IF钢表面夹杂缺陷的研究及控制技术

介绍本钢IF钢夹杂的形貌、组成以及在冷轧板上的分布情况,分析了夹杂形成原因。对转炉炼钢工序、精炼工序和连铸工序的工艺参数进行优化和建立合理的铸坯管理办法使本钢IF钢表面质量大幅提升。     

Ti在IF钢中的作用——非真空冶炼IF钢的探索

研究了在工业纯铁中加入少量的合金元素和适量的Ｔｉ，探索非真空条件下ＩＦ钢的冶炼方法以及Ｔｉ对ＩＦ钢性能的影响。在实验条件下进行了感应炉冶炼，经热轧，冷轧，昌效分析，ｒ，ｎ，值和织构的测试试验，得到了符合ＩＦ钢特性的试验钢。     

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。     

鞍钢第三炼钢厂IF钢冶炼技术进展

1 前言 IF钢是英文Interstitial-Free Steel的简称.这类钢的基本特点是钢中碳、氮原子被铌、钛等微量合金元素固溶成碳、氮化合物,使钢中无间隙原子存在,故称之为无间隙原子钢.为获得IF钢成品钢材的高延展性、高r值以及优良的表面性能,要求钢中碳、氮、全氧及夹杂物的含量尽可能低.     

IF钢主要成分冶炼控制的生产实践

介绍了本溪钢铁公司炼钢厂在冶炼IF钢的工业试验研究中，确定了生产IF钢的工艺参数以及对有害元素的控制措施，为今后批量生产提供依据。     

宝钢纯净钢冶炼技术

钢水纯净度对钢的质量影响较大 ,宝钢经过近几年的研究和摸索 ,从铁水预处理、转炉、二次精炼到连铸整个冶炼工序 ,形成了一套纯净钢冶炼技术。目前 ,宝钢利用纯净钢冶炼技术采用TDS→BOF→RH→CC工艺已能生产碳小于 30× 1 0 - 4 % ,氮小于 2 2× 1 0 - 4 % ,全氧小于 40× 1 0 - 4 %的IF钢 ,年产量已超过 1 0万t。文章对炼钢过程中磷、硫、氮、氧以及夹杂物的控制技术和IF钢的碳控制技术进行了阐述 ,提出了目前宝钢纯净钢冶炼技术存在的问题和改进设想     

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。     

IF钢冷轧板表面缺陷研究

对IF钢冷轧板表面缺陷进行了分析研究,发现该缺陷是由夹杂物引起的,夹杂物为Al2O3颗粒与CaO-SiO2-A12O3-MgO—Na2O-K2O系的复杂氧化物。其来源很可能是中间包覆盖渣与浸入式水口内堵塞物的结合物。在轧制过程中,夹杂物的脆性部分被碾碎,呈颗粒状零散分布;塑性部分被碾平,不均匀地分布在铁基体表面上。     

BOF-LF-RH-ASP流程冶炼IF钢的工艺研究

研究了国内某钢厂BOF-LF-RH-ASP流程生产冷轧IF钢的工艺特点,采用碳含量控制和钢包渣还原处理技术,RH脱碳结束钢中ω([C])<15×10-6,后序增碳质量分数小于15×10-6,渣中(FeO+MnO)质量分数小于3%,平均中间包钢水全氧质量分数为17×10-6.成功开发的DDQ级IF钢板,满足了客户对其深冲...     

