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当期目录

2015年 第31卷 第6期    刊出日期:2015-12-05
专题论述
超低氧特殊钢中非金属夹杂物研究
王新华1,姜敏1,于会香1,孙维2,龚志祥2
2015, 31(6):  1. 
摘要 ( 177 )  
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针对超低氧含量特殊钢中大型非金属夹杂物问题开展了相关工业试验和实验室研究,研究结果表明:1)当钢液w(T.O)低于(13~15)×10-6后,通过LF精炼进一步降低钢液总氧和夹杂物含量变得困难。而RH真空精炼在钢液超低氧含量条件下则具有非常强的进一步降氧和去除夹杂物的能力,将RH精炼时间延长至33 min左右,钢液w(T.O)降至4.7×10-6,尺寸1.5 m以上夹杂物数量减少至1.77 个/mm2。2)超低氧特殊钢中夹杂物在钢二次精炼过程会经历“Al2O3→MgO-Al2O3→CaO-MgO-Al2O3→CaO-Al2O3”转变,其中Al2O3向MgO-Al2O3系夹杂物转变是由于钢液[Mg]与Al2O3夹杂物的反应,而[Mg]主要来源于[Al]还原钢包包衬MgO的反应。3)在w(T.O)=5.9×10-6的特殊钢连铸圆坯试样中检测到尺寸100~330 m的大型簇群状CaO-MgO-Al2O3系夹杂物,构成簇群的微小颗粒与钢液中微小夹杂物类似,表明是在连铸过程由钢液中微小夹杂物聚合而成。4)经过RH精炼,钢中夹杂物绝大多数已转变为液态CaO-Al2O3系夹杂物,而连铸过程发生的二次氧化,会将钢中夹杂物转变为高熔点的CaO-Al2O3系、MgO-Al2O3系或CaO-MgO-Al2O3系固态夹杂物,固态夹杂物更易聚合为大型夹杂物,因此在超低氧特殊钢生产中必须非常严格地控制二次氧化。
试验研究
300 t顶底复吹转炉炉渣FeO动态预测模型
赵志超1,孙彦辉1,罗磊2,赵长亮2
2015, 31(6):  13. 
摘要 ( 181 )  
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利用转炉物料平衡中的氧平衡,结合现场300 t顶底复吹转炉的生产数据,建立了转炉炉渣FeO动态预测模型。利用该模型可以预测炉渣FeO含量,还可以计算炉渣FeO含量与顶吹氧气量和炉渣磷分配比LP的变化关系。验证结果表明:模型计算的炉渣FeO含量与实测值吻合度很高,绝对误差在5%以内、相对误差在10%以内的占80%以上。
301不锈钢板坯结晶器出口热力耦合数学模型
麻永林,甄成国,邢淑清,许建飞,陈重毅,李振团
2015, 31(6):  17. 
摘要 ( 112 )  
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针对某厂301不锈钢连铸坯表面裂纹缺陷发生率高的生产问题,建立了301不锈钢板坯连铸结晶器内凝固坯壳形成及应力和变形的热力耦合模型。该模型考虑了包晶钢高温相变特征及其结晶器内的凝固特点。利用有限元软件ANSYS,采用三维瞬态热传导有限元、生死单元技术及三维热弹塑性接触有限元算法进行求解,对301不锈钢板坯结晶器内凝固过程进行了研究。结果表明,结晶器出口处铸坯宽面中心温度最低,距角部40 mm处温度最高,坯壳最薄,随δ-Fe转变量增加,出口处坯壳温度升高,坯壳厚度变薄。铸坯宽面中心位移变形最小,角部最大,窄面位移量大于宽面。随δ-Fe转变量增加,出口处应力水平下降,热点区附近成裂指数增加,发生纹裂机率增大。
连铸工艺参数对大圆坯凝固组织影响的数学模拟
孙涛1,岳峰1,郭春1,李瑛2,马忠存2,郭鑫2
2015, 31(6):  23. 
摘要 ( 308 )  
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基于ProCAST软件研究了中间包钢水过热度、连铸坯拉坯速度、连铸机二冷强度等连铸工艺参数对大断面圆坯凝固组织的影响规律。研究结果表明:结晶器电磁搅拌电流为300 A、频率为3 Hz条件下,随着过热度的降低,连铸坯中心等轴晶率显著增加,过热度由49 ℃降至29 ℃时,过热度每降低10℃,铸坯中心等轴晶率增大4%左右;拉速由0.16~0.20 m/min每增加0.02 m/min,二冷强度由标准水量的1.5~0.5倍每降低0.5倍,连铸坯中心等轴晶率有所增加但均不显著,均为1.5%左右。降低过热度能够显著细化凝固组织晶粒,而改变拉速和二冷强度对于细化凝固组织晶粒作用不明显。对于调整连铸工艺参数而言,提高连铸坯中心等轴晶率和细化凝固组织晶粒的最有效办法是降低中间包钢水过热度。
Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢凝固特性研究
李世琪,刘建华,庄昌凌,刘洪波,刘建,韩志彪
2015, 31(6):  29. 
