低铝脱氧不锈钢夹杂物演变规律分析

为改善2205双相不锈钢的洁净度以及探明夹杂物的演变规律,在不影响连铸可浇性前提下,以2205不锈钢"70 t EAF-70 t TSR-LF-CC"工艺流程中的"TSR还原期-LF二次精炼"部分为研究背景,尝试低铝脱氧工艺,将成品铝的质量分数控制在0.004 5%左右,使钢液中的夹杂物向镁铝尖晶石、钙铝酸盐等类型演变。通过对钢液中其气体含量以及夹杂物成分进行统计分析,试验结果表明:精炼结束后钢液全氧的质量分数为18×10-6,钢液中的夹杂物固液比例为1,呈半固半液结构;精炼阶段夹杂物按"MgO·Al_2O_3→MgO/MgO·Al_2O_3→CaO-MgO-Al_2O_3"的路径进行转变,LF出站得到的CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物与常规铝脱氧得到的CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物在结构组成存在差异:核心为纯MgO,中间层MgO·Al_2O_3,外层3CaO·Al_2O_3。     

H13钢中非金属夹杂物在LF-VD精炼过程的行为研究

H13钢是热作模具钢中应用最广泛的钢种之一,夹杂物对其性能有严重危害。结合某钢厂生产实际情况,以现场取样为基础,用金相显微镜、扫描电镜系统地研究了LF-VD精炼过程中的夹杂物,计算和分析了H13钢冶炼过程中生成Al2O3、MgO.Al2O3类夹杂物的热力学条件。研究结果表明:钢液经LF精炼、VD处理后,钢中夹杂物的数量和面积明显减少,但随着炉渣中Al2O3活度的增大,炉渣吸附Al2O3类夹杂物的能力减弱,去除Al2O3夹杂物的速度减慢;夹杂物在LF精炼前主要以Al2O3、FeS、MgO.Al2O3类夹杂为主,LF精炼结束后为Al2O3、FeS、CaO.Al2O3类夹杂,VD处理后为Al2O3类夹杂。     

12CaO.7Al2O3�����������ǽ���������ʵ�����

 以45#钢为考察对象,通过对钢液中非金属夹杂物去除的理论分析,研究12CaO•7Al2O3精炼渣去除夹杂的性能。结果表明：12CaO•7Al2O3精炼渣不仅能够吸收大量的铝脱氧产物-Al2O3,而且增大了夹杂物的半径,对钢液夹杂物的排除有很好的效果。     

12CaO·7Al_2O_3精炼渣吸附非金属夹杂物实验分析

以45钢为考察对象,通过对钢液中非金属夹杂物去除的理论分析,研究12CaO.7Al2O3精炼渣去除夹杂的性能。结果表明:12CaO.7Al2O3精炼渣不仅能够吸收大量的铝脱氧产物Al2O3,而且增大了夹杂物的半径,对钢液夹杂物的排除有很好的效果。     

S34MnV曲轴锻用钢的夹杂物控制

采用CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2基含氟精炼渣系,渣中含CaF220%左右,该渣系有较强的吸附夹杂物的能力。真空前钢水中的部分MgO-Al2O3夹杂物已转变成熔点较低的CaO-MgO-Al2O3夹杂物,真空后的夹杂物是完全改性的CaO-MgO-Al2O3夹杂物。真空前→真空后→铸坯过程中,夹杂物数量逐渐减少。铸坯中的夹杂物是完全改性后的CaO-MgO-Al2O3夹杂物,该夹杂物对曲轴锻用钢力学性能的危害很小。     

GCr18Mo轴承钢的镁处理改质效果研究

研究了镁处理对铝镇静GCr18Mo轴承钢中夹杂物的改质效果,并建立了改质热力学与动力学模型。试验结果表明:在1 873 K温度下,采用Al-Mg复合脱氧可将原始钢中的氧含量从120μg/g降低至4.7～17.2μg/g。控制钢液中溶解铝的质量分数在0.03%～0.3%范围内,并提高镁铝加入质量比从1.8→2.2→2.6时,钢中氧活度逐渐降低,单位面积的夹杂物数量明显减少,主要类型由较大尺寸的团簇Al2O3夹杂改质成为细小且弥散分布的MgO·Al2O3尖晶石与球状MgO夹杂。     

