IF钢连铸开浇工艺对头坯洁净度影响的研究

IF钢连铸开浇过程头坯洁净度水平较低,目前各企业一般将开浇坯作判废或降级处理,这导致了产品质量不稳定,成材率低等问题.为研究IF钢非稳态开浇阶段连铸坯的洁净度水平及优化措施,采用现场取样、检测分析及数值模拟计算相结合的方法,分析了IF钢开浇阶段不同拉速变化曲线条件下连铸坯沿拉坯方向的洁净度变化规律.通过实验检测发现沿拉坯方向头坯T[O]、[N]及显微夹杂物含量呈现明显下降趋势,距离头坯头部6 m处T[O]含量为13×10^-6,接近正常坯水平,距离头坯头部7 m处[N]含量约为19×10^-6,接近正常坯水平,开浇工艺对于连铸坯T[O]、[N]及显微夹杂物含量影响不大.匀速、前快后慢和前慢后快三种拉速工艺条件下,大型夹杂物在距离头坯头部2 m处的质量分数约为0.2 mg·kg^-1,但之后均存在不同程度的大型夹杂物数量波动现象,而前快后慢工艺影响范围最小,在5.5 m后均达到正常水平.通过数值计算同样发现,前快后慢的提拉速工艺条件下产生的头坯洁净度更快地接近正常坯洁净度水平(约开浇430 s后,对应拉坯5 m).基于本文研究,...     

IF钢连铸头坯洁净度研究

应用氧氮成分分析、大样电解分析、扫描电镜分析、能谱分析等分析手段,研究了转炉—RH—连铸生产IF钢头坯洁净度的变化规律,并与正常坯洁净度水平进行对比分析。结果表明:沿拉坯方向头坯T[O]和[N]含量呈明显下降趋势。头坯大型夹杂物含量都明显高于正常坯,并沿拉坯方向总体呈减少趋势,4.4 m后大型夹杂物含量接近正常坯水平。铸坯中的大型夹杂物在厚度方向分布不均匀,内弧含量要明显高于外弧含量。头坯中大型夹杂物主要是尺寸为140~300μm和大于300μm两类,分别占总夹杂物质量分数的22.6%和56.8%,此类夹杂物主要来源于结晶器卷渣、中间包卷渣、二次氧化产物以及钢包引流砂。     

IF钢头坯夹杂物研究及切割优化

连铸首炉开浇过程受覆盖剂加入等因素影响,IF钢头坯不同部位大颗粒夹杂物含量高于正常铸坯,轧制后容易在冷轧板表面产生夹杂缺陷,影响产品质量。通过采用氮氧成分分析、大样电解分析、扫描电镜分析等手段,研究了IF钢头坯沿拉坯方向夹杂物分布规律,其中头坯T[O]含量随拉坯长度逐渐降低,距坯头4 m之后T[O]达到30×10~(-6)以下,接近正常铸坯水平。基于研究结果,提出了IF钢头坯科学合理的切割尺寸,降低头坯冷轧后的夹杂缺陷风险。     

管线钢冶炼过程夹杂物行为研究

对管线钢从精炼开始到轧材整个生产过程中夹杂物的行为进行了研究。采用金相、化学等各种分析手段,分析了管线钢钢水、连铸坯及热轧卷的洁净度的变化。试验结果表明：现有的生产工艺在稳态浇注时钢水的洁净度满足产品质量要求,LF精炼后钢中夹杂物的含量明显降低。钢水和稳定态铸坯没有发现大于20μm的夹杂物和聚集的夹杂物。非稳态的头坯热轧卷2m长度内氧化铝夹杂超标,主要位于铸坯的内孤表面;头坯热轧卷的夹杂物检测中发现了K2O等成分,表明开浇过程由于拉速变化引起结晶器卷渣。     

