过刊目录采用铁水脱硫-复吹转炉-LF精炼-VD脱气/RH处理-CC连铸工艺,加入稀土后收得率与钢种、硫氧含量波动不密切,与工艺类型相关性强。不同钢种,稀土对钢中夹杂物的变性作用不同,但加稀土后,钢中夹杂物尺寸减小,更加弥散化分布,并由此提升疲劳性能与冲击性能。加入稀土通过推迟上贝氏体的形成和抑制焊接过程中奥氏体晶粒的长大,改善钢板的焊接性能。
包钢宽厚板生产线采用绿色清洁的炼钢、连铸、双机架轧制及热处理工艺,研制开发了一种绿色环保的工程机械用高强度稀土耐磨钢板。该产品具有高强度、高硬度、优秀的耐磨性、良好的低温韧性和焊接性能,产品的生产使用全周期过程贯穿循环经济理念思路。
介绍了稀土车轮钢在炼钢各个工序的关键控制及冶炼工艺,通过采用不同炼钢工艺控制,实现钢中稀土收得率及铸机可浇性稳定控制。为提高钢中稀土元素收得率,结合稀土元素脱氧、脱硫特性,炼钢环节通过对KR脱硫工序、转炉终点及出钢控制、LF和RH精炼过程控制、铸机浇注控制等各个工序进行严格把控,保证了稀土元素收得率稳定控制38%~40%,完成稀土车轮钢炼钢环节生产控制。
:文章研究了在LD-LF-RH-CC工艺路径下添加稀土铁合金的炼钢生产技术。研究结果表明,与不添加稀土的钢种相比,试制工艺生产的稀土钢氧含量要明显低于常规钢种。当中间包中的钢水S含量较低时,其夹杂物主要为2.0 μm以下的RE2 O2S-CaO和RE2O2S、RE2O2S-Al2O3,是亚微米级含RE夹杂物。水口结瘤物质主要为钢中稀土脱氧、稀土的铝酸盐,稀土夹杂聚集粘附是结瘤的主要原因。
通过在包钢U75V重轨钢加稀土的工业试验,明确了VD后稀土加入工艺的控制目标,并通过在钢轨取样,分析稀土成分和夹杂物特征,明确了稀土对重轨钢典型夹杂物的变质处理的效果。
生产25CrMoBVRE和U76CrRE试验采用钢包投入法加入稀土合金,经铁水预处理、转炉冶炼、采用脱氧合金化工艺,在LF钢包精炼采用深脱硫工艺,精炼后,钢水中硫含量及氧含量很低,对提高稀土收得率有积极作用。通过有效控制钢水的氧、硫含量,分别在VD前、后钢包中进行加入稀土镧硅钙铁合金、稀土铈铁合金,稀土加入量分别为0.012%和0.003%,试验结果表明,采取相应的保护浇注措施,未出现水口堵塞现象,生产工艺顺行,操作方便,稀土收得率分别达到15%和40%。成本降低分别为60%和50%。稀土在钢中分布均匀,有改善夹杂物作用,产品性能完全满足产品标准及用户使用要求。
文章介绍了稀土钢冶炼时各工序的控制情况,试验结果表明当钢中氧、硫含量极低时,稀土仍有一定的脱氧、脱硫作用,钢中夹杂物以尺寸为3~5 μm的细小稀土氧硫化物为主。浇注过程中水口堵塞严重,堵塞物以冷钢为主,通过对水口堵塞机理的分析提出了提高钢水和稀土合金洁净度、提高浇注温度、开发新型水口等措施来解决稀土钢浇注水口堵塞的问题。
通过在包钢IF钢的基础上进行加稀土试验,研究了稀土对IF钢液洁净度变化,得出RH出站时渣中未发现稀土氧化物,在浇铸过程中发现渣中含有CeO和Ce2O3,存在的价态为+2、+3价;加稀土与未加稀土时,对渣中氧化性以及钙铝比的影响不大,中间包TFe含量基本上在5%左右,CaO/Al2O3均稳定在1.3左右;未加稀土炉次中铸坯厚度方向Al2O3尺寸较大,内外弧到铸坯中心增大,稀土加入之后铸坯中Al2O3尺寸降低,Al2O3数量增加。
包钢钢管公司2#铸机在原有Φ180~Φ270 mm五个圆形坯型的基础上,通过结晶器结构设计、结晶器振动工艺设计、二次冷却工艺设计、铸坯连续矫直工艺设计等多方面研究,成功开发Φ245 mm坯型。生产实践表明,Φ245 mm坯型铸坯内外部质量满足标准和轧制要求,坯型开发达到预期效果。
文章通过在包钢现有的310乙字钢基础上,加入0.0030%铈铁合金,对比分析稀土合金加入对铸坯内部质量及常规力学性能的影响,对比结果表明,铈铁合金的加入有效提高了310乙字钢的综合力学性能。
文章利用蔡司显微镜和XRD等设备分析稀土Ce对1.5% Si无取向电工钢成品金相组织、织构和磁性能的作用,结果表明:加入稀土87 × 10-6的铈后成品金相组织的平均晶粒尺寸增加,成品板中对磁性能有害的{111}和{110}<001>织构密度减弱,平均铁损值P15/50降低0.102 W/kg,磁极化强度B50基本保持不变。
文章通过工业实验研究了向A572.Gr65钢中加入稀土后对其夹杂物、组织和性能的影响。结果表明,加入稀土之前,钢中夹杂物主要是Al2O3和Al2O3-CaO,尺寸约为5 μm左右,加入稀土之后,夹杂物变成不足2 μm的球状RE2O2S夹杂物。并且通过热力学、动力学计算表明,添加稀土之后,钢中最容易生成的夹杂物是RE2O2S,而RE3+和Al3+在RE2O2S·Al2O3中间层中的扩散速率为稀土变质夹杂物的限制性环节。加入稀土后,热轧板微观组织有所细化;冲击和拉伸性能随稀土含量的增加而提高。
