SiCaBa包芯線鋼中夾雜物變性影響

本文對(duì)鋼包內(nèi)鋼水喂ｃａｓｉ線處理后，鋁鎮(zhèn)靜鋼中夾雜物的組成、形態(tài)、尺寸和分布等變化規(guī)律作了較詳細(xì)的研究。研究結(jié)果表明，喂線后鋼中鈣鋁比達(dá)到０．０９以上時(shí)，鋼中的ａｌ２ｏ３類(lèi)夾雜物能獲得較好的變性；并且?jiàn)A雜物中的鈣鋁比隨喂線后鋼中鈣鋁比的增大線性增加；較高的鋼中鈣鋁比有利于連鑄坯中大顆粒夾雜物的去除，有利于鋼中夾雜物球化率的提高。

在生產(chǎn)鋁鎮(zhèn)靜鋼的工藝條件下，研究了鋼包喂ｃａｓｉ線處理后鋼中夾雜物的組成、形態(tài)、尺寸和分布等的變化規(guī)律。結(jié)果表明，喂線后鋼中鈣鋁比達(dá)到０．０９以上時(shí)，鋼中的ａｌ２ｏ３類(lèi)夾雜物能獲得較好的變性；夾雜物中的鈣鋁比隨喂線后鋼中鈣鋁比的增大呈線笥增加趨勢(shì)；較高的鋼中鈣鋁比有利于連鑄坯中大顆粒夾雜物的去除，有利于鋼中夾雜物球化率的提高。

立足企業(yè)實(shí)踐,深度剖析鋼中夾雜物存在狀態(tài)及其對(duì)性能的影響.突出技術(shù)要求,強(qiáng)化質(zhì)量在線管理.

對(duì)宣鋼生產(chǎn)45鋼時(shí)連鑄過(guò)程中中包鋼水溫度的波動(dòng)情況進(jìn)行了調(diào)查,對(duì)其影響因素進(jìn)行了分析,提出了改善中包鋼水穩(wěn)定性的措施。

研究了采用ld-rh-lf-cc工藝流程生產(chǎn)簾線鋼時(shí),鋼中酸溶鋁含量的變化情況。研究發(fā)現(xiàn),精煉過(guò)程中酸溶鋁含量略有下降,但連鑄過(guò)程中酸溶鋁含量急劇下降。夾雜物中al2o3含量隨著酸溶鋁含量的上升而逐漸增大。sio2含量降低時(shí)夾雜物熔點(diǎn)提高。采用低堿度、低al2o3含量的頂渣精煉工藝,嚴(yán)格控制鋼中w([als])在0.0005%～0.001%范圍內(nèi),促進(jìn)夾雜物上浮,有利于鋼中氧化物夾雜的數(shù)量減少、尺寸細(xì)小和塑性化。

硬線盤(pán)鋼制品對(duì)鋼的純凈度，夾雜物的尺寸、分布以及形態(tài)都有嚴(yán)格的要求，非金屬夾雜物又是影響硬線鋼質(zhì)量的主要因素之一。本文通過(guò)介紹硬線鋼中非金屬夾雜物的來(lái)源和分類(lèi)，分析了不同類(lèi)型夾雜物的形成機(jī)理及形貌，指出了非金屬夾雜物對(duì)硬線鋼的影響和危害。

利用金相顯微鏡、掃描電鏡(sem)和能譜分析(edx)的方法對(duì)國(guó)內(nèi)外簾線鋼盤(pán)條夾雜物進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果表明:日本神戶(hù)、日本新日鐵、國(guó)內(nèi)a廠和c廠盤(pán)條夾雜物數(shù)量少,尺寸小;而韓國(guó)浦項(xiàng)、國(guó)內(nèi)b廠和d廠所生產(chǎn)的盤(pán)條中夾雜物相對(duì)較多并發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量較大尺寸夾雜。日本神戶(hù)、日本新日鐵、德國(guó)沙斯特、國(guó)內(nèi)a廠和d廠盤(pán)條夾雜物大部分均處于相圖的低熔點(diǎn)(不大于1400℃)可變形區(qū)域,韓國(guó)浦項(xiàng)、國(guó)內(nèi)b廠和c廠盤(pán)條中的許多夾雜物不處在相圖中的低熔點(diǎn)區(qū)。日本神戶(hù)盤(pán)條的夾雜物中不含mgo,德國(guó)沙斯特、國(guó)內(nèi)b廠和d廠盤(pán)條中夾雜物的mgo含量較高。

采用光學(xué)顯微鏡、sem和epma分析了簾線鋼中鈦夾雜物形貌,定性分析了其成分,并運(yùn)用熱力學(xué)、凝固偏析及長(zhǎng)大動(dòng)力學(xué)理論初步計(jì)算得出：在目前南鋼80級(jí)簾線鋼生產(chǎn)條件下,tin只能在凝固率大于98%的兩相區(qū)或固相區(qū)生成,tin夾雜的最大尺寸小于7μm。