16MnDR容器钢120t LF-RH-CC过程的洁净度研究

通过LF、RH精炼和连铸过程对钢水和炉渣取样,对两炉16MnDR钢冶炼各阶段的T[O]含量和显微夹杂物的数量、尺寸及类型的变化进行了系统研究。结果表明:从LF进站→LF出站→RH破真空→钙处理→软吹→中间包浇注→轧材,两炉16MnDR钢中T[O]含量总体呈降低的趋势,其轧材中w (T[O])分别为0. 001 4%、0. 002 3%,达到其控制要求(w(T[O])≤0. 003 0%)。造成16MnDR轧材中夹杂物评级超标的大颗粒夹杂物主要为链状12CaO·7Al_2O_3夹杂、近球形MgO·Al_2O_3尖晶石和不规则Al_2O_3夹杂,其中12CaO·7Al_2O_3夹杂为钙处理产物,MgO·Al_2O_3夹杂主要为钢中酸溶铝和耐火材料中MgO的置换反应产物,不规则Al_2O_3夹杂主要来源于浸入式水口部位的耐火材料。     

LF-VD冶炼轴承钢的氧化物夹杂变化行为

通过对国内某厂BOF-LF-VD工艺生产的GCr15轴承钢全流程取样,系统研究了GCr15生产过程中大颗粒氧化物夹杂的变化行为。分析各工序氧氮含量的变化,扫描电镜观察夹杂物的形貌、大小,能谱分析仪分析夹杂物成分,钢质纯净度分析仪统计分析夹杂物的数量和当量直径ECD(Equivalent Circular Diameter)。研究表明,该流程可以获得T[O]的平均含量为9×10-4%;LF到站夹杂物基本为Al2O3系并含有少量CaO,LF喂铝后夹杂物中出现MgO,LF精炼过程中CaO含量逐渐升高,VD结束后CaO含量有所降低,MgO含量上升;LF和VD精炼后钢中夹杂物粒径大小和数量都显著下降,同时在大包到中间包之间注流被卷入空气。热力学分析表明夹杂物中的MgO来自钢包中的耐火材料,夹杂物中CaO来自于炉渣中CaO。     

铝脱氧钢浇注过程漂浮物成分组成试验分析

为验证铝脱氧钢浇注后期钢液上漂浮的夹杂物的性质及成分组成,分析其来源,经试验判断夹杂物为浇注过程中二次氧化生成的Al2O3夹杂物。     

超低硫X65管线钢中非金属夹杂物研究

对本钢超低硫X65管线钢中夹杂物的研究结果表明,LF精炼初期,钢中夹杂物主要是球形、多边形和大量簇状的Al2O3夹杂物,99.1%的夹杂物尺寸小于20μm。微合金化后,部分Al2O3夹杂物中出现TiO、SiO2、MnS等成分。钙处理后,夹杂物的平均直径达到8.58μm,大量夹杂物为含有微量MgO、SiO2或MnS等的2~50μm的球形mCaO.nAl2O3,部分为Al2O3、MnS、CaS或CaS-MnS。铸坯中夹杂物数量最少且尺寸最小,96.9%的夹杂物尺寸小于10μm,未发现大于50μm的夹杂物,平均直径为3.71μm。铸坯中大部分为球形的以mCaO.nAl2O3为主要成分的复合夹杂物,还有少量的Al2O3、MnS和CaS夹杂物等。     

板坯表面纵裂的成因分析及控制措施

为了提高连铸板坯质量,结合临汾钢铁公司实际生产数据,对连铸板坯表面纵裂纹的形成原因和影响因素进行了分析。结果表明：中间包、结晶器液面的波动是板坯产生纵裂的根源,而含硫量和浇注温度的偏高、拉速的不稳定以及结晶器锥度的不合理等因素加速了裂纹的扩展。提出了控制连铸板坯表面纵裂纹的措施。     

越南某钢厂小方坯连铸试生产失稳性诊断分析

越南某钢厂六流方坯连铸机在投产后的试生产过程中,生产很不稳定,事故停机频发,拉坯速度不超过2.5 m/min,试生产前期主要是漏钢停浇,后期主要是中间包快换水口盲板自动关闭停浇。通过对生产现场的工艺条件、操作流程、设备配置与工作状态等各方面的观察和排查,结合连铸漏钢机制、自动停浇诱因对事故进行了分析,提出从浇注操作的规范与熟练、结晶器振动的可靠性、水口质量、结晶器卷渣、切后铸坯拥堵的人工干预等方面进行改进的措施。逐步落实各项改进措施后,目前该厂生产平稳,拉速达到了3.25 m/min,漏钢及水口盲板自动关闭停浇等生产事故得到了显著改善。     