文章对比分析了稀土元素对低合金高强度结构钢Q345E焊接接头力学性能及金相组织的影响,从稀土元素对Q345E的晶粒度和夹杂物控制方面分析了稀土对母材及焊缝疲劳性能的影响。
文章以U75V钢轨化学成分为基准,向其中分别添加含量为0%、0.002%、0.004%、0.006%,0.008%的稀土元素Ce,经25 kg感应电炉冶炼、铸锭、轧制等工艺流程制备样品,探究铈元素对钢轨钢组织与腐蚀性能的影响。本实验条件下Ce元素加入后对于钢轨钢的珠光体片层间距起到了一定的影响,随着Ce元素的加入珠光体片层间距先减小后增大,在加入0.004%时达到最小,耐腐蚀性能也最好。
通过工业试验,在IF钢冶炼过程RH阶段中添加铈铁合金,以改善汽车板钢的综合性能。对试验结果进行工业取样,通过SEM-EDS电镜、ASPEX夹杂物自动扫面、XRD以及热力学计算对冶炼全流程稀土型夹杂物类型、尺寸以及显微组织进行系统分析。结果表明从RH到铸坯再到轧材,稀土Ce会对Al2O3以及MnS等夹杂物进行变性,优先生成Ce2O3、Ce2O2S、CeO2等稀土型夹杂物,稀土类夹杂物从Al-O-Ce类逐渐转变为Al-O-Ce、Ce-O-S、Al-O-Ce-S类夹杂物,形状趋于球形和椭球形,尺寸在5 μm以下。
文章通过实验室研究了耐大气腐蚀钢筋的力学性能、耐腐蚀性能、稀土对耐腐蚀性能的影响、锈层组分以及试验钢CCT曲线测定等,成功采用6#铸机小方坯工艺试制生产了具有包钢特色的稀土耐大气腐蚀钢筋,铸坯质量、产品力学性能、弯曲等检验结果满足耐腐蚀钢筋标准要求。
通过对钢液中Ce及其化合物的标准生产吉布斯自由能绝对值的对比,获得Ce加入到钢液后的稳定化合物类型及其变化规律;阐述了采用KR + BOF + LF + RH + CCM工艺路线生产稀土钢时,未加入稀土炉次与加入稀土Ce炉次,稀土含量在钢液中的变化情况及其对钢液中w[S]、钢水洁净度的影响。
稀土钢浇铸过程中,稀土氧化物进入到保护渣熔融层中,影响和限制了保护渣冶金性能的正常发挥,针对这一问题,文章系统分析了稀土氧化物对结晶器保护渣不同碱度熔化温度、粘度和结晶温度的影响。结果表明,少量的稀土氧化物对保护渣有助熔作用,随稀土氧化物含量的增加,不同碱度保护渣的熔化温度、粘度和结晶温度变化显著。
为了研究含0.016%稀土Ce的T91钢的高温变形行为,采用Gleeble-1500D热模拟机进行热圧缩测试,测定该材料在变形温度T为1100~1250 ℃和应变速率为0.5~5.0 s-1时变形的应力-应变曲线,采用Zener-Hollomon参数法构建高温塑性变形的本构方程,然后计算材料的能量耗散图,并且对高温变形组织在光学显微镜下进行研究。结果表明:添加稀土Ce的T91钢的应力-应变曲线没有出现双峰特性,存在动态再结晶现象;通过流变应力模型计算的热变形激活能为559.46 kJ·mol-1,说明稀土Ce的添加增加了T91钢的热变形激活能;结合能量耗损图和微观组织可知,稀土Ce推迟了T91钢的动态再结晶过程,在高温和小应变速率下,动态再结晶容易发生。
在CSP生产线上进行稀土无取向电工钢50W600工业化生产,借助透射电镜、扫描电镜、XRD等设备对铸坯、热轧板、成品板组织、夹杂物、织构等进行研究,主要结论如下:稀土加入后明显抑制铸坯柱状晶发展,细化枝晶间距,增加等轴晶比例,改善热轧板带状组织;稀土净化钢液作用明显,减少MnS析出,部分AlN由块状单质析出转变为球状复合析出;退火后的平均晶粒尺寸增加,有利织构(100)、(110)含量增加,不利织构(111)减少;成品平均铁损降低0.4 W/kg,平均磁感应强度提高0.011 T。
文章研究了钢铁及合金等试样的溶解方法,采用盐酸、硝酸溶解样品,在最佳化的ICP-MS仪器条件下,选择待测元素灵敏度高、干扰少的谱线为分析线,校准曲线采用了基体匹配消除基体效应影响,实现了采用电感耦合等离子体质谱仪测定钢铁及合金中镧、铈、镨、钕、钐元素含量。
文章介绍了包钢稀土钢标准体系的构建过程。通过对国家钢标准体系建设及包钢稀土钢产品研发、生产、销售及标准化情况的梳理与研究,确定包钢稀土钢标准体系构建的原则与框架,开展相关标准化活动;组织制定稀土钢产品系列标准、稀土钢基础通用标准,在此基础上组织相关稀土钢产品标准申报地方标准、团体标准、行业标准及国家标准,编制稀土钢标准体系构建报告及标准体系表,完成包钢稀土钢标准体系的构建。