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石油套管用37Mn5钢非金属夹杂物的特征研究
么旭林;苏艳翔;马洪颖
【期刊名称】《山东冶金》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】对新天钢联合特钢有限公司炼钢厂冶炼的37Mn5钢在各个工序中全氧、氮含量以及显微和大型非金属夹杂物的特征进行了研究。
结果表明,LF精炼后氧含量降低了约31.34%,非金属夹杂物的含量降低了18.89%,采用LF精炼的方式对钢
液中的非金属夹杂物的去除呈现出显著的效果。
在中间包和铸坯内含有较多的包含La、Ce元素的非金属夹杂物,说明在中间包和结晶器内存在严重的卷渣现象。
从示踪元素所占比例来看,结晶器保护渣卷渣是铸坯中大型夹杂物的主要来源,其次是中
间包覆盖剂、钢包渣和中包包衬,其比例约是66︰44︰37︰14。
做好保护浇铸,防
止二次氧化是控制37Mn5钢非金属夹杂物的主要手段。
【总页数】4页(P30-33)
【作者】么旭林;苏艳翔;马洪颖
【作者单位】天津市新天钢联合特钢有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.1;TF777
【相关文献】
1.石油套管用钢37Mn5 Φ210 mm连铸圆坯凝固过程的数学模拟和工艺优化
2.石油套管用钢37Mn5爆管原因分析及工艺改进
3.37Mn5钢中显微夹杂物的特征研
究4.石油套管用37Mn5钢全流程洁净度分析及工艺改进5.钢中非金属夹杂物的
相关基础研究(Ι)——非稳态浇铸中的大颗粒夹杂物及夹杂物的形核、长大、运动、去除和捕捉
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武汉科技大学硕士学位论文钢水及其铸坯非金属夹杂研究姓名：余其红申请学位级别：硕士专业：钢铁冶金指导教师：王庆祥20070510武汉科技大学硕士学位论文第１５页图２．２金相试样切割机（２）切割后的钢样表面很粗糙，选取一个磨面在１８０＃或３６０搠沙纸上进行粗磨（一般的粗磨在砂轮上进行，由于试样相对较光滑，故直接采用砂纸），得到一个较平整的平面。
然后，为使试样便于握在手中磨制，且避免在以后的工序过程中将砂纸或抛光织物拉裂，需把棱边倒角成小圆弧。
否则，在抛光时试样可能会被抛光织物勾住而被抛飞出外，造成事故。
粗磨后的钢样表面遗留下了深而粗的磨痕，再在预磨机上经过３６０、５００、８００、１０００等号砂纸逐步降低砂纸粒度进行细磨，以消除上一步留下的磨痕，然后用自来水冷却，以及时带走热量和磨屑。
如此多道操作后，使钢样表面符合抛光的要求。
图２．３所示为实验所用的预磨机。
图２．３预磨机（３）经过细磨后，钢样表面有细微的磨痕。
为了除去这些磨痕且使表面成为平整无痕的镜面，使用效率很高的金刚石抛光剂作为抛光材料，在双头抛光机上进行抛光。
抛光后的试样，应该达到在显微镜下看不到明显磨痕。
抛光的作用仅能去除表层很薄一层金属，有时抛光之前磨面上留有少量几条较深磨痕，武汉科技大学硕士学位论文第。
６页即使增加抛光时间也难以除去，这样的试样必须重新细磨。
所以抛光前，应仔细检查磨面，是否只留有单一方向均匀的细磨痕。
图２。
４所示为实验中所用的双头抛光机。
图２．４双头抛光机（４）抛光完成后的钢样先用水冲洗，冲去金刚石磨粒，再用酒精清洗，消除水渍，形成保护层，用电热吹风器吹干，吹干后放入干燥缸内防止受潮生锈。
观察试样时，从干燥器内取出。
如图２．５所示为已绎制备好的钢样。
２．６试样分析方法２．６．１常规化学分析方法图２．５金相试样对所取钢样和渣样进行成分和氧氮分析。
武汉科技大学硕士学位论文第１７页２．６．２夹杂物金相显微分析对金相试样制作符合要求后，在会相显微镜下，对试样中的夹杂物进行判断和拍照，然后利用图像分析软件对拍摄的钢样照片中央杂物的个数、面积、粒径进行定量的统计分析。
钢水生产流程硫含量变化及控制研究郑一见;余其红;王庆祥【摘要】针对高级别管线钢的钢水生产流程,硫含量变化及控制生产试验沿“LD→BAr→LF→RH→CC”生产工艺流程进行.试验结果表明,转炉氧化性气氛使得转炉过程脱硫能力有限；转炉出钢、吹Ar和LF过程有良好的脱硫反应条件,脱硫效果好；添加料带入的硫导致RH过程钢水中的硫略微上升；钢-渣脱硫反应使得中包过程钢水中的硫得到些微去除.【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2012(031)003【总页数】3页(P244-246)【关键词】钢水;生产流程;硫含量;变化;控制【作者】郑一见;余其红;王庆祥【作者单位】武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TF704.3对于大多数钢种，硫是有害的元素.钢中的含硫量高，会使钢材的加工性能和使用性能大大降低，在热加工过程中甚至会造成“热脆”断裂.