超低碳钢铸坯皮下气泡缺陷产生原因分析及控制措施

重点分析了超低碳钢铸坯皮下气泡缺陷产生的原因。超低碳钢铸坯皮下气泡是导致其热轧盘条表面产生结疤、翘皮、折叠等表面缺陷的主要原因,影响后续拉拔和镀铜细丝的表面质量,更严重的将导致断丝问题。通过对钢液中气泡产生原因和[C]、[O]对应关系的理论分析,将超低碳钢钢液中的氧活度稳定控制在80μg/g以下,能够有效降低超低碳钢铸坯皮下气泡缺陷产生的几率,保证其成品盘条表面质量的稳定,满足了高端用户的使用要求。     

超低碳IF钢中夹杂物来源的示踪分析

为了分析超低碳IF钢中夹杂物来源，采用在转炉出钢后及中间包覆盖剂添加示踪剂的方法，确定夹杂物的来源。并在相关工序取钢样或渣样，利用扫描电镜观察分析夹杂物的形貌和成分。研究表明，RH进站顶渣w(TFe)控制为2.54%~4.49%，RH出站顶渣w(TFe)控制为4.56%~5.23%，RH钢包顶渣w(CaO)/w(Al2O3)控制为1.20~1.93，顶渣改质效果良好。正常坯进行分析含有少量的钡，未发现铈元素，在换包时取样第6炉和第7炉中间坯进行分析，可发现含有钡即钢包下渣情况，少量的铈成分。第6炉正常坯w(TO)为0.001 4%，第6炉和第7炉中间坯w(TO)为0.001 6%，第7炉正常坯w(TO)为0.001 5%，可见正常铸坯与交接坯相比w(TO)略有降低。     

2.05 m/min高拉速低碳钢FC控流结晶器的应用

板坯高速连铸因具有减少设备投资、增产增效和降低物料消耗的优势而受到越来越多的关注。为解决低碳钢浇铸周期与精炼周期的匹配问题和进一步提高生产效率,某钢厂开展了结晶器电磁制动参数优化的高速连铸工艺技术研究,施加磁场后,随着上线圈电流由模式A增加到模式C,结晶器表面的钢液流速由0.35 m/s减小至0.21 m/s,结晶器内上部流场流速减弱,在高拉速下可明显起到降低表面流速的作用,随着吹氩流量从12 L/min增加至20 L/min,钢液表面流速增加,随着水口浸入深度的增大,结晶器内的流场形态变化不明显,2.05 m/min拉速下夹杂物指数较1.8 m/min拉速夹杂物指数明显降低。     

RH加钛时机和纯循环时间对IF钢洁净度影响

为进一步提升RH精炼的冶炼效率,更好与高拉速连铸相匹配,对RH冶炼IF钢过程中加Ti时机和纯循环时间对夹杂物的影响开展了试验研究。结果表明,钢液中T.O质量分数在加Al 5 min后小于0.003 0%;夹杂物的数密度在合金化4~5 min后具有最小值,随后增加纯循环时间,夹杂物的数密度无明显变化。在300 t RH工业生产实践中,Al-Ti间隔时间为2 min、纯循环时间为5 min和Al-Ti间隔3 min、纯循环4 min的处理工艺可以保证钢液中的夹杂物充分上浮去除,夹杂物的数密度为0.7~0.8个/mm2,可以实现RH的高效化精炼。在Al-Ti间隔时间大于1 min、纯循环时间大于3 min的操作条件下钢液中未检测到尺寸大于50 μm的夹杂物。基于以上工艺优化,IF钢的RH真空处理时间已经降低至20 min。向钢液中加入Al后主要形成Al₂O₃夹杂物,加入钛铁合金化后钢液中会形成富[Ti]区域,[Ti]将Al₂O₃还原而生成Al-Ti氧化物。随着[Ti]在钢液内的扩散以及Al-Ti氧化物的生成,钢液中的[Al]将Al-Ti氧化物还原而生成Al₂O₃,最终生成以Al-Ti氧化物为核心、外层由Al₂O₃包裹的复合夹杂物。     

镀锡基板线状缺陷控制

采用扫描电镜对镀锡基板表面线状缺陷进行了分析,结果发现,造成镀锡基板表面缺陷的主要原因为保护渣卷入和氧化铁皮残留。通过对镀锡基板生产工艺进行分析,得出：控制连铸过程铝损不大于0.0050%、液面波动控制在±2.5mm、控制板坯入炉温度不小于200℃,合理控制连浇炉数,增大拉矫破鳞机弯辊插入深度,可以大幅减少镀锡基板表面线状缺陷的产生。     

