换包后中间包内夹杂物运动行为

采用数值模拟与工业试验相结合的研究方法,分析中间包在换包后包内夹杂物颗粒在非等温条件下的运动行为。研究结果表明,换包后,钢中不同尺寸的夹杂物有分离趋势,且小于50μm夹杂物的去除条件逐渐变差。在浇注中后期,小于50μm夹杂物倾向于跟随流体沿中间包底部流出中间包,夹杂物的去除效果进一步变差。工业试验结果表明,通过在中间包底部吹入氩气的方式,改善了换包后夹杂物去除的不利影响。中间包底吹氩气前,大于50μm夹杂物的数量密度为0.008 8个/mm~2;中间包底吹氩气后,铸坯中大于50μm夹杂物的数量密度为0.002 5个/mm~2。     

SPA- H钢热轧卷表面缺陷成因分析

针对首钢生产SPA- H钢热轧卷中密集出现独立细线缺陷、独立翘皮缺陷、细线翘皮共生缺陷和浅坑缺陷等表面质量问题展开机理研究。通过使用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪观察了缺陷的形貌和微区成分,认为细线、翘皮和细线翘皮共生缺陷的形成与两个因素紧密相关,一是表层含硅/铬氧化物的氧化铁皮,二是与钢基体紧密接触的氧化铁皮内部的铜富集。研究表明,浅坑发生在精轧过程中,为翘皮等脱落后的碎屑在板面机械摩擦碾压划擦形成。     

高级别焊丝钢磷硫控制工艺优化

为了研究采用全三脱工艺KR铁水脱硫→脱磷转炉→脱碳转炉→RH精炼→板坯连铸工艺生产的高级别焊丝钢洁净度水平,进行了5炉工业试验。通过对冶炼过程系统取样分析,研究了钢中总氧含量变化、夹杂物的转变规律及机理。结果表明,转炉终点氧质量分数平均为610.2×10~(-6),进站钢水氧质量分数平均为484×10~(-6),加Al前氧质量分数为220×10~(-6),破空氧质量分数为4.6×10~(-6),整体控制较好。RH进站时夹杂物主要为MnO-SiO_2-Al_2O_3类复合夹杂,夹杂物大多为球形,其中有部分夹杂物尺寸超过20μm;RH破空后,中包至铸坯夹杂物均主要为Al_2O_3型夹杂物,同时含有少量的MgO-SiO_2类夹杂。     

改质工艺对高强度低合金钢夹杂物特性的影响

利用300 t钢包炉工业试验研究了不同夹杂物改质工艺(包括未改质、稀土处理和钙处理)对铝镇静高强度低合金钢夹杂物特征的影响。结果表明,未改质处理炉次钢板中夹杂物为高铝含量的Al-Mg-Ca-O-S-Mn复合夹杂物,夹杂数量密度最小(仅为7.4和9.5个/mm2),但夹杂物平均尺寸大于3 μm,在轧板中检测到不小于20 μm的大尺寸夹杂数量多达0.1个/mm2。而稀土处理炉次钢板试样中夹杂物为球形La-Ce-O-S部分夹杂可能含少量Ca或Al。尽管夹杂数量密度最多达到32.5个/mm2,但夹杂平均尺寸最小(仅为2.3 μm),一个试样中未检测到不小于20 μm的夹杂,另一个试样中基本无不小于20 μm的大尺寸夹杂(仅0.01个/mm2)。钙处理炉次钢板中的夹杂物基本为球形夹杂,夹杂物成分为Ca-Al-S-O,部分夹杂可能含少量Mg或Mn,夹杂数量密度也较大,约为30个/mm2,夹杂平均尺寸为2.7 μm,稍大于稀土处理炉次,基本无尺寸不小于20 μm夹杂(0.01个/mm2)。高温共聚焦显微镜试验表明,稀土处理与钙处理的夹杂物在高温下不容易聚集成大尺寸夹杂物,而未改质炉次中的氧化铝由于与钢液界面张力大,容易聚集形成大尺寸夹杂物。     

首钢板坯连铸技术进步

回顾了近十年来首钢为生产优质冷轧钢板和特厚钢板而开发的板坯连铸新技术。为了降低优质冷轧钢板表面冶金缺陷，开发了浸入式水口防堵塞技术、结晶器内钢液流动综合控制技术和中高拉速FC结晶器技术等。综合应用这些技术后，水口堵塞率降低60%以上，结晶器液面波动±3 mm比例提高至98%以上，冷轧钢板表面卷渣缺陷指数降低50%以上。为了提升特厚钢板的冶金质量，开发了特厚板坯窄面鼓肚控制技术、倒角结晶器连铸技术、半干法连铸技术和二冷间歇式喷淋等技术，400 mm厚板坯窄面鼓肚量降低至5 mm以下，含铌微合金化钢板坯表面裂纹发生率大大降低。开发了特厚板坯连铸轻压下技术，中心偏析C类1.0级及以下比例达到100%，确保了150 mm特厚钢板的心部韧性达到100 J以上。     