它在钢中所形成的硫化物降低钢的韧性，硫化锰夹杂是钢基体点腐蚀的发源地，钢的氢脆与钢中硫化物夹杂也有密切关系［1］.用于输送石油、天然气的管线钢是目前发展迅猛的一类钢材.由于石油、天然气资源通常位于边远和环境恶劣的地区，管线输送压力较大、介质复杂且有腐蚀性，并且管线的拼装环焊一般在野外进行，这不仅要求管线钢具有高的强度，而且要求应有好的韧性、抗疲劳性能、抗断裂特性和耐腐蚀性能，对钢中硫含量提出了更严格要求，从而对炼钢过程去硫和硫的控制提出了更严格要求.因此，研究钢水生产流程硫含量变化及其成因，为钢水生产流程去硫和硫的控制采取措施提供理论依据很有必要.根据离子理论，渣钢脱硫反应式为［2］:反应平衡常数为:分析以上硫在渣钢间分配系数计算式可得影响钢渣间脱硫反应的因素如下. (1)炉渣碱度的影响.炉渣碱度高，游离CaO多，O2－增大，有利于脱硫.但碱度不宜过高，过高的碱度会增加炉渣粘度，反而降低脱硫效果.(2)温度的影响.钢渣间的脱硫反应属于吸热反应，因此，从热力学讲，高温有利于脱硫反应进行;此外，温度的重要影响还体现在高温能促进石灰溶解和提高炉渣流动性.(3)炉渣中FeO的影响.从热力学角度可以看出，渣中FeO高，从而钢水O高，不利于脱硫.但当炉渣碱度高、流动性差时，渣中有一定量的FeO，可助熔化渣. (4)钢液成分的影响.钢液中C，Si能增加硫的活度，降低氧活度，有利于脱硫.总之，脱硫的有利条件为:高温，熔渣高碱度、低FeO、良好的流动性.钢水生产流程硫含量变化及控制研究生产试验针对高级别管线钢在顶底复吹转炉容量为250 t的炼钢厂展开，沿“LD→BAr→LF→RH→CC”生产工艺流程进行.于2011年2月15日～2011年3月27日间共试验127炉.每炉钢分别于转炉吹炼中后期副枪取钢水样、取转炉终点钢水样、取出Ar站钢水样、取出LF钢水样、取出RH钢水样、中包取成品钢水样.所有钢水样硫测定按生产现场常规进行.127炉高级别管线钢“LD→BAr→LF→RH→CC”工艺流程各取样点硫含量统计结果汇列于表1.由表1所列数据作得127炉高级别管线钢“LD→BAr→LF→RH→CC”工艺过程S 含量统计结果变化如图1所示.从图1可以看出，在转炉吹炼过程后期钢水S含量有所下降;在出钢及吹Ar过程中S得到大幅降低，到出Ar站时降低至0.010 8%;在LF炉精炼过程S更进一步大幅降低，到出 LF时降低至0.001 0%;S在RH过程略微上升，在中包中略微下降，变化很小.转炉氧化性气氛条件下，脱硫能力是相当有限的，特别在原料铁水初始硫含量低、入炉石灰、废钢等炉料带入较多硫时，往往还出现回硫现象，因此在本试验的127炉转炉冶炼过程中后期钢水平均S含量有所下降，表明转炉操作水平不错.在转炉出钢和随之吹Ar过程中，钢水和加入钢包的脱氧剂、脱硫处理渣等反应有良好的动力学条件，使得钢水中的硫得到大幅去除.后续的LF炉精炼能造低氧化铁、高碱度、适宜温度的炉渣，使得钢水中的硫得到进一步大幅去除.RH精炼过程钢水硫略微上升是由于此过程添加料带入的硫所致.而在之后的中包过程中钢水中的硫又得到些微去除则是由于这期间钢渣脱硫反应的结果.由转炉炼钢特点所决定，转炉的脱硫能力是相当有限的.特别在铁水初始硫含量很低的情况下，由于入炉的石灰、废钢等炉料带入较多的硫，往往出现转炉冶炼过程回硫现象.因此，随着炉外脱硫的实施，转炉炼钢过程的任务愈来愈简化，主要在于脱碳和脱磷，炼钢过程确保不回硫或少回硫即可，低硫钢生产上更是如此.钢水炉外精炼脱硫是生产超低硫钢的必要手段，所用方法主要为喷粉、加热造渣、喂线、吹氩搅拌等，实践中常常是几种方法综合采用.其中LF钢包精炼对钢液脱硫是最为有利的.LF钢包精炼能造低氧化铁、高碱度、并具有适宜温度的炉渣，脱硫的热力学条件良好;同时，LF钢包精炼还通过包底吹氩搅拌促进渣、钢充分混合接触，加速硫在渣中的扩散，脱硫的动力学条件优越.(1)转炉氧化性气氛使得转炉过程脱硫能力有限.(2)转炉出钢和随之吹Ar的过程中钢水中的硫能得到大幅去除，因为此过程有良好的动力学条件使钢水和加入钢包的脱氧剂、脱硫处理渣等进行去硫反应.(3)LF炉精炼过程硫得到大幅去除是因为LF炉能造低氧化铁、高碱度、适宜温度的脱硫渣.【相关文献】［1］陈家祥.钢铁冶金学(炼钢部分)［M］.北京:冶金工业出版社，2009.111.［2］黄希祜.钢铁冶金原理［M］.北京:冶金工业出版社，1990.194.。
实验报告姓名：班级：冶金1401班学号： 20142019实验名称：钢中非金属夹杂物观察与分析实验实验日期： 2017.11.7实验：钢中非金属夹杂物观察与分析实验一、实验目的1.掌握钢的磨制方法。
2.了解球磨机的使用方法。
3.了解金相显微镜的原理及使用。
4.对钢中的非金属夹杂物进行分析。
二、实验原理。
A钢中夹杂物的分类分类方法很多，但常见的有以下四种：1．按来源分类，可分为两类：(1)外来夹杂物：耐火材料、熔渣或两者的反应产物混入钢中并残留在钢中的颗粒夹杂称为外来夹杂。