连铸结晶器水口不同浸入深度的数值模拟

通过ANSYS Fluent软件对结晶器浇铸1200mm×244mm断面铸坯在不同浸入深度下流场、温度场进行数值模拟计算。结果表明,针对结晶器1200mm×244mm断面下,当浸入深度为110mm时,自由液面的最大速度为0.166m/s,波高为2.4mm;当浸入深度增加至130mm后,自由液面速度有所降低,为0.127m/s,但当浸入深度在130～170mm变化时,自由液面速度波动不明显。液面波动随着浸入深度的增加而略有降低,浸入深度分别为130、150、170mm时,液面波高分别为1.98、1.89、1.49mm,整体变化不大。不同浸入深度在结晶器内上旋流钢液大部分温度为1516～1518℃,下旋流钢液温度基本为1514～1516℃,比较均匀,影响不大。     

钢包自开率影响因素分析及措施

从引流剂质量、出钢温度、过程时间、操作因素及钢种情况等方面分析了它们对钢包自开率的影响,通过对现场生产数据的统计,得出了相应的结论,据此提出了一些可行的建议。     

热轧工艺对超低碳IF钢卷渣和面翘皮缺陷的影响

 从热轧工艺角度对超低碳IF钢热轧卷表面卷渣、面翘皮缺陷进行分析,研究了不同热轧工艺参数对该类缺陷的影响规律。研究结果表明：卷渣、面翘皮缺陷发生率随入炉温度升高而降低,随在炉时间加长,缺陷发生率降低。卷渣及面翘皮缺陷随出炉温度的增加基本呈现发生率下降的趋势,但从Minitab数据分析显示出炉温度影响不大。入炉温度和在炉时间对卷渣、面翘皮缺陷影响更大。     

热装热轧微合金钢板表面裂纹分析

 利用金相观察、扫描电镜及能谱分析和透射电镜等手段,对热装热轧微合金钢板出现的表面裂纹进行分析研究,并与使用同批次连铸坯冷装热轧无裂纹的钢板进行比较,分析产生表面裂纹的原因。实验结果表明热装热轧微合金钢板产生表面裂纹的原因是铸坯冷却或加热过程中Cu、As低熔点元素在奥氏体晶界的偏聚。与热装热轧板相比,冷装热轧板晶粒尺寸小直径在10μm左右,而热装热轧板晶粒尺寸大且不均匀。热轧板析出物尺寸在15～25nm之间,裂纹源处较基体多,大量细小的Nb(C,N)化合物在奥氏体晶界析出,降低了晶界强度。     

基于数值模拟的结晶器卷渣在线预测方法

 结晶器保护渣卷入到钢液中后容易被生长的凝固坯壳捕获,最终在冷轧板上形成由卷渣引起的表面缺陷,会严重恶化钢产品的质量。结晶器液面卷渣现象受到钢液成分、温度、流动方式和吹氩流量的影响。结晶器表面钢液流速大小是反映钢渣界面是否发生卷渣的重要参数,但在实际浇铸过程中,不能在线预测不同拉速、吹氩流量和水口浸入深度下结晶器表面钢液的最大速度。提出一种基于板坯连铸结晶器内多相流动数值模拟的结晶器卷渣在线预测方法。首先,建立结晶器内三维多相流动数学模型,模拟不同拉速、吹氩流量和水口浸入深度下的钢液流动行为;其次,对计算得到的表面钢液流速的最大值进行拟合,得到固定浇铸断面下结晶器表面最大流速的预测公式;最后,通过某钢厂的插钉板工业试验验证了所提方法的准确性。研究发现,不同浇铸参数下表面钢液流速沿结晶器宽度方向呈现先增加再减小的变化趋势,在结晶器宽度1/4位置具有最大值。钢液流速在较小和较大拉速下分别在窄面和水口附近具有较大值;在较小和较大吹氩流量下分别在水口和窄面附近具有较大值;随着水口浸入深度增加,钢液流速在水口和窄面附近变化较小。基于拟合的钢液流速公式,通过比较最大钢液流速与钢渣界面发生卷渣的临界流速,实现了结晶器卷渣的在线预报。