利用熱力學(xué)方法計(jì)算分析了簾線鋼中氧化物夾雜和tin夾雜物的形成情況，確定了cao-sio2-al2o3系氧化物夾雜塑性區(qū)成分范圍及形成塑性?shī)A雜物鋼中的鋁含量和氧活度，tin夾雜物析出和控制條件，介紹了生產(chǎn)過(guò)程中夾雜物控制的具體措施和效果。

鋼中夾雜物去除與控制 劉金剛劉瀏 （鋼鐵研究總院冶金工藝研究所，北京100081） 摘要：通過(guò)對(duì)鋼包—中間包—結(jié)晶器中不同環(huán)節(jié)中的去除夾雜物的不同手段進(jìn)行綜合分 析，得到各環(huán)節(jié)中間包均應(yīng)保護(hù)澆注和防止卷渣卷氣，中間包應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)（上下?lián)鯄Α?湍流抑制器、旋渦抑制器）以得到合理的流場(chǎng)；利用鋼包注流的剪切破碎作用在中間包中生 成的小氣泡、中間包氣幕擋墻和電磁攪拌離心流動(dòng)可以有效去除鋼水中夾雜物；電磁制動(dòng)技 術(shù)日趨成熟但其能耗較大，因此可以發(fā)展低能耗的中間包真空澆注對(duì)結(jié)晶器液面波動(dòng)進(jìn)行抑 制。電磁攪拌和電磁連鑄有利于改善鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量和防止振痕的產(chǎn)生。 關(guān)鍵詞：中間包夾雜物去除控制 inclusionsremovalandcontrolinthesteelmelt liujingangliuliu (cisri,beijing10

為了提高攀鋼管線鋼的潔凈度,通過(guò)取樣,對(duì)攀鋼bof-lf-rh-cc工藝生產(chǎn)的管線鋼鈣處理后鋼中非金屬夾雜物作了定量的分析,找出鋼中夾雜物的類(lèi)型、來(lái)源以及在不同工序的變化規(guī)律,提出改善管線鋼潔凈度的合理喂鈣量的建議。試驗(yàn)結(jié)果表明,在現(xiàn)有工藝條件下,喂鈣線長(zhǎng)度過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致鋼中原有的氧化物夾雜變性過(guò)度,產(chǎn)生的高熔點(diǎn)夾雜物仍然不易上浮去除。同時(shí),過(guò)多的喂鈣量導(dǎo)致鋼液中產(chǎn)生大量cas和cao夾雜,造成了鋼液的污染。依照鈣硫比等于2.0進(jìn)行喂鈣,計(jì)算出合理的喂鈣線長(zhǎng)度在600m左右。

對(duì)武鋼生產(chǎn)的管線鋼在采用真空和吹氬兩種不同的精煉工藝進(jìn)行處理時(shí),所得到的鋼中非金屬夾雜物及其相關(guān)聯(lián)的氣體含量和力學(xué)性能作了對(duì)比分析。結(jié)果得出,兩種精煉工藝均能滿(mǎn)足該管線鋼對(duì)其化學(xué)成分和力學(xué)性能的要求,不同的是,吹氬處理得到的力學(xué)性能略高于真空處理,經(jīng)吹氬處理得到的鋼中非金屬夾雜物以b類(lèi)為主,而經(jīng)真空處理得到的鋼中非金屬夾雜物以d類(lèi)為主。從大生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)角度考慮,吹氬處理比真空處理更實(shí)際。

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管線鋼中大型夾雜物的存在會(huì)對(duì)高鋼級(jí)管線鋼的力學(xué)、焊接、耐腐蝕等性能產(chǎn)生不利影響,進(jìn)而給油氣輸送管道的安全運(yùn)營(yíng)帶來(lái)很大的工程風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái),許多管道工程使用的高鋼級(jí)管線鋼均在金相檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了超尺寸大型夾雜物。為了有效降低管線鋼中大型夾雜物的存在給管道輸送系統(tǒng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)大型夾雜物在冶煉過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析,最終確定d類(lèi)夾雜物臨界尺寸為50μm,b類(lèi)夾雜物的臨界厚度為33μm.

