连铸坯夹杂原因分析

造成连铸坯宏观夹杂的原因是钢液被二次氧化形成夹杂以及中间包中的夹杂物卷入钢液进入结晶器而形成铸坯夹杂，采取保护浇铸坯夹杂保证中间包液面达到一定高度，及时捞渣等措施，可减少铸坯夹杂，改善铸坯质量。     

交换钢包过程对IF钢连铸板坯表层洁净度的影响

采用ASPEX扫描电镜中的自动特征分析功能研究了交换钢包过程（取样浇次第4、5炉）对IF钢连铸板坯表层的洁净度的影响,且对比研究了交换钢包过程浇铸铸坯（交接坯）与正常浇铸铸坯（正常坯）的表层洁净度.结果表明:正常坯与交接坯中尺寸大于20μm的表层夹杂物可分为三类:（1）簇群状Al₂O₃（包括气泡+簇群状Al₂O₃）;（2）簇群状TiO_x-Al₂O₃夹杂物;（3）保护渣夹杂物.正常坯表层的大型夹杂物主要为簇群状Al₂O₃,没有检测到保护渣夹杂物.换包开浇后铸坯总氧质量分数从14×10-6增至17×10-6,交接坯表层检测到较多的第2夹杂物,说明钢包开浇后钢水被轻微氧化.此外,钢包开浇后剧烈的液面波动也导致了保护渣的卷入.在当前工艺下,换包对IF钢铸坯表层洁净度的影响长度约为11m.      

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。     

吸附Al2O3型结晶器保护渣的研究与应用

为了降低钢中Al2O3夹杂物的含量,开发了可吸附Al2O3型结晶器保护渣,并进行了工业试验。结果表明,采用该保护渣浇铸后,与普通型保护渣相比,铸坯中的Al2O3含量降低,夹杂物数量减少0.5个/mm2,夹杂物最大粒径平均降低8μm,保护渣单耗降低0.12g/t。     

卷渣类夹杂物在结晶器钢液中成分转变的动力学模型

国内某厂镀锡板缺陷处夹杂物主要来自结晶器保护渣的卷入,但其成分与结晶器保护渣有明显差别。为了进一步研究这种成分差别的原因,建立了耦合热力学平衡和动力学扩散的结晶器卷渣类夹杂物的成分转变动力学模型,明确了卷渣类夹杂物的尺寸和密度对其成分转变的影响规律,并通过对结晶器和液相穴内的钢液流动和夹杂物运动的数值模拟研究了夹杂物在钢液中的停留时间。结果表明:结晶器保护渣卷入钢液后与钢液不断发生反应,成分会发生明显改变。卷渣类夹杂物转变为缺陷处夹杂物所需要的时间与夹杂物尺寸以及夹杂物密度有关,夹杂物的尺寸和密度越大,转变为缺陷处夹杂物成分所需的时间越长。卷渣类夹杂物转变为缺陷处夹杂物所需时间与夹杂物尺寸呈幂函数关系,与夹杂物密度呈二次函数关系。夹杂物在钢液中的平均停留时间随夹杂物直径的增大而减小,并且随着拉速的增大而减小。小尺寸夹杂物一旦被卷入钢液中,将有充足的时间转变为缺陷处的成分。大尺寸夹杂物在钢液中的平均停留时间小于成分转变时间,但最大停留时间远大于成分转变所需时间,表明部分大尺寸夹杂物依然具有充足的停留时间转变为缺陷处的成分。      

IF钢开浇阶段铸坯洁净度分析

由于IF钢生产过程中对开浇阶段铸坯质量判定不明确,因此在利用时容易导致产品质量问题而增加生产成本。通过对头坯不同位置进行取样,研究IF钢开浇阶段铸坯沿拉坯方向的洁净度变化。实验结果表明,IF钢开浇阶段铸坯中大型夹杂物主要来源于结晶器卷渣和中间包中来不及上浮的脱氧或二次氧化产物;从距离头坯头部2.5m位置开始,由结晶器卷渣所引入的大型夹杂物含量接近正常坯水平;距离头坯头部7.5m位置处开始N含量与正常坯含量基本持平,簇状Al_2O_3夹杂物数量及尺寸接近正常坯水平;距离头坯头部8.5m位置处开始全氧质量分数保持在20×10~(-6)左右。     

连铸坯表面夹渣缺陷的研究

对宝钢股份炼钢厂一炼钢分厂生产的冷轧薄板钢种连铸坯表面夹渣缺陷的形貌及成分进行分析,缺陷主要由结晶器保护渣、中间包覆盖剂、钢包渣等形成的CaO-Mg O系复杂氧化物和Al_2O_3絮状物分布在板坯表面,还含有一定量的钢中氧化产物。通过对连铸坯表面夹渣缺陷的形成机理进行研究,发现对板坯表面夹渣产生影响的因素主要有:结晶器卷渣、液面波动、炉次顺序、保护渣黏度、钢包和中间包下渣。针对浇铸状态改善、炉次顺序调整、保护渣选择、质量判定模型建立和浇铸工艺优化,提出了减少表面夹渣缺陷的措施。     

