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技术研究:国外优质钢轨生产工艺

2015-12-26 00:04
蓝林笑生
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  为降低钢水中碳含量,在精炼装置中开发了精炼新工艺。当带有金属的罐进入精炼炉后,通过底部多孔风嘴以20m3/h的消耗量进行提前3min吹氩,进行温度测量、提取金属和钢渣试样,继续利用夹送器按125g/tCa的计算量添加硅钙合金丝。通过添加ФС75渣、0.4~0.7kg/t焦炭粉和石灰,造Fe0含量小于0.5%和碱度2.5~3.0的液态渣。

  当得到罐中金属试样的化学分析结果后,再加入铁合金及其他合金。第二次按125g/tCa加入硅钙合金丝,进行最终脱氧,但不早于精炼结束前5min。利用HeraeusElectr0-Nite公司的Hydris仪器,在完成阶段确定温度和氧含量。经过炉外精炼,钢水在尺寸为300mm×300mm的结晶器,四流连铸机上进行浇铸。

  由于在精炼装置中完善精炼工艺,并采用脱氧新制度,新库兹涅茨克钢铁公司钢轨钢中平均氧含量达到27.8ppm。这种情况下,氧化夹杂脆性链的平均长度为0.18mm。

  为了确立依氧含量变化的钢轨中非金属夹杂数量和特性关系,进行了不同氧含量钢的金相研究。在成品轨氧含量小于25ppm时,夹杂物基本上是钙铝酸盐脆性断裂线条(Ca0.Al203)。

  在这种氧含量下,最大夹杂长度不超过10μm,钢的钙铝酸盐夹杂度水平评价平均不超过ГОСТ1778—70渣1级。尽管在脱氧工艺中去除了含铝材料,在非金属夹杂线条中仍存在Al203。显然,铁合金和罐中渣是铝产生的源头。

  随着氧含量升高到40ppm时,非金属夹杂的特性和数量明显地发生了变化。脆性断裂氧化夹杂数量减少,而产生应变的硅酸盐的比例增加。在硅酸盐夹杂的里还存在铝和钙,在显微切片上看到的硅酸盐夹杂,其形式是长度为0.12~0.30mm黑灰色细的均匀分布线条。

  在更高的氧含量下,非金属夹杂基本上是长度为0.25~0.53mm的单一硅酸盐。这些夹杂物的钢夹杂度平均与ГОСТ1778—70渣2级相符。

  由于与脆性断裂氧化夹杂相比,微小塑性硅酸盐对投入运行的钢轨寿命影响很小。含有塑性硅酸盐外壳的铝氧化物是比较安全的夹杂种类。

  除此而外,还可以确定不依氧含量为转移,与内源夹杂一样,在钢轨中遇见的还有少数长度达1.5mm外源特性的夹杂。一般来说,这样的夹杂具有多相组成,且基本上是进入结晶器中的渣滴和耐火材料或造渣剂的微粒。

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