文献综述钙处理ppt课件

钢中Al2O3夹杂物的钙处理改性,储万熠冶金130241321058,问题描述,钢中存在氧化铝夹杂物,Al2O3夹杂物熔点高，变形性差，对钢的轧制性能有不好的影响。Al2O3夹杂物多为枝晶形态，会在钢内部产生许多应力集中的点，影响钢的强度。钢水中的Al2O3夹杂物在连铸的时候会附着在水口附近的耐火材料上，积累过多造成水口结瘤。,张立峰等.钢中夹杂物系统分析技术及应用J.钢铁,2014,49(2):1-28,Tundishnozzleafterfiveheatsofcontinuouscastingsteel.,Shengpingetal,He.MorphologyControlforAl2O3InclusionWithoutCaTreatmentinHigh-AluminumSteelJ.MetallurgicalandMaterialsTransactionsB,2015,46(2):585-594,问题原因,钢中氧化铝夹杂物的来源,金属铝是炉外精炼中非常重要的脱氧剂，可以将钢中溶解氧降至2-3ppm。使用金属铝脱氧后会生成大量Al2O3夹杂物，这也是氧化铝的主要来源。当铝与渣中FeO,MnO,SiO2或耐火材料作用时,都有可能生成再氧化产物。耐火材料既可能剥落进入钢液,形成大颗粒夹杂物。,Al脱氧平衡曲线,ShengpingHeetal.MorphologyControlforAl2O3InclusionWithoutCaTreatmentinHigh-AluminumSteelJ.MetallurgicalandMaterialsTransactionsB,2015,46(2):585-594,解决办法,钙处理工艺,钙处理的主要机理是利用喂入的钙对高熔点的Al2O3进行变质处理即形成液态低熔点的12CaO7Al2O3和3CaOAl2O3。钙处理可将MnS，Al2O3类夹杂变成球形钙铝酸盐或CaO-CaS-Al2O3夹杂。钢中其他元素（如Mn）对夹杂物成分的低熔点区也有影响。,Ca-Al-O相图中存在的低熔点区,RH-钙处理后夹杂物在Al2O3-CaO-MgO相图中的分布,林路等.RH-喂线钙处理的管线钢X80非金属夹杂物变性效果分析J.特殊钢,2010,31(5):51-54,Mn元素对MnO-SiO2-Al2O3系夹杂物液相区的影响,XiaofeiHeetal.ResearchonTransformationMechanismofOxideInclusioninTireCordSteelJ.TransactionsoftheIndianInstituteofMetals,2014,67(6):919-926,钙处理后典型夹杂物扫描照片,孙彦辉和方忠强.钙处理中间产物的形成及其对氧化铝夹杂的改性J.北京科技大学学报,2014,36(12):1615-1625,NVermaetal.TransientInclusionEvolutionDuringModificationofAluminaInclusionsbyCalciuminLiquidSteel:PartII.ResultsandDiscussionJ.MetallurgicalandMaterialsTransactionsB,2011,42(4):720-729,Modificationrouteofmodificationofaluminainclusionsbycalcium,asillustratedbyinclusionsexposedbybromine-methanolsolution,赵东伟等.钙处理对铝镇静钢中非金属夹杂物变性效果的影响J.北京科技大学学报,2013,35(9):1138-1143,CaO(CaS)-MgO-Al2O3类夹杂物演变规律示意图,新的问题,钙处理中存在的问题,钙的加入量需要多少钙处理的时间如何防止钙在加入钢液前的氧化防止钢液的二次氧化,新的问题,钙的加入量需要多少,YingRenetal.DetectionofNon-metallicInclusionsinSteelContinuousCastingBilletsJ.MetallurgicalandMaterialsTransactionsB,2014,45(4):1291-1303,CalculatedstabilitydiagramofAl-Ca-Osysteminthemoltensteelat2146K(1873C).,新的问题,钙处理的时间,Ca加入后Ca元素有这样的存在形式：Ca(s)Ca(g)Ca+S=(CaS)夹杂物中的CaS需要一定的时间释放。,新的问题,如何防止钙在加入钢液前的氧化,Ca作为一种很活泼的金属，在加入钢包中之前要做好保护措施，防止其氧化。Ca加入的种类，钙粉填充的钙线还是实心钙线。Ca线喂入的方法,新的问题,某种喂钙线的设备示意图,新的问题,钙线的种类,钙铁线是用粉末状填充的,比较软,喂人钢水中较浅;如果钢水上面的渣层过厚或结块,钙铁线就喂不进去一漂浮在渣层上造成浪费。实芯纯钙线采用是厚壳包芯线,内芯是采用高压拉拔成丝的高密度实芯纯钙棒,喂线时不会带人其他氧化物而污染钢液。厚的外钢壳和高密度的实芯纯钙棒可以将钙喂人钢水的更深部位,并在临界深度以下停留较长的时间,从而得到较高的钙收得率。