BH钢精炼结束到中间包过程增碳控制研究

为控制BH钢精炼结束到中间包过程的增碳量,分析了钢包内衬、中间包覆盖剂、中间包内衬等因素对BH钢钢液增碳的影响。通过分析表明,钢液的增碳量随着钢包砖衬碳质量分数的降低而下降,将包壁和包底的碳质量分数控制在0.5%以下,渣线部位的碳质量分数低于5%可以大幅度减少钢包耐材向超低碳钢液增碳效果,钢包的增碳量随着包龄的增加而降低。建立钢水覆盖剂的传热模型,将覆盖剂成分控制在高碱度低熔点区域[（wSiO2≤5%,][wCaOAl2O3/wAl2O3＝1～1.5,][wCaF2＝5%）]来增大熔融层的厚度从而减小富碳层与钢液接触的概率。通过应用无碳长水口和中包工作层使用涂抹料,精炼结束到中包增碳量平均减少1.4×10－6～1.5×10－6,增碳不超过3×10－6比例由36%～44%提升至60%以上。     

控流装置对中间包流场影响的水模型研究

以相似原理为基础,建立1[∶]3的水模型,对某钢厂二流板坯连铸中间包进行研究。对挡坝孔大小及位置优化试验表明,随孔径的增加,平均停留时间先增加,后减小,孔径为90～120 mm左右时,平均停留时间最长;孔高和孔底与挡坝底部距离共同影响钢液在中间包内的平均停留时间和死区比例,总体来讲孔高较小对改善流场更有利,在挡坝的基础上添加小挡坝并不能有效延长钢液在中间包停留时间,但较高的小挡坝能有效增加钢液的滞止时间;优化后中包较原型中间包平均停留时间增加40 s,死区体积由原来的19.5%下降至9.0%。     

MCCR产线110mm薄板坯结晶器流场的数值模拟

摘要：首钢京唐MCCR产线是国内第一条多模式连铸连轧产线,薄板坯高拉速连铸是实现无头轧制模式的基础,结晶器内流场控制是决定薄板坯高拉速连铸的关键。采用VOF两相流模型研究薄板坯连铸结晶器内流场特点,采用插钉法测量实际生产过程结晶器弯月面流速,并与对应工况条件下模拟结果进行对比校验了模型准确性。通过薄板坯连铸结晶器内流场的数值模拟仿真,获得了薄板坯高拉速条件下结晶器内钢液的流动特征。研究了连铸拉速、2.种浸入式水口结构等因素对弯月面流速以及波高差的影响。结果表明：随着通钢量由3.4t/min增加至8.2t/min,采用四孔水口时,结晶器弯月面钢液流速由0.02m/s增加至0.30m/s,结晶器钢液面波高差由2.0mm增加至7.2mm;采用五孔水口时,结晶器钢液面波高差由0.25m/s增加至0.5m/s,结晶器钢液面波高差由2.6mm增加至17.0mm。高通钢量条件下（5.5~8.2t/min）,采用四孔水口更加有利于控制液面波动稳定性。     

首钢京唐板坯高拉速生产的控制技术

以首钢京唐钢铁联合有限公司3号连铸机2.5m/min高拉速浇铸常规板坯试验为背景,建立流动、传热及摩擦力数值计算模型,并结合实际生产的监测数据,分析和讨论高拉速生产过程中相关工艺控制技术。结果表明,FC结晶器以及下倾角20°水口的使用有利于高拉速过程中的液面控制;通过改善二冷水量,并结合射钉试验,验证得出2.5m/min时的凝固终点仍位于铸机长度以内,而宽面铜板热面最高温度超过350℃;采用一种黏度较低、润滑性能较好的保护渣,并且拉速在2.0m/min以上时保护渣耗量均小于0.3kg/m2,但没有漏钢事故发生,建议开发非正弦振动模式。此外,高拉速条件下,铸坯表层夹杂物减少,冷轧板卷表面质量明显改善。     

RH真空冶炼过程中锰损

为了减少RH真空冶炼过程中钢水锰元素偏差和提高最终产品性能的稳定性,采用直读光谱仪对不同条件下RH真空冶炼镇静钢与非镇静钢锰损情况开展研究。结果表明,RH真空冶炼过程中锰损存在4种形式,与钢水中自由氧反应烧损、钢渣界面反应、合金粉末抽吸、真空锰挥发;随着钢水中锰含量增加、真空时间延长,钢水温度和氧化性提高,RH真空锰损逐渐增加;真空度小于1 000 Pa时,RH真空锰损随真空度的降低而降低,而当真空度大于1 000 Pa时,继续降低真空度,RH真空锰损几乎不变。通过降低RH真空度、进站锰含量和温度、减少RH真空处理时间等措施,RH结束目标锰的质量分数±0.01%命中率接近100%。