摘要 ( 118 )  
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某厂试制的Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢电渣重熔锭在高温锻压过程中出现开裂。利用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的高温力学性能,得出第Ⅰ脆性区间为1250 ℃到熔点,第Ⅲ脆性区间为650~800 ℃。利用扫描电镜(SEM)观察不同拉伸温度下断口的宏观形貌,光学显微镜观察断口附近的组织形貌,电子探针(EPMA)测定拉伸试样的偏析状态,电子背散射衍射(EBSD)试验分析研究试样中的相组成,以此来确定Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的断裂机制。研究表明,在第Ⅲ脆性区间,TWIP钢的断裂形式为沿晶和穿晶的混合断裂,其脆性断裂的主要原因为铁素体的析出和晶界偏析。动态再结晶对提高TWIP钢的高温塑性具有决定性的影响。在今后的生产中应优化电渣重熔和热加工的工艺参数以避免裂纹的产生。
60Si2MnA弹簧钢炼钢过程的洁净度变化
胡阳1,陈伟庆1,韩怀宾2,白瑞娟2
2015, 31(6):  34. 
摘要 ( 161 )  
相关文章 | 计量指标
对“BOF→LF→CC”流程铝脱氧造较高碱度精炼渣工艺生产60Si2MnA弹簧钢冶炼过程的洁净度进行了调研分析,并从理论上分析了冶炼过程钢中T.O、氮含量和夹杂物数量、尺寸及类型的转变过程。结果表明:冶炼过程钢中T.O含量逐渐降低,氮含量增加,盘条中平均w(T.O)=14.5×10-6,w(N)=30.4×10-6。夹杂物类型变化为Al2O3-SiO2→Al2O3-SiO2-MgO-CaO四元复合夹杂物→Al2O3-SiO2-MgO-CaO-CaS五元复合夹杂物。控制钢中w(Al)=0.03 %左右,钙处理后钢水w(Ca)/w(Al)=0.08~0.11,Al2O3夹杂物能得到充分变性,形成的四元夹杂物处于较低熔点区,而五元夹杂物因含较多高熔点CaS而偏离低熔点区。
8620RH非调质钢全流程洁净度研究
阿不力克木·亚森1,刘洋1,单以刚2,于湛2,朱守欣2
2015, 31(6):  40. 
摘要 ( 171 )  
相关文章 | 计量指标
通过Aspex全自动扫描电镜观察“电炉→LF→VD→连铸”工艺生产8620RH非调质钢的全流程夹杂物变化情况,结合钢水中T.O、氮含量的检测结果,分析了冶炼过程中钢液洁净度的变化趋势。研究表明:8620RH非调质钢样品中氧化物夹杂的主要成分是Al2O3-MgO-CaO,以Al2O3为主。增硫操作之后,夹杂物中CaO含量降低,硫化物和氧硫化物含量明显升高。冶炼过程夹杂物中MgO含量逐渐升高,每个工序冶炼后期的样品中含MgO夹杂物数量均明显高于该工序初期,未检测到大尺寸的镁铝尖晶石类夹杂物。采用铝脱氧方式生产的8620RH非调质钢铸坯中平均w(T.O)=10.1×10-6,达到了很高的洁净度,氧化物夹杂数量较少,尺寸较小。铸坯和轧材中氧化物类夹杂物数量均在10个/mm2以下。轧材中硫化物多以包裹在氧化物外部的形式存在,有利于提高产品的综合性能,但轧材中存在较大尺寸的硫化物,可以适当提高钢中的氧含量,形成更多细小弥散的氧化物核心,利于硫化物的析出,改善硫化物的形态,使产品具备更好的切削性能。
国内外气门簧用弹簧钢线材质量对比
胡阳1,陈伟庆1,韩怀宾2,白瑞娟2
2015, 31(6):  47. 