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。     

板坯连铸结晶器电磁制动技术及其应用

叙述了板坯连铸结晶器中应用电磁制动技术的发展、研究状况。电磁制动技术可以控制结晶器内钢液的流动，减少结晶器保护渣的卷渣，有利于结晶器内夹杂物的去除，从而提高铸坯质量，并有利于提高铸坯拉速。研究结果表明电磁制动特性取决于板坯宽度、浇铸速度、氩气流速和浸入式水口(SEN)形状等浇铸参数，介绍了各种浇铸参数对电磁制动效果的影响。     

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。     

高拉速连铸低碳铝镇静钢铸坯中夹杂物

针对高拉速板坯连铸生产的低碳铝镇静钢铸坯,采用Aspex自动扫描电镜对铸坯表层夹杂物进行大面积的扫描分析,得到不同拉速下夹杂物的变化规律,并探究流场和S含量对夹杂物分布的影响.结果表明:随着拉速增大,钩状坯壳的深度和长度逐渐减小.对拉速大于2 m·min-1的铸坯,由于钩状坯壳不是很发达,铸坯表层没有发现大于200μm的夹杂物.铸坯表层尺寸介于50~200μm的夹杂物主要是由凝固坯壳所捕获,而夹杂物在凝固前沿的受力决定了夹杂物的捕获行为.随着拉速提高,凝固前沿的钢液流速增加,随着冲刷力的增加、捕获力的减少,夹杂物被捕获的数量减少.在高拉速连铸下,如果钢液中S含量较大,夹杂物受到明显的温度Marangoni力,会更容易被凝固坯壳捕获.      

薄板坯合金钢窄面凹陷的控制实践

鞍钢股份有限公司炼钢总厂四分厂3#板坯连铸机生产过程中,合金钢铸坯窄面经常出现纵向凹陷,影响连铸坯的表面质量,并造成轧材缺陷。分析了连铸板坯窄面纵向凹陷的形成原因,结合生产试验,通过采取优化结晶器足辊冷却水流量、结晶器锥度、结晶器窄边足辊布置及铸机拉速等措施,提高了连铸板坯的表面质量,有效地控制了铸坯窄面的纵向凹陷。     

采用薄板坯连铸生产高表面质量冷轧钢板的可行性分析

薄板坯连铸由于拉速高,结晶器容量小,结晶器钢水液面波动高度和表面流速显著高于传统连铸,因此容易造成保护渣卷渣,这是薄板坯连铸生产高表面质量冷轧钢板钢种的主要困难所在。NUCOR、蒂森一克鲁伯等企业采用薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧钢板的实践也表明,在表面质量方面与传统工艺产品尚有较大的差距。采用薄板坯连铸工艺生产优质冷轧钢种,应适当增加铸坯厚度,以降低拉速和增加结晶器对钢水流的缓冲作用,可采用120mm厚铸坯(结晶器出口),3m／min左右拉速。为了减少结晶器保护渣卷渣,应对中等厚度薄板坯连铸结晶器内钢水流动控制(SEN结构参数、SEN浸入深度、拉速等)、电磁制动、保护渣等开展深入的试验研究。     

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。     

Surface Defects of Cold-Rolled Ti-IF Steel Sheets due to Non-Metallic Inclusions

Surface defects of the cold-rolled sheets of Ti-IF steel were studied and analyzed. After analyzing surface defects of cold-rolled sheets, such as shelling defects, holes and sliver defects by SEM/EDS, a variety of inclusions were found. In addition, the distribution of macro-inclusions in slabs was analyzed by MIDAS method. The results show the macroscopic inclusion bands of head slabs and normal slabs are in 1/8 slab thickness regions of both inner arc side and outer arc side. The formation process of the defects in the cold-rolled sheets was simulated with an experimental cold-rolling machine for comparison. The results show that there were three kinds of inclusions underneath the surface defects: Al2O3, SiO2 and particles from slag entrainment, which were the main reason for defect formation during cold rolling.     

IF钢板坯连铸结晶器内钢液流场的模拟与优化

以本溪钢铁公司炼钢厂板坯连铸结晶器为研究对象,通过物理模拟系统研究了水口吹气量、水口插入深度对连铸结晶器内气泡运动行为、液面波动及卷渣行为的影响作用,并在此基础上优化设计了连铸工艺参数。工业试验结果表明,经优化后连铸坯表层中含氧化钠（Na2O）、氧化钾（K2O）等保护渣成分的CaO Al2O3 SiO2 MgO系球状夹杂物基本消失,IF钢连铸坯中非金属夹杂物含量明显降低。