300t RH加铝后循环时间对IF钢中脱氧夹杂行为的影响

RH精炼过程加铝前IF钢（/%:≤0.005C,≤0.04Si,0.05~0.20Mn,≤0.015P,≤0.015S,0.03~0.06Als）中的氧含量为340×10^-6~467×10^-6,用Aspex扫描电镜研究了加铝后210 min钢中夹杂物类型、尺寸和数量,结果表明,IF钢在RH工序加铝脱氧后钢液中夹杂物的类型主要为氧化铝,随着RH循环时间的增加,钢液中夹杂物数量减少;加铝真空循环6 min后可进行合金化,进一步延长循环时间,钢液中夹杂物的去除速度减缓;加铝前IF钢液中的初始氧含量偏高时,可适当延长循环时间至8 min,再进行合金化。     

光谱分析夹杂物技术在IF钢生产中的应用

介绍了利用PDA光谱仪开发的光谱分析夹杂物技术,利用该技术分析了IF钢冷轧板合格品罐次和由夹杂引起的废品罐次精炼过程中RH终点、中间包浇铸中期钢液中Al2O3夹杂物含量,初步提出了IF钢精炼过程中夹杂物控制技术指标:RH终点夹杂物质量分数控制在0.004 5%以下、中间包夹杂物质量分数0.003 0%以下。于2009年将该技术应用于IF钢实际生产过程中,并与其它工艺相结合,大大降低了IF钢冷轧板由夹杂引起的废品率。     

IF钢中含Ti夹杂物的衍变规律

系统研究了Ti-IF钢冶炼过程和铸坯中含Ti夹杂物的组成、分布与微观形貌,揭示了含Ti夹杂物的衍变规律.热力学分析和实验结果表明：在IF钢冶炼过程中无TiN生成,含Ti夹杂物的存在形式是以TiO₂为主的钛氧化物结合其他氧化物的复合夹杂：而在连铸凝固过程中,由于钢液温度降低和元素的偏析作用,TiN夹杂以异质形核的方式生成.IF钢铸坯中非金属夹杂物主要是大尺寸Al₂O₃颗粒和存在中间过渡层的TiN—Al₂TiO₅-Al₂O₃复合夹杂物,其形核长大过程是[Al]、[Ti]和[O]先在细小的Al₂O₃颗粒上反应生成一层Al₂TiO₅,然后TiN在Al₂TiO₅表面形核长大.根据连铸过程和铸坯中含钛夹杂物的研究得出,Ti-IF钢铸坯中TiN夹杂难以去除,但是可以使其变性以实现对钢中含钛夹杂物的控制.     

顶渣改质工艺对IF钢夹杂物的影响

为研究顶渣改质工艺对无间隙原子钢 (IF钢) 顶渣氧化性与钢中夹杂物的影响, 在不同改质工艺中的多个位置取渣样和钢样进行分析.结果表明:在氩站加入改质剂的改质效果最好.以渣中全铁和氧化锰质量分数w (T.Fe+MnO) 表示炉渣的氧化性, 改质前后炉渣氧化性下降了8.73%.与真空循环脱气 (RH) 脱氧合金化后和RH精炼结束后加入改质剂改质工艺相比, 氩站改质工艺条件下的中包夹杂物数量密度分别下降了38.5%和36.0%.RH精炼结束后, 钢中夹杂物数量较少, 但在炉渣氧化性高时, 炉渣向钢中传氧, 使中包钢中夹杂物上升.     

拉速变化对IF钢铸坯非金属夹杂物含量的影响

采用原位统计分布分析仪（OPA）对IF钢连铸过程拉速变动对铸坯表层试样非金属夹杂物含量的影响进行了研究,发现在由较高拉速（1．4m／min）向低拉速（0．6m／min）变动时,对结晶器保护渣卷入的影响主要发生在降速初期,而随后的降速和低拉速下停止降速对铸坯表层试样夹杂物含量影响不大。当由较低拉速（0．6m／min）向高拉速（1．4m／min）变动时,对保护渣卷渣的影响主要发生在提升到高拉速后停止升速阶段,而低拉速时启动升速和随后均匀升速对铸坯夹杂物含量的影响不大。研究中还发现在较高拉速下（1．4m／min）即使较少量地变速,也会造成铸坯表层夹杂物含量的显著增加,因此在较高拉速时应避免对拉速进行变动或尽量采用低的拉速改变速率。采用数值模拟方法对拉速变化影响进行的研究结果同样表明,在较高拉速下发生的拉速变化,对结晶器内钢水流动有更显著的影响。     

