家电板夹杂物分析与控制

利用KYKY-3200扫描电子显微镜进行金相观察和对铸坯大样电解、能谱分析等手段,对家电板夹杂物含量、种类进行分析,发现家电板连铸坯中平均夹杂物含量为84.6 mg/10 kg,夹杂物种类主要为铝酸钙(D类)夹杂。家电板夹杂物含量多的主要原因是LF软吹时间不足、中间包去夹杂能力未发挥、中间包未及时排渣及结晶器卷渣等。通过延长软吹时间与镇静时间、中间包开浇前吹氩排空与设置双挡墙和气幕挡墙、控制中间包渣层厚度与结晶器液位波动、保证连铸恒拉速、优化钙处理工艺等措施,家电板铸坯夹杂物总量由84.6 mg/10 kg降至38.2 mg/10 kg,大颗粒夹杂物平均含量由61.3 mg/10 kg降至13.4 mg/10 kg,提高了产品质量。     

连铸中间包结构优化及夹杂物去除的水模拟研究

以25t中间包为原型,通过实验相似比λ=1:2.3的水模型,分析了4流近似T型中间包3种挡墙形式包内流场及夹杂物去除。结果表明,原挡墙控流下的中间包同一侧两流之间的流体流动特性差异很大,与内侧相比,外侧流的最短停留时间和峰值时间长、死区体积大,造成中间包内钢液温度不均匀,夹杂物不能有效地上浮去除;U-型挡墙能延长峰值时间,但是最短停留时间短,死区比例较大;采用Y-型挡墙可以有效地改变中间包内流场分布,促进夹杂物上浮。30CrMo钢工业试验表明,采用Y-型挡墙钢中大型夹杂物较原用挡墙降低16.9%。     

20t 3流T形中间包流场优化

依据相似原理利用水模型试验测定了20 t 3流T形中间包不同试验方案下的RTD曲线,通过分析各方案的RTD曲线和混合模型计算结果,得出中间包挡墙最佳优化方案;优化后中间包钢液混匀时间由近250 s降低至约100 s,平均停留时间由500 s以上提高到1 000 s以上,包内死区体积比由近60%降至约20%,实测各流钢液温度差由5.33℃降至1.17℃,50μm以上铸坯大型夹杂物均不超过6.5 mg/10 kg;钢中小粒径夹杂物尺寸基本不超过6μm。生产实践表明,中间包新挡墙设置有利于均匀钢液温度以及增大夹杂物碰撞上浮去除的几率。     

板坯连铸中间包气幕挡墙夹杂物去除的研究

分析了中间包不加气幕挡墙和加气幕挡墙吹氩时夹杂物上浮速度与气泡直径、夹杂物直径和密度的关系。气泡尺寸对夹杂物的上浮速度影响比较明显,夹杂物的密度对上浮速度的影响不大。进行了中间包气幕挡墙的工业试验,试验表明:中间包底吹气对钢液中小夹杂物的去除作用不明显,而对大型的夹杂物去除效果显著。     

板坯连铸中间包结构的优化

对鞍钢三炼钢板坯连铸中间包结构进行了优化研究,发现原中间包结构造成钢水在中间包的最小停留时间短和活塞流体积小,死区体积大,不利于钢水中的非金属夹杂物上浮.采用合理结构的挡墙和湍流控制装置能够明显改善中间包内流体的流动特性,可以使钢包长水口注流区上方的液面流动平稳,促进钢水中的非金属夹杂物上浮,提高铸坯质量.     

连铸过程DC04钢中夹杂物的研究

介绍了某钢厂LD－RH－CC工艺条件下生产的DC04冷轧深冲钢在连铸过程中夹杂物的变化情况。DC04钢从中间包到铸坯夹杂物总量从13.14 mg/(10 kg)降低到9.06 mg/(10 kg),其中大型夹杂物从5.16 mg/(10 kg)降低到2.67 mg/(10 kg);从中间包到铸坯显微夹杂物数量从7.56个/mm2降低到5.63个/mm2。中间包和铸坯中小于10 µm的夹杂物占显微夹杂物比例在93%和97%以上。大型夹杂物主要是硅酸盐和铝酸盐复合夹杂。在研究的基础上提出了控制夹杂物的措施,对该钢厂冷轧深冲钢的生产有一定的指导意义。     

