中高碳铝镇静钢形成MnS塑性夹杂的工艺开发与实践

 为提高中高碳钢产品的抗疲劳性能,利用中高碳钢的成分特点,研究开发了中高碳铝镇静钢中MnS以Al₂O₃为形核质点的非均质形核工艺,将钢中Al₂O₃脆性夹杂用塑性MnS包裹,解决了疲劳应力钢因脆性非金属夹杂引起的疲劳断裂问题。通过对微细、弥散Al₂O₃夹杂生成条件、MnS非均质形核析出热力学条件的研究,开展了钢中关键元素的成分设计、精炼及连铸集成工艺的设计与开发。工业实践表明,低活度氧条件下进行铝终脱氧可以形成3～5 μm微细弥散的Al₂O₃夹杂,并作为非均质形核的核心在二次枝晶晶间的凝固末端析出弥散、细小的粒状MnS;通过梯度脱氧、真空碳脱氧以及保护浇铸等操作可以有效稳定控制钢中全氧含量,提高钢水洁净度,成品T[O]质量分数平均为0.000 618%,较原工艺的0.000 739%降低了16%;成品的夹杂物中MnS及MnS包裹Al₂O₃夹杂所占比例大于96%,与世界领先产品的夹杂物控制水平相当,考虑到产品使用过程中Al₂O₃夹杂外部的MnS包裹层必须足够厚,塑性夹杂才能起作用,建立了MnS “有效包裹率” 的概念,当硬相夹杂物被MnS包裹且硬相夹杂物的最大半径不大于MnS包裹部位半径的1/2时,认为MnS对硬相夹杂物实现了“有效包裹”;MnS塑性夹杂工艺可明显提高材料的疲劳性能,成品的平均断裂韧性为83.47 MPa·m1/2,较原工艺的67.31 MPa·m1/2提高了24%。     

CSP流程生产超低碳钢的RH工艺优化

论述了马鞍山钢铁股份公司CSP流程生产超低碳钢工艺中RH真空脱碳技术的优化,通过对转炉终点的控制、RH-MFB吹氧工艺的优化、提升气体流量的优化实现了在同样RH处理周期的条件下,RH终点平均w(C)达到15×10-6,为CSP流程批量生产超低碳钢提供了技术保障。     

ASPEX定量分析IF钢夹杂物研究

对IF钢铸坯中夹杂物进行了定量分析研究。铸坯断面夹杂物分布较均匀,夹杂物主要是Al2O3和Al2O3-TiOx。稳态浇铸铸坯的夹杂物尺寸为5~10μm,有个别簇状夹杂物尺寸在50~100μm。切头和尾坯中存在少量大于100μm的簇状夹杂物。     

马钢超低硫钢的生产工艺研究

在马钢生产X70、X80管线钢为平台的超低硫钢生产工艺的基础上,分别对转炉、LF精炼过程钢水硫含量控制进行了分析研究,研究结果表明转炉吹炼过程增硫主要来自于铁水脱硫渣和废钢中带入的硫,LF炉深脱硫主要取决于钢包顶渣的控制和强搅脱硫的搅拌功。通过工艺调整,使生产X70、X80管线钢时LF炉终点w[S]可稳定控制在0.005 0%以下,平均w[S]为0.001 1%。     

脱磷保碳的理论与试验研究

基于分子—离子共存理论建立了CaO-MgO-FeO-SiO_2-P_2O_5五元渣系作用浓度计算模型,在此基础上分析了炉渣组元对脱碳、脱磷反应吉布斯自由能变化的影响规律,证明了脱磷保碳的可行性,并通过高温试验发现:在初始碳含量为0.5%、磷含量为0.032 5%的情况下,当熔渣碱度控制在5左右、FeO含量控制在10%~20%时,脱磷率可达75%以上,留碳率在50%~70%。     

CSP批量生产超低碳钢的RH—LF双联工艺研究

论述了马钢CSP流程采用RH-LF双联精炼工艺生产超低硫、超低碳洁净钢水的工艺优化和深脱硫条件下的增碳、增氮控制技术.实际生产表明,用RH-LF双联法的CSP流程开发的DDQ-IF钢工艺可以满足批量生产的要求,CSP连浇炉数最高达到12炉,冷轧产品质量满足深冲板的要求.     

RH真空精炼控氮工艺实践

为精确控制钢中氮含量,通过对真空条件下钢液控氮的热力学和动力学条件进行分析,结合实际情况,研究120 t RH精炼过程中不同硫质量分数铝镇静钢的脱氮和增氮过程。研究结果表明,不同硫质量分数铝镇静钢在脱氮进行到7 min时都出现脱氮速率拐点,脱氮速率明显降低,拐点处钢水氮质量分数为0.004 1%~0.004 9%;RH精炼过程中切换提升气体为氮气的增氮工艺稳定可行,在提升气体流量为600 L/min条件下,低硫铝镇静钢增氮速率大于高硫铝镇静钢,增氮速率分别为0.000 23%/min和0.000 14%/min。     

钢包滑动水口滑板多炉连续使用技术

分析了影响滑板连续使用的安全因素，制定相关技术措施，结果表明滑板平均连用4．11次／套（最高为5次）；上水口平均使用12次／块（最高为17次），效果显著。在试验成功后已经推广，经过探索改进，连续用寿命可望进一步提高。     

减少异型坯裂纹的工艺研究

结合连铸坯凝固理论和异型坯在结晶器内以及二冷段所受的应力，分析了异型坯这种独特断面铸坯表面裂纹和内部裂纹的形成机理。根据机理分析对异型坯的冷却制度和保护渣理化性能进行适当优化。通过降低结晶器和二冷段的冷却水量，增大结晶器保护渣粘度等措施，减少了异型坯裂纹的产生。     

马钢薄板坯连铸结晶器流场的水模型研究

通过1:2薄板坯连铸水模型实验,研究了马钢70 mm×1600 mm薄板坯连铸结晶器在不同水口结构、不同工艺参数条件下的流场.结果表明:在其他条件相同时,出口面积比为2.34、出口倾角为11.5°的5号水口所对应的流场优于其它水口.