摘要 ( 184 )  
相关文章 | 计量指标
通过对国产55SiCrA、浦项SAE9254V及新日铁65Si2CrV气门簧用弹簧钢进行全面质量对比分析,国产与国外弹簧钢的主要差异为:国产弹簧钢中w(Als)高达40×10-6,夹杂物中w(Al2O3)高达42%,夹杂物长宽比均小于3,宽度尺寸大,且其电解得到了高MgO类及高Al2O3类的大型不利夹杂物。生产过程应降低钢中w(Als)至20×10-6以下,使用低铝含量的合金,采用低碱度及低Al2O3含量的精炼渣进行冶炼,避免使用含Al2O3的镁质耐火材料,降低夹杂物中w(Al2O3)至10%~20%,提高夹杂物塑性。另外国产弹簧钢组织含有较多的先共析铁素体,且脱碳层控制较差。
生产实践
80 t转炉冶炼高磷钢生产实践
张思维1,2,曹锟2,殷享兵2,沈巧珍1
2015, 31(6):  53. 
摘要 ( 157 )  
相关文章 | 计量指标
为解决转炉冶炼传统高磷钢终点磷含量低、冶炼成本高的生产问题,在转炉脱磷的基本理论分析基础上,进行了高磷钢冶炼转炉工艺优化试验。确定废钢模式、造渣制度、氧枪控制等是影响转炉脱碳保磷效果的关键因素。生产应用结果表明:高磷钢冶炼工艺优化后,平均终点钢水w(P)达到0.042 %,冶炼成本降低22.71元/t。
提高入LF钢水酸溶铝合格率的工艺优化
李德军1,许孟春1,刘清海2,张宁1,于赋志1
2015, 31(6):  57. 
摘要 ( 136 )  
相关文章 | 计量指标
针对入LF钢水酸溶铝合格率比较低的现状,对不合格的炉次进行了统计分析,发现入LF酸溶铝合格率低的主要受转炉冶炼过程控制影响,对转炉冶炼过程控制进一步分析发现,出钢下渣、碳温不协调、铝收得率不稳定是3个主要影响因素。对这3个影响因素进行分析,提出相应的工艺管理制度和改进措施,使入LF钢水酸溶铝的合格率由81 %提高到了88 %。
MnCr/CrMo钢LF底吹氮气合金化工艺研究
董大西1,杨峰功1,胡云生1,张永1,战东平2,邱国兴2,姜周华2,张慧书3
2015, 31(6):  62. 
摘要 ( 191 )  
相关文章 | 计量指标
钢包底吹氮增氮是一种可节约氮化合金且利于降低成本的有效氮合金化方法。通过理论计算分析影响钢中氮含量溶解度的因素,确定了钢包底吹氮时机、压力等工艺条件,并在此基础进行了工业试验。结果表明,吹氮压力越大,钢液中氮含量越大,吹氮压力升高0.2 MPa,氮的溶解度增加25×10-6;吹氮流量越大,钢中氮含量也越大,但是吹氮流量的影响远没吹氮压力显著。对于成品w(N)=(100~150)×10-6的钢种,仅采用底吹氮工艺完全可以满足钢中氮含量控制需要,不需要添加含氮合金即可完成氮微合金化过程。
冷轧钢板表面条状缺陷的研究
单庆林,彭国仲,张丙龙
2015, 31(6):  67. 
摘要 ( 200 )  
相关文章 | 计量指标
针对首钢京唐钢铁联合有限责任公司冷轧板出现的条状缺陷,对冷轧板取样分析,确定了Al2O3类夹杂物、保护渣类夹杂物和FeO类缺陷是冷轧板条状缺陷产生的主要原因。通过采取钢包渣改质降低顶渣氧化性,合理控制RH纯循环时间促进夹杂物上浮,增加钢包镇静时间提高钢水纯净度,优化保护渣性能,控制拉速、优化水口结构、减少吹气量降低液位波动,降低出钢温度和除鳞水系统改造等措施,冷轧钢板表面条状缺陷由0.59%降至0.25 %以下。
辅助技术、材料及设备
不同条件下石灰石煅烧的产物特性研究
冯佳1,2,胡龙飞2,朱少楠2,周宝2,李晨晓2,李宏2
2015, 31(6):  73. 
摘要 ( 113 )  
相关文章 | 计量指标
为比较“石灰煅烧—转炉炼钢”传统工艺和“转炉用石灰石代替石灰造渣炼钢”新工艺中石灰的特性,归纳了2种工艺中石灰石受热历程分别为“低温长时间+降温+高温短时间”和“高温短时间”。把块状石灰石看作由无数薄层构成,用薄片状石灰石模拟块状中单个薄层,将其在不同条件下煅烧,测量产物收缩率、比表面积、孔容积、孔径、晶体结构及水化活性等参数。结果表明,相对于“低温长时间”及“低温长时间+降温+高温短时间”的试样,“高温短时间”煅烧的试样收缩率低、比表面积和孔容积大、平均孔径小、晶粒细小、晶格畸变大、水化反应速度极快。石灰石造渣工艺中高温下新生成的石灰反应活性高于传统工艺,有利于其在渣中的溶解。