4流连铸中间包钢水流场的物理数学模拟与应用

以某钢厂4流对称360 mm×480 mm方坯连铸中间包为研究原型,采用1∶3水模型试验和数值模拟相结合的方法研究不同控流装置对中间包内流场的影响,并得到最优的挡墙结构。结果表明,在中间包未添加控流装置时,2个水口停留时间很小,死区比例达到50.09%;采用优化后的Y型挡墙后,活塞区比例增大了14.22%,死区比例减小了32.49%,2个水口停留时间标准差较小。通过现场试验发现:中间包优化后,钢水w(T.O)降低45.61%,夹杂物总量从改造前的0.46 mg/kg降低到0.17 mg/kg。     

中间包结构优化及冶金效果

通过水模型实验,对四流圆坯中间包三种挡墙形式下的包内流场进行模拟研究.结果表明:原挡墙控流下的中间包同一侧两流之间的流体流动特性存在很大差异,与内侧相比,外侧流的最小停留时间、峰值时间长、死区体积大,造成中间包内钢液温度不均匀,夹杂物不能有效地上浮去除.U型挡墙能很好地解决各流间的同步性,但是最小停留时间短,死区比例较大.采用Y型挡墙可以有效地改变中间包内流场分布,促进夹杂物上浮,提高钢水清洁度,为三种挡墙形式之最优.工业试验表明,Y型挡墙在降低铸坯总氧和夹杂物方面均优于原挡墙.     

中间包夹杂物运动行为的数模研究

利用数学模型研究了中间包内钢水中夹杂物运动的规律,采用自编的计算机软件,对马钢板坯和异型坯中间包夹杂物的运动进行了仿真计算,结果表明,中间包内夹杂物直径＞100um时,都能在中间包内上浮,而＜5um的小颗粒夹杂则很难在中间包内上浮,90％以上都随着钢水流出中间包。加入挡墙后,直径＞50um的夹杂物都能在中间包内上浮排出。大大提高了钢水的清洁度。本文提供了一种研究中间包夹杂物运动的方法,并认可采用挡墙控制钢水流动,可有效地排除钢水中的夹杂物。     

板坯连铸机中间包的物理模拟

通过对超低头板坯中间包的物理模拟，采用聚乙烯粒子模拟大颗粒夹杂物在中间包的上浮行为研究，确认采用单墙单坝的控流方式有利于夹杂的上浮，并找到了上挡墙和坝在中间包的最佳位置。同时认为以塞棒控流中间包的临界液面高度应大于150mm。     

基于水力学模拟试验的3流连铸20 t中间包结构优化研究

采用几何相似比1:2.5的水模型试验研究了带有一字型挡墙,矩形导流孔,水平无倾角的原型中间包以及V形挡墙,倾角0°~40°Φ80~Φ120mm圆形导流孔,并加抑制器的改进结构的流场,得出V字型挡墙+30°倾角和直径Φ80 mm导流孔+深盘带唇缘型湍流抑制器的改进中间包结构最优,可延长钢液在中间包内的停留时间,死区体积从原中间包的48.16%~63.06%降至10.3%~10.9%,有利于夹杂物的快速上浮。     

两流板坯连铸58t中间包过滤器的水模型试验和应用

通过几何相似比0.29:1的水模型试验了湍流抑制器+挡墙+挡坝和湍流抑制器+挡墙+过滤器两种控流装置的钢液流动,研究了通道式过滤器对58t中间包钢液流场的影响。结果表明,原中间包（湍流抑制器+挡墙+挡坝）活塞区体积小,死区体积高达29.53%,优化中间包加入过滤器后（湍流抑制器+挡墙+过滤器）短路流基本消失,钢液的实际平均停留时间延长,死区体积由29.53%减小至13.52%。50t中间包,230mm×1100mm连铸板坯,拉速1.25~1.30m/min工业生产结果表明,使用过滤器后,中间包浇注区的夹杂物尺寸明显小于冲击区,中间包浇注区T[O]由原86×10^-6降至30×10^-6,连铸坯大多数夹杂物尺寸≤10μm,没有发现≥30μm夹杂物。     

Q195热轧带钢大型夹杂物来源分析及控制

大型夹杂物对热轧带钢表面质量有着重要的影响。采用示踪剂试验、大样电解的方法,对某厂Q195热轧带钢中大型夹杂物来源、成分、含量进行研究,同时对生产过程中钢包、中间包顶渣进行分析。研究结果表明,研究中大型夹杂物主要为Al₂O₃-SiO₂-MnO、SiO₂-MnO复合夹杂和SiO₂夹杂物,粒度为50~2 000 μm,含量为(40 ~145) mg/10 kg,尺寸较大且含量较高,主要源于钢包、中间包顶渣、引流剂卷入。同时发现钢包、中间包顶渣氧含量较高,碱度较低。应对钢包、中间包覆盖剂进行优化,提升碱度,以达到顶渣吸附去除夹杂物的目的。     

