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高铁弹条钢夹杂物塑性化控制的热力学分析

郭俊波 , 王丽君 , 刘延强 , 周国治

中国材料进展

提高高铁弹条钢的疲劳性能,除了要求弹条钢具有较高的纯净度外,还必须控制弹条钢中的非金属夹杂物。弹条钢中存在的脆性和不变形非金属夹杂物是弹条钢疲劳断裂的重要原因,所以必须控制弹条钢中的夹杂物为低熔点和具有良好的变形能力。借助Factsage热力学计算软件对1873K时钢液与夹杂物间的平衡进行了计算,确定了生成具有良好变形能力的低熔点CaO-SiO2-Al2O3系夹杂物所需要的钢液成分。结果表明:将夹杂物的成分控制在CaO-SiO2-Al2O3系的低熔点区域2中时,钢液中的溶解氧含量为(1~3)×10^-6,远远低于将夹杂物成分控制在低熔点区域1中时的溶解氧的含量,此时可以同时实现夹杂物塑性化和钢液纯净化的要求。

关键词: 弹条钢 , 低熔点区域 , CaO-SiO2-Al2O3 , 夹杂物 , 热力学平衡

国内外超低氧弹簧钢生产工艺比较

刘延强 , 王丽君 , 胡晓军 , 周国治

钢铁研究学报

比较分析了国内外不同钢铁企业的工艺流程及其控制效果。各企业采用的工艺虽不尽相同,但其核心都是降低钢液的氧含量及对夹杂物进行控制。在脱氧工艺中,合成渣精炼已成为生产超低氧弹簧钢的一个重要途径;在夹杂物控制上,一方面要尽量降低钢中的夹杂物含量,另一方面可以通过氧化物冶金技术,利用某些夹杂物细小弥散及熔点高的特点来细化晶粒,从而提高钢的质量。

关键词: 弹簧钢 , 生产工艺 , 合成精炼渣 , 氧化物冶金

高铁扣件弹簧钢中含Ce夹杂物生成的热力学分析

刘延强 , 王丽君 , 郭俊波 , 胡晓军 , 周国治

中国有色金属学报

通过热力学计算研究稀土Ce夹杂物在高铁扣件弹簧钢中生成的热力学条件,并分析加入稀土Ce对Al2O3夹杂的变质作用及条件.由稀土Ce硫化物、氧化物和氧硫化物的标准吉布斯生成自由能构建了稀土Ce夹杂物的空间析出图,并将其应用在预测高铁扣件弹簧钢中加入稀土Ce后夹杂物的生成顺序,并确定其存在形式及热力学转换条件.计算结果表明:钢液中加入稀土最容易生成的是CeAlO3夹杂,其次是Ce2O2S;在本计算所用钢种的氧活度和硫活度分别为0.000639和0.005845的条件下,钢液中首先会析出Ce2O2S;当钢液中Al含量为0.013%时,稀土变质Al2O3夹杂的理论加入量为0.0019%.

关键词: 热力学 , 稀土 , 夹杂物 , 弹簧钢 , 高铁扣件

Fe2+和Fe3+对含铁氧化物熔体性质的影响

于继鹏 , 王丽君 , 王亚娴 , 刘延强 , 周国治

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130222

通过对含铁氧化物的熔渣体系黏度、密度以及硫容量的综述和分析,可以看出,熔体的性质会随着变价金属离子含量的变化而变化,Fe2+和Fe3+在熔体结构中承担着不同的角色,Fe2是网络破坏体,正八面体配位,使黏度降低,硫容量增加.而Fe3+以正四面体和正八面体来配位,且以四面体为主,作为网络聚合体存在,黏度随着Fe3+含量的增加而逐渐增加等.结构方面的研究也证实上述由性质反映出来的规律.同时,上述规律也可以为研究其他过渡金属元素提供有益的参考.

关键词: FeOx熔体 , 黏度 , 密度 , 硫容量 , 熔体结构

"全三脱"工艺流程中脱碳渣返回脱磷转炉利用

董文亮 , 罗磊 , 田志红 , 季晨曦 , 刘延强 , 潘宏伟

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160314

为了在"全三脱"工艺流程中实现炉渣的高效循环利用,将w((P2O5))较低的热态脱碳炉终渣通过渣罐兑入脱磷炉继续发挥脱磷作用.分析结果表明,提高返回渣量及脱磷渣磷分配比均可显著降低脱磷炉石灰消耗量,当渣钢磷分配比及返回渣量控制合适时,脱磷炉可不加入石灰而使半钢磷质量分数达到目标值.对脱碳炉渣在脱磷炉冶炼中的再熔化过程进行计算分析,随着铁水中硅元素的氧化,脱碳渣碱度降低而不断熔化,逐渐发挥脱磷作用.在"全三脱"工艺流程中成功开发了转炉渣热态循环利用工艺,脱磷率提高约6%,返回脱碳渣加入量约为67.13 kg/t,石灰、轻烧白云石和萤石分别节约9.37、1.15和2.45 kg/t,半钢温度提高约7℃.

关键词: "全三脱"工艺 , 脱磷渣 , 脱碳渣 , 返回利用 , 磷分配比

板坯角横裂成因及控制措施

刘延强 , 尹世超 , 王雷川 , 景财良 , 罗磊 , 张丙龙

中国冶金 doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160061

针对微合金化钢角部横裂纹缺陷,从连铸工艺角度分析了板坯角横裂的形成原因,提出了微合金化钢角部横裂纹缺陷的控制措施.通过优化二次冷却强度、稳定结晶器液面、提高铸机精度、调整二冷喷嘴宽度、采用倒角结晶器及控制钢液增氮等措施,提高了铸坯表面质量,板坯角部横裂纹得到了有效改善,缺陷发生率由24%降低至2%.

关键词: 微合金化钢 , 角横裂 , 二次冷却 , 倒角结晶器 , 连铸工艺

S275JR厚规格热轧卷表面裂纹成因分析与改进

景财良 , 刘延强 , 宋佳友 , 王胜东 , 彭国仲

中国冶金 doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20150155

针对国内某厂在轧制厚规格S275JR钢卷过程中在钢卷中心位置附近出现了大量裂纹缺陷问题,通过对该缺陷宏观形貌、化学成分、金相组织等进行研究分析后,确定了板卷表面裂纹缺陷是由钢坯皮下微裂纹造成的.基于此分析对S275JR生产过程中的硫质量分数、过热度、结晶器冷却强度与保护渣进行了优化.工业实践表明,工艺调整后钢卷表面裂纹缺陷由12%降低到0.93%.

关键词: 厚规格 , 表面裂纹 , 钢卷 , 皮下微裂纹

热轧卷表面线状缺陷分析

刘延强 , 杨敬铭 , 单伟 , 罗磊 , 张丙龙

中国冶金 doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20150202

为了研究热轧卷表面线状缺陷产生的原因,通过扫描电镜和能谱对热轧卷表面线状缺陷的形貌和成分进行分析,并对缺陷在钢卷断面方向的分布进行统计.结果表明,结晶器保护渣卷入和钢液中的夹杂物是导致热轧卷表面线状缺陷产生的主要原因,而缺陷分布与断面宽度有关.在研究线状缺陷形成机理的基础上,采取钢包顶渣改质、控制钢包镇静时间、优化保护渣性能和水口结构、火焰清理、优化氩气吹气量等控制措施,同时改进相关的工艺条件,使该类缺陷发生率得到有效控制,热轧卷表面线状缺陷率由0.63%降至0.30%以下.

关键词: 线状缺陷 , 卷渣 , 保护渣 , 夹杂物 , 热轧卷

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