提高304不锈钢板坯表面质量工艺实践

诚德公司通过采用高振频低振幅振动方式、中间包连续自动测温、结晶器液面自动控制、优化水口形态和插入深度、保护渣调整、恒拉速等连铸工艺技术,大幅提高了304不锈钢连铸坯表面质量,使304不锈钢在高拉速条件下铸坯免修磨率比例超过90%,冷轧剥片率稳定在1%以内。     

薄板坯高拉速浸入式水口研究与优化

为了满足薄板坯连铸工艺高拉速对结晶器流场和温度场的要求,对浸入式水口的结构进行了研究。通过数值模拟研究,对薄板坯连铸浸入式水口进行了优化,优化后的新型浸入式水口可以获得高拉速状况下稳定的结晶器流场和温度场。同时对新型浸入式水口进行了水模分析,验证了数值模拟结果的有效性。现场试验新型浸入式水口,发现结晶器液面平稳、热相图稳定,板卷质量良好,铸机拉速较原水口提高22%。     

板坯生产事故分析

通过对板坯连铸机生产过程中出现的塞棒失控、中间包包盖掉料、浸入式水口穿钢、结晶器液面翻钢等问题跟踪研究与分析,从技术和管理角度制定了解决措施,使板坯连铸机生产稳定顺行,铸坯质量不断得到提高。     

异钢种连浇的数学模拟

采用数学模拟的方法研究了异钢种连浇时,铸坯拉速、中间包内余钢量和稳定钢液量对铸坯质量的影响。结果表明:该模型可从理论上判定不同工艺条件下交接坯的位置及长度。     

电磁搅拌智能控制系统在连铸中的应用与实践

电磁搅拌技术是提高铸坯内部质量,扩大可浇品种的有效手段。为了解决3号板坯连铸机二冷区电磁搅拌改造前C级品率仅为45.48%、中心疏松比例为14.72%的质量问题,实施电磁搅拌智能控制系统,在拉速、中间包温度、钢种等工艺条件变化时利用电流实时波动形成振荡磁场,同时通过钢水纯净度、辊缝精度、窄温度窄成分控制等手段实现工艺的全面优化。研究结果表明,C级品率由原来的45.48%提升到100%,中心疏松比例由原来的14.72%降为0,钢板探伤合格率由95%提高到99.80%以上,达到装备轻压下铸机的铸坯质量控制水平。     

高等级汽车板中间包冶金技术

高端汽车外板在后续轧制或冲压过程中发生夹杂缺陷的比例较高,为了进一步提高中间包冶金的效果,研究了中间包开孔挡墙对正常浇铸过程中夹杂物去除的影响。为了保证钢液洁净度一致,在中间包内一侧采用了不带孔的挡墙,另一侧采用了开孔型挡墙,浇铸过程中同时取中间包钢水及铸坯试样,并采用Aspex夹杂物自动扫描电镜进行分析。结果表明,正常浇铸时无孔挡坝有利于夹杂物在中间包内的上浮去除,有孔挡坝中间包内钢液流场存在短路流,钢液在中间包内停留时间短,夹杂物来不及上浮,随钢液进入到结晶器和铸坯中。因此,采用无孔挡坝中间包浇铸的钢液洁净度优于开孔挡坝中间包浇铸的钢液。     

拉速对板坯倒角结晶器钢液流动的影响

为研究凝固坯壳影响时拉速变化对板坯倒角结晶器内流场和温度场的影响,通过数值模拟和物理模拟研究相结合的方法,建立了板坯倒角结晶器流动、传热及凝固三维数学模型和相似比为1∶1的断面尺寸为1 490 mm×230 mm的板坯倒角结晶器物理模型。数值模拟和物理模拟流场形态及液面相同位置流速结果进行的对比分析表明了数模和水模试验结果趋势的一致性;拉速变化对倒角结晶器内流场及温度场的数值影响明显,但对整体形态影响不大;拉速增大到1.7 m/min时液面流速过快、波动剧烈,极易出现卷渣;拉速增大会强化钢液流股对窄面凝固坯壳的冲击,导致坯壳重熔减薄;在本试验研究范围内以1.5 m/min拉速进行生产能够取得较好的综合效果。     

大圆坯连铸过程检测及自控技术的设计和应用

介绍了近年实施的大断面圆坯连铸机工程中,应用可靠的过程检测技术和自动控制系统设计方案,如钢水测温、钢包和中间罐称重、下渣检测、结晶器液位检测与控制、结晶器冷却水系统检测与控制、二冷水系统检测与控制、动态二冷模型、自动控制系统等。