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陈曦 报道
10月12日、13日,2020年(首届)洁净钢生产技术研讨会在北京国际会议中心召开。本次会议由中国金属学会、北京科技大学冶金与生态工程学院主办、世界钢铁协会协办。
会上,马钢技术中心炼钢所所长、炼钢首席研究员沈昶作了题为《低硫特殊钢的MnS塑性夹杂工艺开发与应用》的主题演讲。
沈昶介绍了MnS生成的理论分析。他表示,MnS非均质形核的条件一是当氧化物尺す较大时,颗粒在固液界面捕获/推动氧化物的固液界面捕获推动临界速率变小,在凝固的初期会很容易被钢液凝固前沿捕获,从而不能作为MnS析出的异质形核点,所以钢中氧化物夹杂物必须充分细小是其被MnS非均质形核的必要条件。二是在尺寸相同的条件下,与夹杂物相比,MgO-AI2O3系夹杂物更难成为MnS异质形核核心。由于AI2O3在固液界面有很大的接触角,容易在疑固过程中被钢液推动至液相。而对于MgO-AI2O3系夹杂物,由于其在固液界面的接触角较AI2O3小,因此在尺寸相同的条件下MgO- AI2O3系夹杂物更容易被捕捉而不能成为MnS的形核核心。
沈昶还介绍道,MnS塑性夹杂工艺设计目的是解决疲劳损伤。措施为:1.低氧、低钛高洁浄钢精炼技术硏究;2.钢中氧化物夹杂控制技术研究;3.MnS包裹AI2O3夹杂系统技术开发。工艺为:1.成分精确控制,提供MnS凝固析出、包氧化物夹杂的热力学条件;2.递次脱氧、低碱度渣精炼技术研究形成精炼高洁净钢系统技术,氧化物夹杂细小、弥散;3.连铸全保护浇注、凝固控制技术,建立高洁净钢和还均质化控制的连铸技术。
最后,沈昶总结道:
一、 通过理论分析和计算确定了MnS塑性夹杂工艺的充要条件:
1) MnS非均质化形核析出,可以生成弥散、细小的粒化MnS
2)微细的AI2O3夹杂适合作为MnS非均质化形核析出的核心
3)低溶解氧条件下进行铝脱氧可以形成3-5um的微细AI2O3夹杂
4)凝固过程MnS析出基本在二次枝晶间发生
二、 MnS塑性夹杂工艺全氧稳定控制在10ppm以内,平均T.O含量降低16.37%,由7.39ppm降至618ppm。
三、 MnS及MnS包惠AI2O2夹杂占比>96%,与世界领先产品的夹杂物控制水平相当,材料的材料初性提升了24%。
四、 该工艺已成熟运用于实际生产中,采用MnS塑性夹杂工艺的铸坯年产量10万吨。