包括从炉衬或包衬、或从汤道砖、中包绝热板、保护渣进入钢水中的夹杂物（有人还将钢水二次氧化生成的夹杂物包括在内）。
这类夹杂颗粒较大，易于上浮，但在钢中，它们的出现带着偶然性且不规则。
(2)内生夹杂物：在冶炼、浇注和凝固过程中，钢液、固体钢内进行着各种化学反应，对于在冶炼过程中所形成的化合物、脱氧时产生的脱氧产物、或在钢水凝固过程产生的化合物，当这些化合物来不及从钢水中彻底排出而残存在钢中者，叫做内在的非金属夹杂物。
内生夹杂物形成的时间可分为四个阶段：①一次夹杂（原生夹杂）：钢液脱氧反应时生成的脱氧产物；②二次夹杂：在出钢和浇注过程中温度下降平衡移动时生成的夹杂物；③三次夹杂（再生夹杂）：凝固过程中生成的夹杂；④四次夹杂：固态相变时因溶解度变化生成的夹杂。
一般说来外来夹杂物颗粒较大，在钢中比较集中，而内生夹杂物则与此相反。
从组成来看，内生夹杂物可以是简单组成，也可以是复杂组成；可以是单相的，也可以是多相的。
在铸坯凝固以及随后的冷却过程中，夹杂物不仅与钢基体保持平衡，而且夹杂物本身也不断发生改变，例如析出新的化合物以趋于稳定状态。
在轧制或热处理时，每次加热都为夹杂物和钢基体之间趋向平衡提供了条件，在室温下所观察到的夹杂物，实际上是经过了一系列复杂变化的结果。
2．按化学成分分类，一般分三类。
(1)氧化物：如FeO, Si02 , Al2O3等，有时它们各自独立存在，有时形成尖晶石(如MnO.Al203）或固溶体 (如FeO 和MnO)。
2008年第2期宝 钢 技 术综述钢中非金属夹杂物的分析研究进展张 毅,邬君飞,缪乐德(宝钢研究院 分析测试研究中心,上海 201900) 摘要:综合论述了钢中非金属夹杂物分析时所采用的定性和定量分析方法,有金相法、岩相法、X-射线粉末衍射法、电子探针法、透射电镜法、扫描电镜法、离子探针法以及Mossbauer光谱法。
重点介绍钢中氧化物夹杂、氮化物夹杂、硫化物夹杂和稀土氧化物夹杂的化学分离和定量分析技术,并针对夹杂物的大小、分布、数量和结构等方面对不同分析技术的用途和优、缺点进行了简要的归纳。
随着氧化物冶金工艺和纯净钢产品的开发,非金属夹杂物的分析将面临着新任务。
关键词:非金属夹杂物;化学分析;物理分析中图分类号:TG115.21+3.3 文献标识码:B 文章编号:1008-0716(2008)02-0035-06Research Progress i n Ana lysis of Non2m et a lli c I nclusi on s i n SteelZhang Yi,W u J unfei,M iao L ede(Testi n g Cen ter,Baosteel Research I n stitute,Shangha i201900,Ch i n a) Abstract:The qualitative and quantitative analysis methods used t o analyze non2metallic inclusi ons in steel are discussed,including metall ographic and lithofacies analysis,X2ray powder diffracti on,electr on p r obe m icr oanalyser XRD,TE M,scanning electr on m icr oscope,i onic p r obe and Mossbauer s pectru m.Technol ogies of the chem ical sepa2 rati on and quantitative analysis are f ocused,such as inclusi ons of oxide,nitride,sul phide and rare earth oxide.The uses,t ogether with str ong and weak points of different analysical technol ogies are su mmarized based on the inclusi on’s size,distributi on,a mount and structure.W ith the devel opment of the oxide metallurgical technol ogy and pure steel p r oducts,the analysis of non2metallic inclusi ons will be facing ne w challenges.Key words:non2metallic inclusi ons;che m ical analysis;physical analysis0 前言钢中非金属夹杂物是指钢中不具有金属性质的氧化物、硫化物、硅酸盐或氮化物。
