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钢液钙处理过程有效钙硫比对303吨超大钢锭中硫化物形貌的影响

周秋月 任英 巴钧涛 张立峰

周秋月, 任英, 巴钧涛, 张立峰. 钢液钙处理过程有效钙硫比对303吨超大钢锭中硫化物形貌的影响[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.02.17.003
引用本文: 周秋月, 任英, 巴钧涛, 张立峰. 钢液钙处理过程有效钙硫比对303吨超大钢锭中硫化物形貌的影响[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.02.17.003
Effect of effective Ca/S ratio on sulfide morphology in a 303 t heavy steel ingot with calcium treatment in molten steel[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.02.17.003
Citation: Effect of effective Ca/S ratio on sulfide morphology in a 303 t heavy steel ingot with calcium treatment in molten steel[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.02.17.003

钢液钙处理过程有效钙硫比对303吨超大钢锭中硫化物形貌的影响

doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.02.17.003
详细信息
  • 中图分类号: TG142.71

Effect of effective Ca/S ratio on sulfide morphology in a 303 t heavy steel ingot with calcium treatment in molten steel

  • 摘要: 通过工业实验研究了钙处理对303 t的16Mn重型管板铸锭中硫化物形貌的控制。未钙处理的锻件缺陷主要分布在轴向上靠近顶部、径向上在距中心1/2以内位置,缺陷主要为大尺寸Ⅱ类MnS夹杂物,采用Micro-CT检测了铸锭顶部中心位置MnS夹杂物三维分布,夹杂物主要呈长条状和片状形貌,数密度为0.77 #/mm3,最大直径为1370 μm。通过工业实验,在VD真空后对钢液进行钙处理,钙处理不仅将钢中原生Al2O3夹杂物改性为液态钙铝酸盐夹杂物,铸锭凝固冷却过程Ca优先与S结合生成CaS。通过FactSage热力学计算得到,钙处理将MnS夹杂物的析出温度由1244.7 oC降低至1227.9 oC,同时减少了MnS夹杂物析出量。钙在改性硫化物之前先改性了钢中氧化物,因此提出了有效钙硫比Ca/Seff.用来表征钙处理对硫化物形貌的影响,Ca/Seff.的含义为改性硫化物的有效钙和钢中硫的原子浓度比,可以直接根据钢液的总氧T.O含量、总硫T.S含量和总钙T.Ca含量可以直接计算得到,此公式适用于钢液洁净度较高的低硫钢,钢中硫含量应小于30 ppm。随着钢中Ca/Seff.增加,铸锭顶部硫化物长宽比逐渐减小。钙处理后钢中有效钙硫比Ca/Seff.应大于0.8,铸锭顶部硫化物平均长宽比小于1.2,CaS和MnS复合硫化物以钙铝酸盐夹杂物为核心析出,硫化物为球形且尺寸显著减小,此时钙处理改性铸锭中硫化物效果较好。

     

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  • 网络出版日期:  2023-05-23

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