三流中间包流场的物理模拟试验

以莱钢特殊钢厂三流中间包为研究对象做水模拟试验,通过RTD曲线分析和流场观察,结合生产实际及应用的方便、可行性等因素,通过设置、改进挡渣墙、湍流抑制器以及各种挡渣墙与湍流抑制器的组合,试验设计了29组方案。结果表明,原型中间包的内部结构不合理,中间包流场存在严重的短路流、死区比例过大、各流滞止时间差大及夹杂物上浮困难等问题;1型挡渣墙+10°+垫底+4号湍流抑制器方案的中间包内流场结构比较合理。     

EAF-LF (VD) -HCC流程生产钻杆管用钢26CrMoNbTiB的洁净度

26CrMoNbTiB钢由45 t EAF-LF(VD)-Φ80～180mm管坯HCC流程冶炼。该钢各工序的洁净度试验结果表明,LF-VD后钢中氧含量为(8～18)×10^-6,平均夹杂物数量最低为2.31个/mm²,连铸坯平均夹杂物数量为3.66个/mm²,≥50μm大型夹杂物平均含量为4.08 mg/10 kg。加强钢包到中间包长水口的密封保护和采用钢包下渣检测装置,提高中间包容量和采用挡渣墙是进一步提高铸坯洁净度的关键工艺措施。     

中间包双挡渣墙对冷镦钢Q10B21-C夹杂物去除工艺实践

对邢钢中间包弧形挡渣墙进行优化和引进双挡渣墙工艺。使用前对双挡渣墙中间包进行数值模拟,发现双挡渣墙有利于夹杂物的控制。使用中间包双挡渣墙148炉次的生产数据表明,B类夹杂物最大级别由3.0级降为0.5级,D类夹杂物评级最高由1.5级降到0.5级,Ds类夹杂物最高判定级别由3.0级降为0.5级。夹杂物不合格比例由原7.67%降至0。     

异型中间包结构优化对帘线钢夹杂物的影响

为了解决帘线钢中因大颗粒夹杂物导致的拉拔断裂问题，通过水模型研究结果对异型中间包结构改进优化，并将优化异型中间包结构进行工业试验。结果表明，挡墙优化结构后,去除夹杂物的效果明显提高，采用优化的挡墙中间包生产的帘线钢铸坯中夹杂物尺寸不大于10 μm比例为87.95%，平均尺寸为6.7 μm；大颗粒的高MgO类和高SiO2类夹杂物已得到有效去除，盘条中B细不大于0.5级比例达到97.56%。     

2205双相不锈钢连铸过程中夹杂物的形成机制

摘要：为了研究2205双相不锈钢连铸过程中夹杂物的特征及形成机制，从2205双相不锈钢连铸中间包和板坯上分别取试样，利用扫描电镜分析夹杂物的类型及形貌特征，并结合热力学计算探讨夹杂物的演变规律及其形成原因。结果表明，2205双相不锈钢中间包中存在大于10μm的夹杂物，中间包中夹杂物类型主要为CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物，板坯中夹杂物尺寸都小于10μm，板坯中CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物外面包裹了一层TiN。错配度和热力学计算表明凝固过程中CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物为TiN的析出提供了形核质点。     

100 t复吹转炉-RH-70 mm板坯连铸流程0. 88% Si无取向硅钢的夹杂物行为

0.88%Si无取向硅钢的生产工艺为100 t BOF出钢时加300kg石灰,终点[C]0.035%~0.05%,出钢温度1640~1650℃,RH吹氧脱碳,加99.0%Al-Fe合金6.69 kg/t,加70%Si-Fe合金15.70 kg/t,70 mm板坯连铸过程全程保护浇铸,使用镁质碱性中间包覆盖剂。分析结果表明,RH终点[O]28×10^-6,铸坯[O]22×10^-6,RH-前[N]为16×10^-6,RH过程增氮4×10^-6,RH结束到铸坯增氮6×10^-6;RH脱碳终点时钢中夹杂物以球形MnO·Al₂O₃为主;RH出站时以不规则形状的Al₂O₃为主,并伴有少量单独存在的CaS夹杂;中间包钢液内的夹杂物主要以不规则形状的Al₂O₃为主;铸坯中多为不规则形状的Al₂O₃以及少量AlN,还有少量由结晶器卷渣引起的含Na成分的复合夹杂物。