高品质冷轧薄板钢中非金属夹杂物控制技术

 能够造成冷轧薄板表面缺陷的钢中夹杂物主要是簇群状Al2O3、“Ar气泡+Al2O3”和结晶器保护渣卷入形成的大型夹杂物。在正常稳定连铸条件下,目前已能够做到对结晶器保护渣卷渣形成夹杂物加以有效控制。在各类非稳浇铸铸坯中,浇次开浇头坯的品质降低最严重,浇次尾坯中保护渣卷渣形成的夹杂物数量明显多于正常坯,炉-炉间交接坯和快换浸入式水口期间浇铸铸坯中,来源于保护渣卷入形成的夹杂物数量也多于正常坯试样。首钢京唐公司生产冷轧薄板钢类,在1.0～2.0m/min拉速范围,大型夹杂物随拉速增加呈减少趋势,对此应加以关注。研究发现,尺寸100μm以上的有害夹杂物主要存在于铸坯2mm表层内,生产“无表面缺陷”要求的汽车外板,应该采用铸坯表面清理。     

汽车用板IF钢开浇炉次板坯洁净度的分析

为系统研究某厂IF钢开浇炉次铸坯洁净度变化规律,对铸坯合理判级提供依据,采用氧氮分析、定量金相检验以及大型夹杂物检测等试验对某钢厂开浇炉次IF钢铸坯洁净度进行研究。结果表明,距引锭头部4 m处,铸坯w(T.O)=35.3×10~(-6),w(N)=48.7×10~(-6),显微夹杂物含量为8.5个/mm~2,钢水二次氧化严重,其中含示踪元素La、Ce的显微夹杂物比例分别为33%和55%,钢水受钢包渣和中间包渣影响较大。距引锭头部16 m处,w(T.O)=18.7×10~(-6),铸坯洁净度有较大的改善。随浇铸进行,洁净度好转趋势较为平缓,距引锭头部28m处,w(T.O)逐渐降低到16.3×10~(-6),铸坯洁净度与连浇第2炉、第3炉正常炉次基本一致。     

IF钢冷轧板起皮缺陷原因分析与控制

针对酒钢CSP生产的IF钢冷轧板沿轧制方向出现的起皮缺陷开展了工业试验研究。研究结果发现,缺陷处存在含有K、Na元素的大型夹杂物;大样电解试验所得300μm的大型夹杂物在铸坯内弧表面、距离内弧侧1/4处和铸坯中心位置的平均含量分别1.57 mg·10 kg~(-1)、0.5 mg·10 kg~(-1)和0.06 mg·10 kg~(-1);对电解后的大型夹杂物进行成分分析后,发现铸坯中300μm的夹杂物绝大部分含有K和Na元素,其主要成分为Al_2O_3和CaO,进一步验证了结晶器卷渣是引起IF钢冷轧板表面起皮的重要原因。通过降低结晶器液面波动和提高结晶器保护渣粘度,有效降低了起皮缺陷的发生率。     

IF钢连铸头坯质量的研究

针对某钢厂生产的IF钢,对头坯的表面质量、皮下气泡、中心疏松、中心偏析、氧氮含量和夹杂物进行研究,并对头坯轧制缺陷进行跟踪和采用火焰扒皮处理。研究结果表明：头坯表面质量和皮下气泡均随着铸坯长度的增加而逐步改善;内部质量中心疏松级别在铸坯长度1 m处存在超标现象,而中心偏析未见异常;氧和氮含量均沿铸坯长度的增加呈降低趋势;夹杂物主要为Al₂O₃、TiN和Al₂O₃-TiN复合夹杂物,其数量随着铸坯长度的增加而逐渐减少;在头坯1 m处存在Al₂O₃-MgO-CaO大型复合夹杂物;头坯轧制缺陷主要为脱氧产物Al₂O₃类和结晶器液位波动卷渣类的皮下夹杂缺陷;火焰扒皮处理可以有效提高头坯质量。     

IF钢铸坯表层洁净度研究

采用金属原位分析仪(OPA-100)对国内某厂同浇次不同浇铸阶段(开浇头坯、正常坯、浇铸末期尾坯)的IF钢铸坯表层非金属夹杂物含量及夹杂物粒径分布进行了研究分析。结果表明:铸坯内弧和外弧表层非金属夹杂物含量及粒径的趋势基本吻合。铸坯中铝系夹杂物含量:头坯尾坯正常坯,正常坯中铝系夹杂物含量稳定,处于非稳态浇铸期的头坯和尾坯中铝系夹杂物含量波动较大,在距铸坯表面5.6 mm之后逐渐减小;铸坯中铝系夹杂物的平均粒度和大于5μm的夹杂物所占比例均随着距铸坯表面距离的增加而减小。     

