采用Gleeble-1500热模拟实验机测试了宝钢生产的易出现角横裂纹缺陷的中碳铝硅镇静钢GR4151连铸坯的高温延塑性,并通过金相、扫描电镜等方法对拉断后试样的断口及组织形貌进行了分析检验,结果表明:GR4151钢在熔点~700℃的温度区间存在2个脆性区域,即熔点~1330℃的第Ⅰ脆性区和860~740℃的第Ⅲ脆性区,第Ⅲ脆性区内,γ单相域AlN等氮化物在γ晶界析出和在γ+α两相区先共析铁素体呈网状并在γ晶界析出是造成脆化的主要原因,本文还提出了避免产生角横裂纹缺陷的措施

38CrMoAl高铝钢由于Al含量较高([Al]=0.7%~1.1%,质量分数),在连铸过程中容易导致水口的堵塞,因此需要对钢中Al2O3夹杂物进行形态控制,保证钢水的可浇性.热力学计算和实验研究结果显示:钢中高含量的Al对渣中即使少量的SiO2都具有较强的还原性;不采用传统的精炼喂钙线工艺,而进行转炉出钢过程渣洗操作,能将高熔点的Al2O3转变为低熔点的球状钙铝酸盐夹杂.同时,采用CaO-Al2O3基中间包覆盖剂,以避免钢渣反应导致钢中夹杂物含量增加.工业性试验结果表明,钢水洁净度较高,可浇性好,连续浇注5炉后,水口内壁基本无结瘤现象

采用金相分析、扫描电镜和能谱仪等分析手段,研究了钙处理加硫的DIN18CrNiMo7-6齿轮钢中氧硫复合夹杂物的形貌、成分和热变形行为.结果表明:外围硫化物的钙抑制了氧硫复合夹杂物的变形,当外围硫化物的钙原子分数约为5.0%时抑制作用达到饱和;高熔点核心氧化物的面积分数增加,复合夹杂物的变形能力降低,而低熔点核心氧化物对复合夹杂物变形能力的影响不明显

通过实验研究了氧含量对硫化物形态的影响.结果表明:随着氧含量的增加,MnS夹杂物的形态由Ⅱ类向Ⅰ类转变,其平均直径和面积分数增大,数量减少,长宽比减小.通过数学模型以及Fe-Mn-S和Fe-Mn-S-O体系的四元相图研究了氧含量对硫化物形态产生影响的机理.在氧质量分数高达0.022%时,凝固初期形成了大量的MnO系低熔点液态氧化物,促进了MnS的形成方式从共晶方式向偏晶方式转变,形成Ⅰ类MnS;氧质量分数在0.01%以下时,凝固初期形成的MnO系低熔点液态氧化物较少,大部分MnS是在凝固末期以共晶形式析出,形成Ⅱ类MnS

宝钢生产的中碳亚包晶成分钢连铸坯角横裂属于沿晶界的开裂,主要发生在850℃t以下温度,对3个钢种连铸坯试样的高温力学性能的测定表明,在$\\dot \\varepsilon $=4×10-3/s应变速率下,所测钢种在熔点~700℃范围存在两个脆性温度区域,即熔点~1350℃的第I脆性温度区域和850~725℃的第Ⅲ脆性温度区域,在第Ⅲ脆性温度区域,γ单相域AlN等氮化物在γ晶界的析出和在γ+α两相区先共析α相呈网膜状,在γ晶界的析出是造成钢脆化的主要原因。通过控制钢中氮、铝含量,采用较温和的二冷方式,使铸坯在矫直处的边角部温度避开第Ⅲ脆性温度区,铸坯的角横裂缺陷有了大幅度的降低

为将溅渣护炉技术应用于炼镍转炉,在实验室镁铬质坩埚中进行了热态模拟溅渣实验.结果表明:FeO-Fe2O3-SiO2-MgO渣系为镍转炉溅渣护炉的合理渣型,增加渣中MgO和Fe2O3含量可以明显提高炉渣熔化温度,相应渣中高熔点相铁镁橄榄石和磁铁矿显著增加,采用此类炉渣溅渣可在镁铬砖内壁形成高熔点的溅渣层;溅渣后坩埚内壁的溅渣层由反应层和挂渣层组成,其中反应层物相为镁铁固溶体和镁铬铁铝尖晶石,挂渣层主要由铁镁橄榄石和磁铁矿组成.溅渣时采用空气喷吹可增加渣中Fe2O3,适合作为溅渣气源

经解剖中间罐水口堵塞样品,查清堵塞原因主要是高溶点的树枝状Al2O3,铁尖晶石夹杂粘附在水口壁上并聚集长大。经在钢包中喂入直径13.5mm CaSi芯线,喂速120~130m/min,1t钢喂入量0.26~0.86kg,使原有高熔点夹杂变为低熔点的复合氧化物,不再堵塞中间罐水口,夹杂球化,而且很细小

利用热力学软件计算了齿轮钢氧含量与夹杂物成分控制、夹杂物转变条件.结果表明,20CrMoH钢中具有较高塑性的非金属夹杂物成分(质量分数)为:SiO2 0%~10%、Al2O3 22%~55%、CaO 42%~60%、MgO 5%~10%,与之平衡的钢液中铝的质量分数大于0.020%,钙的质量分数大于0.7×10-6,a[O]为0.0005%左右;选择组成为CaO>40%、Al2O3 ≤ 37%、MgO 10%、(% CaO+% MgO)/% SiO2为10、SiO2含量尽量低的渣系,钢中Al2O3、MgO·Al2O3夹杂物可转变为低熔点的钙铝酸盐.试验发现LF和RH精炼结束时钢液T[O]含量均随炉渣碱度增加而降低,采用高Al2O3含量的炉渣对降低T[O]含量有利;精炼过程钢液中夹杂物按\Al2O3系夹杂物→MgO-Al2O3系夹杂物→CaO-MgO-Al2O3系夹杂物\顺序发生转变,其中MgO-Al2O3系夹杂物向CaO-MgO-Al2O3系夹杂物的转变是由外向内逐步进行的,转变速度相对较慢;降低T[O]含量有利于生成较低熔点的CaO-MgO-Al2O3系夹杂物

根据炉渣结构的共存理论和CaO-SiO2渣系相图制定了不同温度区间的作用浓度计算模型。在炼钢温度下计算结果表明,考虑2个硅酸盐(CaSiO3和Ca2SiO4)或3个硅酸盐(CaSiO3,Ca2SiO4和Ca3SiO5)的计算模型都是合用的。比较不同计算方案结果证明,用本文回归所得的热力学数据比用文献数据更能符合实际,所以对文献数据应进一步研究。硅酸盐作用浓度的最大值与相图中固液相同成分熔点的位置一致,说明硅酸盐对本渣系的熔点具有极为重要的影响,炉渣总质点数随碱度而变化中出现最小值的原因是炉渣中进行了多个结构质点结合成一个分子的反应

Al作为炼钢脱氧剂单独脱氧时易烧损,导致利用率较低;同时,其脱氧产物Al2O3熔点高,形状不规则,不易在脱氧过程中上浮排出,造成水口堵塞,恶化钢材质量.为了提高铝的脱氧效率,同时使脱氧产物Al2O3能快速从钢液中上浮排出,本文研究了一种以金属铝为有效脱氧组分,低熔点氧化物渣系为载体的新型复合脱氧剂.实验表明,使用该脱氧剂不仅可以保证钢液中溶解氧的质量分数在10×10-6以下,而且脱氧后钢中Al2O3夹杂物与纯Al脱氧相比尺寸更小、数量更少,较显著地提高了钢材的纯净度,具有良好的脱氧效果