RH纯循环对Ti-IF钢洁净度的影响

利用金属原位分析仪定量分析了过程Al系夹杂的数量,并用一种深度侵蚀的方法观察了夹杂物的三维真实形貌.对过程全氧(T.O)、[N]含量变化进行了跟踪.通过延长RH合金化后的纯循环时间对过程洁净度进行了评价.结果表明:RH在合金化后保持8~10 min的纯循环时间T.O可降低到30×10^-6以下;废钢加入会极大影响钢液的洁净度,合金化完毕后应避免废钢加入;加Al 5min后夹杂物数量达到最大,为7.02mm^-2,主要为大型的团簇状夹杂,经过纯循环后,夹杂物数量、尺寸均有较大的降低.     

IF钢洁净化生产工艺分析与实践

以鞍钢股份有限公司炼钢总厂四工区"铁水喷吹法脱硫→260 t顶底复吹转炉冶炼→挡渣出钢→RH-TB真空精炼→中厚板坯连铸"生产IF钢的工艺路线为研究对象,着重讨论了转炉冶炼、RH真空精炼和连铸3个关键工艺环节,从钢水T.O含量控制、RH升温控制、保护浇铸和浇铸过程稳定性控制等方面分析和提出了提高IF钢洁净度的措施,在改进IF钢洁净度、降低钢中夹杂物含量、提高成材率方面取得了良好的效果。     

RH真空精炼后IF钢镇静工艺的洁净度研究

为了优化RH处理工艺,提高RH精炼后的IF钢水洁净度,通过分析T[O]含量和夹杂物含量的变化研究了钢水镇静（静置）时间对IF钢洁净度的影响.研究表明,随着镇静时间的延长,中间包钢液中T[O]含量和夹杂物数量总体呈先下降后回升的趋势.在30min到40min的镇静时间区间里,中间包内钢液试样T[O]含量基本稳定,所分析炉次中只有4.76%炉次T[O]超过30×10^-4%.在该厂现行工艺条件下,镇静时间在30 min到40 min的时段内的钢液洁净度水平较高.     

高强IF钢冷轧边部条带缺陷机理分析与控制

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析以及酸洗模拟等方法,研究了高强IF钢HC250IF表面条带缺陷的产生原因、结构特点和控制措施。结果表明,氧化铁皮沿带钢宽度方向的不均匀分布以及拉矫破碎效果不充分导致了带钢边部比中部更容易发生过酸洗。在磷元素表面富集和晶界偏聚作用下,基体晶界处优先发生选择性侵蚀,侵蚀裂纹沿晶界从表面向内部扩展,形成具有厚度差的多孔区和粗糙区结构。冷轧过程中,缺陷部位变形撕裂,产生了大量表面微裂纹,增大了局部粗糙度差异,进而在带钢边部形成条带缺陷。以优化匹配热轧和酸洗工艺参数、改善热轧带钢表面状态为基础,通过控制酸洗进程、提高酸洗质量均匀性等措施,能够有效减少这类缺陷的发生。     

高强IF钢的高速应变行为

利用拉伸实验装置研究了高强IF钢在高应变速率下的变形特性。结果表明：高强IF钢是应变速率敏感性材料,在应变速率10-4～103/s的范围内,应变速率对高强IF钢的应变硬化率与屈服强度的影响具有2阶段性。在第一阶段,应变速率较低,应变硬化率与屈服强度对应变速率的敏感性较小;在第二阶段,应变速率较高,随应变速率的增加,应变硬化率迅速降低,屈服强度迅速增加。     

冷轧压下量对IF钢板的纤维织构演变影响的定量研究

通过对不同冷轧压下量的冷轧和退火IF钢板的纤维织构的定量研究,得出了其织构演变主要在{111}//ND、<110>//RD、{100}//ND、<112>//RD组分之间;退火时<110>//RD组分一部分转化为{111}//ND,一部分转化为<112>//RD.冷轧压下量达到90%,不能得到好的γ纤维织构分布形态.