IF钢非稳态浇注铸坯洁净度分析

为系统分析某钢厂IF钢在非稳态浇注时铸坯洁净度的变化情况,采用气体分析、成分分析、大型夹杂物分析等方法对在非稳态条件下生产的IF钢的头坯、尾坯、换水口坯进行分析。结果表明:头坯内N、T.O、大型夹杂物含量沿拉坯方向逐渐降低,Als含量逐渐升高,头坯前8.5 m不适宜IF钢生产,尾坯距尾部2.5 m内N、T.O、Als含量波动较大,距尾部4.5 m内大型夹杂物数量较高,均在1.41倍以上,尾部4.5 m必须切除;换水口坯在换水口位置的前后1.5 m内T.O、N、大型夹杂物含量明显升高,在IF钢生产中应进行切除。     

不同浇铸阶段低碳钢连铸板坯洁净度研究

通过运用氧氮分析仪、金相分析、大样电解分析、扫描电镜及能谱分析等分析手段,研究了LD-氩站-CC 生产的低碳钢1个浇次不同浇铸阶段铸坯（头坯、正常坯和尾坯）的洁净度。通过对不同浇铸阶段铸坯的 w T［O］ 和 w ［N］ 对比分析可知,开浇时钢水的二次氧化比较严重,浇铸末期钢水的二次氧化较轻;正常坯的显微夹杂物数量为 7.96个/mm 2 ,头坯和尾坯的显微夹杂物数量相对正常坯分别升高了约98%和33%,显微夹杂物主要为:Al 2 O 3 、 Al 2 O 3 -（Mn,Fe）S。正常坯中大型夹杂物数量最少,为1.91 mg/（10 kg）;头坯中大型夹杂物数量最高,为8.24 mg/ （10kg）,尾坯中大型夹杂物数量为2.72 mg/（10 kg）,头、尾坯中大型夹杂物多伴有Na、K,说明开浇和浇铸末期结 晶器卷渣严重;尾坯中含有较多的MgO-Al 2 O 3 和Al 2 O 3 -CaO-SiO 2 -MgO夹杂物,表明浇铸末期发生了中间包漩涡 卷渣。     

管线钢浇次头坯夹杂物控制

研究了管线钢浇次头坯夹杂物的主要来源及控制措施。采取将浇次头坯轧制成热轧板和在热轧板取样分析的试验方案,得出热轧板和铸坯夹杂物分布。结果表明开浇初期4 m以内的头坯存在2级以上的B类夹杂物和保护渣卷渣。开浇初期钢水注流的二次氧化是导致头坯夹杂物超标的主要因素。提出开浇初期增加吹氩量和适当延长吹氩时间能够较好的排除中包空气,对降低注流二次氧化起到很好作用。     

IF钢非稳态浇铸铸坯洁净度分析

 为研究非稳态浇铸对IF钢铸坯洁净的的影响,用钢中气体分析、成分分析、大型夹杂物分析方法对转炉—RH—连铸工艺生产的非稳态浇铸条件下的IF钢铸坯进行取样分析,主要分析头坯、尾坯和换水口坯。结果表明：头坯TO、N、C含量沿拉坯方向呈现上升趋势,Al、Ti正好相反;头坯TO质量分数平均比其他铸坯高0.0015%以上,氮质量分数高达0.0005%以上,碳含量超过判定标准;尾坯、换水口坯TO水平最高分别为正常坯水平的1.6倍和2.2倍,氮含量波动范围分别是正常坯水平的1.0~1.3倍和1.5~1.7倍,碳含量波动范围分别从正常坯水平的1.2~2.4倍和1.2~2.1倍,其他成分波动不大;大型夹杂物含量最高的是头坯34.37mg/(10kg),其次是尾坯2967mg/(10kg),然后是换水口坯、大包停浇坯,而正常坯的大型夹杂物含量基本都在1.24mg/(10kg)以下。     

