终脱氧已不能满足要求,因此,用铝、钙复合脱氧受到广泛重视。
终脱氧时,将铝、钙配合使用,不仅可进一步降低钢中氧含量,且还可改善非金属夹杂物,但由于钙密度仅是钢的1/5,沸点为1492℃,低于钢液温度,且其活性很强,用于炼钢时很难准确加以控制。
这一制约因素,限制了钙在铸钢方面的推广应用。
近20多年来,对钙在钢中作用的认识不断深化,应用工艺方法也逐步成熟,现在,可说是进入实用阶段了。
(1)钙的脱氧作用从氧化物标准生成自由能来看,钙脱氧能力强于铝和镁,但钙在钢中溶解度很小,且沸点又比钢液温度低得多,如单独用钙脱氧,则钙很难与钢液中氧充分作用。
对含高镍、高锰的钢种,由于钙在其中的溶解度较高,脱氧效果也较好。
铝和钙配合使用,有互补增益的效果,可将钢中的氧含量降低到0.002%以下。
不仅可有效防止铸件产生气孔,还可因降低钢中溶氧量和夹杂物含量而改善钢液流动性,提高铸件表面质量。
(2)钙对非金属夹杂物的作用用铝脱氧,在钢中形成的夹杂物Al2O3非常细小,不易上浮而进入熔渣。
钢中加钙后形成的氧化物CaO可以与Al2O3作用,形成多种铝酸钙,颗粒增大,易于上浮。
有的铝酸钙在炼钢温度下为液态,还易于携带其他夹杂物上浮。
故钢液中加铝后再加入钙,可显著提高非金属夹杂的脱除速率。
有研究工作表明,对碳含量低的钢种,只用铝终脱氧,无论采取何种措施,都不足以避免产生Ⅱ-型非金属夹杂物。
对铸件质量要求较高时,加钙处理更十分必要。
有报道:用铝终脱氧的钢,再加钙处理,静置2min后,钢中氧化物夹杂总量可减少60%~70%。
美国一铸钢厂的试验结果表明,钢液加钙处理后,由于非金属夹杂含量减少,且形态为Ⅰ-型,钢在-18℃下的冲击韧度值平均提高70%。
(3)加钙方法用钙处理钢液虽有很多好处,但由于钙密度小、沸点低、活性强,实际应用有很多困难。
为此,开发了多种向钢中加钙的方法,如喷粉法、喂线法、铝弹投射法和直接加入合金的方法。
转炉出钢过程中脱硫及钢中夹杂物改性_曾加庆
第17卷第2期2005年4月 钢铁研究学报 Jour nal of Ir on and Steel ResearchV ol.17,No.2 A pr.2005作者简介:曾加庆(1959-),男,博士,教授级高级工程师; E -mail :zen gj iaqing @ ; 修订日期:2004-05-31转炉出钢过程中脱硫及钢中夹杂物改性曾加庆1, 罗廷樑1, 刘 浏1, 梁 玫2, 严国安2, 巩 飞2, 刘宪民2(1.钢铁研究总院冶金工艺研究所,北京100081; 2.石家庄钢铁有限责任公司技术中心,河北石家庄050031)摘 要:采用转炉出钢“渣洗”方法对钢水脱硫并用钙处理手段对钢中夹杂物进行改性处理,结果表明:在转炉出钢过程中采用“渣洗”脱硫方法可有效降低钢水硫含量;钙处理可使钢中夹杂物改性,从而提高钢材的使用性能。
关键词:转炉出钢;脱硫;钙处理;夹杂物改性中图分类号:T F748.2 文献标识码:A 文章编号:1001-0963(2005)02-0012-04Desulfurization of Liquid Steel by Slag Filtrating and InclusionConditioning by Calcium TreatmentZENG Jia -qing 1, LUO Ting -liang 1, LI U Liu 1, LIANG Mei 2,YAN Guo -an 2, GONG Fei 2, LIU Xian -min2(1.Central Iro n and S teel Resea rch I nstitute ,Beijing 100081,China ;2.Shijiazhuang Iro n and S teel Ho lding s Ltd ,Shijiazhuang 050031,China )Abstract :T he slag filtr ating during LD tapping could dec rease sulfur content in liquid steel.Calcium treatment is effective fo r inclusio n co nditioning.Calculatio ns and test results sho wed