,张宝等.实芯纯钙线在LF精炼过程中的应用J.特殊钢,2011,32(5):44-46,CaFe线、实芯纯钙线和钢水量对钢中钙含量(a)、钙收得率(b)和吨钢钙消耗量(c)的影响,新的问题,钙线喂入的方法,上文说到“厚的外钢壳和高密度的实芯纯钙棒可以将钙喂人钢水的更深部位,并在临界深度以下停留较长的时间,从而得到较高的钙收得率。”但是使用实芯纯钙线的成本必定很高，是否可以从喂入方法上解决钙收得率的问题？,新的问题,深枪喂线工艺,在喷枪喂线工艺中,耐火材料喷枪插入离钢液面约1.83m的深度。惰性气体(通常是氩气)从枪孔喷射出.农钢包内形成一种环流状态。然后借助于机械方式把用钢皮包住的钙线以30.5m/min到305m/min的速度通过喷枪孔射入钢包,直到进入钢液中约1s后溶解。第二代喂线技术的开发集中在吹入气体量的降低上,所需气体量用于保持枪孔的畅通并不粘钢。枪孔几何形状的改进已减小了气体量,它约是第一代喷枪喂线技术气体需要量的50%。现在,该气体流量与流经钢包多孔透气砖的变量相当,作用于钢包内的搅拌能也大大降低。此外,对钢水的钙处理效率更高,甚至几乎不与大气接触。,深枪喂线工艺示意图,MarkJEngel.采用先进的深枪喂钙线钢包处理法改进工艺控制及提高钢质量J.钢铁钒钛,1993,14(1):63-68,采用不同Pferrocal工艺钙的收得率,新的问题,防止钢液的二次氧化,二次氧化主要是指钢水中的合金元素与空气中的氧、炉渣、耐火材料中的氧化物发生化学发应!生成新的氧化物相而污染钢水。二次氧化控制不好，造成钢水中夹杂物含量增多，精炼及钙处理成果浪费。,新的问题,开浇阶段SPA-H钢中夹杂物的组成分布,开浇阶段SPA-H钢中夹杂物的组成分布,开浇前，钙铝酸盐夹杂物中CaO含量较高。这是由于钙处理时喂入了过量的钙，绝大多数夹杂物成分偏离了低熔点区。开浇后，受二次氧化的影响，夹杂物中Al2O3含量升高。有一部分夹杂物进入低熔点区，但大部分夹杂物因过高的Al2O3和CaO含量仍处于低熔点区之外。尔后，浇注过程逐渐平稳，大部分夹杂物分布在低熔点区附近，但CaO含量仍较高。,不同观点,低熔点夹杂物是否有利,主要来说，钙处理是为了钙处理的主要机理是利用喂入的钙对高熔点的Al2O3进行变质处理即形成液态低熔点的12CaO7Al2O3和3CaOAl2O3。但在某一些文献中发现了不一样的观点:低熔点夹杂物在连铸过程中，会聚集成较大尺寸的夹杂物，轧制过程中变形为大型条串状夹杂物。所以在钙处理时，应将夹杂物控制在高熔点。,不同观点,采用新工艺后不同工序阶段夹杂物组成分布(a)AfterRH(b)AfterCatreatment(c)plate,王新华等.X80管线钢板中条串状CaO-Al2O3系非金属夹杂物的控制J.金属学报,2013,49(5):553-561,不同观点,低熔点夹杂物是否有利,对X80管线钢板B类夹杂物采用了新的控制策略。将控制重点由以往侧重在钢液钙处理后去除低熔点CaO一A12O3系夹杂物,改为在钙处理前强化去除钢液中夹杂物、尤其是较大尺寸夹杂物。为此将RH精炼时间增加了一倍采取新控制策略后,RH精炼后夹杂物数量大幅度降低,钙处理效果显著提高。钢板中检测到的夹杂物全部为高熔点CaO一CaS系夹杂,B类夹杂物检验绝大多数为0级。,参考文献,1.徐匡迪.关于洁净钢的若干基本问题J.金属学报,2009,45(3):257-2692.赵东伟等.钙处理对铝镇静钢中非金属夹杂物变性效果的影响J.北京科技大学学报,2013,35(9):1138-11433.张立峰等.钢中夹杂物系统分析技术及应用J.钢铁,2014,49(2):1-284.林路等.RH-喂线钙处理的管线钢X80非金属夹杂物变性效果分析J.特殊钢,2010,31(5):51-545.孙彦辉和方忠强.钙处理中间产物的形成及其对氧化铝夹杂的改性J.北京科技大学学报,2014,36(12):1615-16256.ShengpingHeetal.MorphologyControlforAl2O3InclusionWithoutCaTreatmentinHigh-AluminumSteelJ.MetallurgicalandMaterialsTransactionsB,2015,46(2):585-5947.NVermaetal.TransientInclusionEvolutionDuringModificationofAluminaInclusionsbyCalciuminLiquidSteel:PartII.ResultsandDiscussionJ.MetallurgicalandMaterialsTransactionsB,2011,42(4):720-729,参考文献,8.XiaofeiHeetal.ResearchonTransformationMechanismofOxideInclusioninTireCordSteelJ.TransactionsoftheIndianInstituteofMetals,2014,67(6):919-9269.YingRenetal.DetectionofNon-metallicInclusionsinSteelContinuousCastingBilletsJ