IF钢连铸坯表层夹杂分布特征的试验

 夹杂物是影响IF钢表面质量的重要因素。对IF钢连铸坯表面进行在线火焰自动清理时,确定不同状态连铸坯的最佳清理深度非常重要。针对IF钢浇次第2块铸坯、稳态铸坯及头罐与第2罐的交接坯,在每块铸坯的内弧和外弧面分别沿宽度方向等距离共取28个分析试样,每个分析试样尺寸为29 mm×21 mm×30 mm,研究不同清理深度下夹杂物的形态、数量、最大尺寸的变化情况。结果表明,随着清理量的不断增加,浇次第2块铸坯20～50 μm夹杂物的数量不断减少,大于50 μm夹杂物的数量略有增加,稳态坯和交接坯大于20 μm夹杂物的数量略有降低。在铸坯表面未清理时,3块铸坯表面最大夹杂物尺寸分别为500、200、200 μm,如果考虑影响钢板表面质量夹杂物的临界尺寸为100 μm,则浇次第2块铸坯清理深度应为4～5 mm,稳态坯和交接坯的清理深度应为2 mm。     

Surface cleanliness evaluation in Ti stabilised ultralow carbon (Ti-IF) steel

Abstract

The surface cleanness of Ti-IF steel, including head, transition, end and normal slabs, was studied by original position analyser. The content, number, size and porosity of inclusions on the surface were obtained. The results showed that: the contents of inclusions in head and end slabs were significantly higher than in normal or transition slabs and fluctuated significantly in non-steady state slabs within 3.5?mm of the surface; the porosity in 3.5?mm of slab surface was lower than other positions; the surface cleanliness order was normal slab>transition slab>end slab>head slab; a reasonable surface peeling thickness for non-steady state slabs was 3.5?mm. The energy dispersive spectroscopy showed that more lump Al₂O₃ existed in the head slabs, and slag entrapment inclusions also appeared frequently in the end slabs. The main effect factors for cleanness of the head and end slabs were reoxidation and slag entrapment.     

IF钢非稳态连铸坯洁净度定量分析

通过氧氮分析、定量金相分析及大型夹杂物分析等试验方法,对某钢厂IF钢生产稳态及非稳态浇注的连铸坯进行了对比研究。结果表明,稳态坯w(T[O])和w(N)的平均含量分别为11×10-6和18×10-6,显微夹杂物含量平均为4.0个/mm2,大型夹杂物含量为2.10 mg/kg,洁净度较高。非稳态浇注对连铸坯洁净度有较大程度的危害。中间包开浇头坯受到较为严重的空气二次氧化,洁净度最差;钢包交换和更换浸入式水口时受到的空气二次氧化较小,但是钢渣反应和卷渣行为较为严重;尾坯洁净度受到空气二次氧化和卷渣的共同影响。连铸坯显微夹杂物含量分布,沿铸坯宽度方向一般1/4处最多,1/2处最少;沿铸坯厚度方向内外弧附近明显高于连铸坯中心部位。     

低碳铝镇静钢中间包浇注过程夹杂物的行为

 通过对BOF-Ar站-CC炼钢流程生产低碳铝镇静钢的中间包不同浇注时间取样及正常坯的取样,采用氧氮化学分析、光学显微镜以及扫描电镜-能谱(SEM+EDS)等多种方法研究了中间包浇注过程夹杂物特征的变化。结果表明：每炉钢包开浇时与浇注末期,钢中T[O]含量均高于浇注中期的T[O]含量,这是由于换包过程中钢水被二次氧化;中间包钢水及正常坯中的夹杂物,按照其形貌与成分可以分为以下3类：Al2O3基夹杂物,MnS基夹杂物,来自中间包覆盖剂或者钢包下渣所卷入的外来夹杂物。中间包及铸坯中的夹杂物主要以1~4 μm的Al2O3为主,同时在铸坯中发现了大量的MnS夹杂物,使铸坯中夹杂物的数量密度升高。当钢液中硫含量较高时,铸坯中气泡+Al2O3类型的夹杂物增加。在当前的工艺条件下,交换钢包之后的开浇阶段与浇注末期,钢水的二次氧化对铸坯的洁净度产生重要影响,同时应合理控制钢中的硫含量,减少铸坯中气泡+Al2O3类型的夹杂物,避免钢液在凝固过程中析出大量的MnS夹杂物。