that the slag filtrating during LD tapping can effectively lo wer sulfur content in liquid stee l ,and the calcium treatment is helpful to impro ving perfo rmance s of steels.Key words :L D tapping ;desulphurizatio n ;calcium tr eatme nt ;inclusion conditioning 石家庄钢铁有限责任公司(以下简称石钢)利用转炉流程生产45号钢及40Cr 等钢种,以其生产流程的高效、低成本和产品的优质为特征,迅速扩大了45号钢产品在国内钢材市场的份额。
钙处理对无取向硅钢中非金属夹杂物的影响
特 殊钢
S PECI AL STEEL
Vo . 132. . No 1 Fe r a y 2 1 b u r 01
钙 处 理 对 无 取 向硅 钢 中非 金 属 夹 杂 物 的 影 响
张 峰 王 波 陈 晓 马 志刚 张 ’ 毅。 李光 强
t l s n c n i g e e to co c p .Re u t s o t a i . 5 o r y i a d s a n n lc r n mi r so e s s l h w tw t 0 2 % a d 0 3 % Al o t n n se 1 Ⅱ te d s ov d s h h n .5 n e ti te .a h is le c
Zh n e g 一 ,W a g Bo agF n n ,Che a ,Ma Z g n ,Zh ng Yi n a q a g n Xio hia g a a d LiGu ng i n ( yL b frF ro sMealrya d R s ucsUtiain o nsr fE u ain.Wu a iest fS in ea d 1Ke a eru tl g n eo re iz t fMiit o d ct o u l o y o h nUnv ri o ce c n y T c n l y Wu a 3 0 ; ic nSe l rn h 3 R sac n tue B o h nI na ds e C t , h n h i 0 9 1 e h o g , h n4 0 8 2 Sl o t a c , eer hIs tt , as a o n t l oLd S a g a 2 0 4 ) o l i eB i r e
处理可 以有效减少钢 中的夹杂物数量 , 尤其是 0 5I . m以下 的微细夹杂物数量 ; x 钙处理后 夹杂物 的种类 以 AN、 a 1 CS
高钙线在LF精炼炉的生产实践
第47卷第1期2021年2月包 钢 科 技ScienceandTechnologyofBaotouSteelVol.47,No.1February,2021高钙线在LF精炼炉的生产实践梁光生,李东明,李 伟(内蒙古包钢钢联股份有限公司钢管公司,内蒙古包头 014010)摘 要:文章主要研究转炉炼钢现有生产条件下高钙线钙处理的可行性、工艺技术方法及冶金效果,与原铁钙线处理做比较,并进一步优化高钙线处理工艺,提高钙回收率,改善钢水流动性、降低吨钢钙处理成本,减少烟尘的排放。
关键词:高钙线;铁钙线;水口堵塞;成本中图分类号:TF713 文献标识码:B 文章编号:1009-5438(2021)01-0041-04ProductionPracticeonHighCalciumLineinLFRefiningFurnaceLiangGuang-sheng,LiDong-ming,LiWei(SteelTubeCo.ofInnerMongoliaBaotouSteelUnionCo.,Ltd.,Baotou014010,InnerMongoliaAutonomousRegion,China) Abstract:Inthispaper,itismainlystudiedthecomparisonoffeasibility,technologymethodandmetallurgicaleffectsforcalciumtreatmentofhighcalciumlineundertheexistingproductionconditionsofconvertersteel-makingwiththoseoforiginalironcalciumlinesoastofurtheroptimizetreatmentprocessofhighcalciumline,improverecoveryrateofcalciumandfluidityofmoltensteelaswellasreducecostofcalciumtreatmentpertonofsteelanddustemissions. Keywords:highcalciumline;ironcalciumline;nozzleclogging;cost 随着钢铁市场化改革,对产品质量与环保要求越来越高,不仅要求提高工艺质量、优化控制过程,同时考虑成本与环境指标,尽量减少烟尘排放。
钙处理钢中夹杂物成分的预测
钙处理钢中夹杂物成分的预测
Gatel.,C;辛明德
【期刊名称】《黑龙江冶金》
【年(卷),期】1996(000)004
【摘要】为更好地确定用钙合金处理钢时的操作条件,我们进行了直接测定钙化物在钢水中的溶解度的研究并且拟定了一种预先计算夹杂物成分的方法。
发现CaO及CaS在铁水或低合金钢中溶度积的试验值(KCaO=9×10^-7,KCaS=10^-5,1600℃)远高于用现有的热力学数据进行预测的值。
1600℃时,磷化钙及氮化钙具有与硫化钙相近的稳定性。
对含钙夹杂物成分的理论计算与用钢本体电解法萃取的夹杂物的化学分析结果百
【总页数】4页(P33-36)
【作者】Gatel.,C;辛明德
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TF703.74
【相关文献】
1.镁钙处理对车轮钢中夹杂物及疲劳性能的影响 [J], 郭振和;邓丽琴
2.钙处理管线钢中Al2 O3夹杂物的动力学模型 [J], 李阳;陈时雨;夏玲;曹瀛丹;赵金鑫;杨倩
3.从钙处理到凝固钢中夹杂物改性及析出热力学研究 [J],
4.简析钙处理对管坯钢中夹杂物的影响 [J], 刘志军;易良刚;吕学辉;张珉
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钢水钙处理的若干理论问题230
钢水钙处理的若干理论问题1. 概述钙处理是20世纪70年代发展起来的一种钢水精炼手段。
其主要目的包括:○1深度降低钢中[O]、[S]等有害元素含量;○2改变夹杂物组成形态,避免浇铸铝镇静钢发生水口堵塞并改善钢材力学性能 [1]。
历史上,曾经有过向钢包内直接加入钙合金、向钢液内喷吹钙合金等方法,但由于处理效果不稳定或成本过高等原因已渐被淘汰,现在应用的是钢包喂钙线方法。
它是将钙合金(Ca 、Ca-Si 、Ca-Fe 等)用钢皮包裹制成包芯线,通过喂丝机的导引管将其以很高的速度插入钢液。
喂丝过程中同时伴随惰性气体搅拌,以增加Ca 蒸汽泡在钢液中的停留时间和良好的混合[2]。
这种方法在全世界的钢铁企业中得到了广泛应用并取得了极大成功。
钢包喂钙线的主要处理效果有:1)降低钢液中的[S],减少硫化物夹杂含量,最终形成CaS 而分散到钢中,在轧制时不会变形。
2)钢液中的氧化物夹杂不形成串簇状而转变为均匀分散的含Ca 氧化物夹杂,从而减少夹杂物尺寸,改善钢液洁净度。
3)在Al 镇静钢中加入Ca ,易把Al 2O 3夹杂变成液态钙铝酸盐,便于它聚合长大上浮,从而防止水口堵塞。
[3]2. 钙处理的脱硫与脱氧2.1钙处理脱氧的热力学条件及处理效果钙与氧的亲和力大于铝、锰、铁与氧的亲和力,在它们形成的氧化物中CaO 是最稳定的。
向钢包内喂入钙线能使钢液中氧活度降低到稳定的狭小范围内,从而能够有效的控制钢中氧含量。
据陶启兆等人研究发现,喂线前控制[%O]≤80×10-6,喂入金属钙线后,平均脱氧率为31.1%,最高脱氧率可达60%[4]。
钙在钢液中脱氧时其反应为:)(][][CaO O Ca =+.................................(1) 65.725655lg -=TK CaO 脱氧后的钢中[Ca]与[O]的溶解度都不高,欲降低钢液中[O]的活度需通过增加[Ca]或降低CaO 来达到。