利用掃描電鏡對(duì)80tlf鋼液喂鈣處理前后的冷鐓鋼swrch22a中夾雜物形態(tài)和組成的變化進(jìn)行b分析和研究,對(duì)鈣處理鋼中夾雜物的變性進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算。研究表明,swrch22a鋼液鈣處理后夾雜物中的mn被ca置換,中間包內(nèi)鋼中al_2o_3夾雜變性生成低熔點(diǎn)鋁酸鈣夾雜12cao·7al_2o_3;如要鋼液鈣處理生成易上浮排除的液態(tài)12cao·7al_2o_3夾雜的必要條件是[al]_t_2/[ca]_t~3≤10.58×10~4。

通過(guò)超聲波測(cè)厚發(fā)現(xiàn)某鋼板有厚度不一致的現(xiàn)象,經(jīng)超聲波、金相、力學(xué)等分析,確認(rèn)有非金屬夾雜物存在,得出分層的結(jié)論。

為了減少鋼中夾雜物含量,控制其形態(tài)分布,采用超聲波直接引入高溫鋼液進(jìn)行處理的方法,對(duì)比研究了超聲波處理、吹氬處理和吹氬超聲波同時(shí)處理對(duì)鋼中夾雜物的作用效果.結(jié)果表明,吹氬處理可以彌散細(xì)化鋼中的夾雜物,但是效果相對(duì)較差.超聲波處理后鋼中夾雜物的當(dāng)量個(gè)數(shù)和平均直徑分別為167個(gè)/mm2和1.243μm,夾雜物相對(duì)比較細(xì)小.吹氬超聲同時(shí)處理也可以細(xì)化鋼中的夾雜物,但是夾雜物的當(dāng)量個(gè)數(shù)和平均直徑略大于單獨(dú)超聲波處理時(shí)鋼中夾雜物的當(dāng)量個(gè)數(shù)和平均直徑.

研究了管線鋼澆次頭坯夾雜物的主要來(lái)源及控制措施。采取將澆次頭坯軋制成熱軋板和在熱軋板取樣分析的試驗(yàn)方案,得出熱軋板和鑄坯夾雜物分布。結(jié)果表明開(kāi)澆初期4m以?xún)?nèi)的頭坯存在2級(jí)以上的b類(lèi)夾雜物和保護(hù)渣卷渣。開(kāi)澆初期鋼水注流的二次氧化是導(dǎo)致頭坯夾雜物超標(biāo)的主要因素。提出開(kāi)澆初期增加吹氬量和適當(dāng)延長(zhǎng)吹氬時(shí)間能夠較好的排除中包空氣,對(duì)降低注流二次氧化起到很好作用。

分析了連鑄澆注時(shí)鋼水過(guò)熱度和拉坯速度、水口浸入深度、中包覆蓋劑性能、沖擊區(qū)流場(chǎng)形式對(duì)齒輪鋼中非金屬夾雜物的影響。以20crmnti齒輪鋼為例,利用非金屬夾雜物特殊檢驗(yàn)方法和正交分析理論極差法,得出了合理的連鑄工藝參數(shù)組合,降低了非金屬夾雜物出現(xiàn)爐數(shù)比率和非金屬夾雜物平均級(jí)別。

在鈣處理對(duì)夾雜物變性作用進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合鋼廠生產(chǎn)x80管線鋼(%:≤0.08c、≤1.85mn、≤0.060als)的工業(yè)性試驗(yàn),利用冶金熱力學(xué)原理,分析計(jì)算了al_2o_3變性為低熔點(diǎn)鈣鋁酸鹽所需鈣含量的范圍和避免單相cas析出硫含量的范圍,同時(shí)對(duì)≤0.002%s和0.025%～0.035%al的rh處理鋼水按出站[ca]_(tot)=(40～50)×10~(-6)計(jì)算喂ca-si線進(jìn)行鈣處理,并對(duì)中間包鋼水和鑄坯中的夾雜物進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果表明,x80管線鋼試驗(yàn)爐次平均[ca]_(tot)為41×10~(-6),[s]為23×10~(-6),均在理論計(jì)算范圍內(nèi);同時(shí)經(jīng)鈣處理后,鋼中絕大部分夾雜物cao-cas-al_2o_3復(fù)合夾雜,鈣處理效果良好。

為了滿(mǎn)足高強(qiáng)度鋼簾線的生產(chǎn)要求,必須降低鋼中不變形非金屬夾雜物的尺寸和數(shù)量。本文對(duì)簾線鋼中氧化物夾雜物控制機(jī)理進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)國(guó)內(nèi)幾家著名鋼廠控制簾線鋼夾雜物的措施進(jìn)行了分析。

對(duì)本鋼超低硫x65管線鋼中夾雜物的研究結(jié)果表明,lf精煉初期,鋼中夾雜物主要是球形、多邊形和大量簇狀的al2o3夾雜物,99.1%的夾雜物尺寸小于20μm。微合金化后,部分al2o3夾雜物中出現(xiàn)tio、sio2、mns等成分。鈣處理后,夾雜物的平均直徑達(dá)到8.58μm,大量夾雜物為含有微量mgo、sio2或mns等的2~50μm的球形mcao.nal2o3,部分為al2o3、mns、cas或cas-mns。鑄坯中夾雜物數(shù)量最少且尺寸最小,96.9%的夾雜物尺寸小于10μm,未發(fā)現(xiàn)大于50μm的夾雜物,平均直徑為3.71μm。鑄坯中大部分為球形的以mcao.nal2o3為主要成分的復(fù)合夾雜物,還有少量的al2o3、mns和cas夾雜物等。