高拉速小方坯铸坯中夹杂物分析

通过硫印检验、金相试验、大样电解试验和电子探针分析等手段 ,对济钢第一炼钢厂全弧形方坯连铸机高效化改造后生产的 12 0 mm× 12 0 mm 2 0 Mn Si铸坯中的夹杂物进行研究 ,找出了拉速对夹杂物数量和分布的影响规律。生产中应采取相应措施 ,提高铸坯质量     

高拉速小方坯铸坯中夹杂物行为

对济钢一炼钢厂全弧形方坯连铸机高效化改造后生产的 12 0 mm× 12 0 mm 2 0 Mn Si铸坯中的夹杂物进行了试验研究 ,探讨了高拉速对铸坯中夹杂物数量和分布的影响     

连铸板坯中夹杂物的行为研究

结合济钢实际生产，通过在炼钢和连铸过程的各个阶段加入不同的示踪 剂及基成分含量变化情况，系统分析与深入研究了连铸坯中夹杂物的来源、大小和分布规律。     

超低碳钢连铸头坯夹杂物研究

对某厂BOF-RH-CC生产的超低碳钢头坯夹杂物变化规律进行研究,结果表明:头坯中T[O]和氮含量均随着浇铸长度的增加呈明显的下降趋势;头坯中显微夹杂物数量和大型夹杂物数量随着浇铸长度的增加大体都呈减少趋势;头坯中显微夹杂物主要为:Al2O3、TiN和A12O3-TiN复合夹杂物;大型夹杂物的来源主要为:TiN、SiO2、Al2O3、含K的铝硅酸盐和Na的钙铝硅酸盐复合夹杂物;与正常坯相比较,头坯夹杂物数量在浇铸长度为3.5m以后与正常坯水平相一致.     

攀钢连铸板坯非金属夹杂物现状调查

根据对攀钢连铸板坯中非金属夹杂物现状的调查，了解了０９ＣｕＰＲｅ－Ｂ钢连铸坯中夹杂物的状况及在生产过程中的变化情况，得到的结果可作为攀钢生产洁净钢的依据。     

CSP 流程低碳铝镇静钢铸坯碳覆夹杂物析出行为

在使用 CSP 工艺生产低碳或超低碳钢时,在铸坯中,特别是铸坯宽面的中心经常观察到相当数量的微米级碳覆夹杂物.通过对 CSP 流程不同的钢种铸坯取样,研究了这类夹杂物的结构特点和析出机制.指出碳覆夹杂物呈双层结构,外面包裹一层富碳层、中心为钙铝酸盐或含 CaO 的复合夹杂物.热力学计算结果显示这层富碳物质并非 CaC2.通过对比球墨铸铁中球状石墨的形成条件,指出 CSP 铸坯中存在冷却速度快、S 元素含量低、加钙处理后促球化元素 Ca、Mg 含量相对较高,有大量夹杂物作为形核核心等促进碳覆夹杂物析出的有利条件.C 为易偏析元素,在低碳或超低碳钢铸坯凝固过程中液芯中 C 含量的升高,能够析出球状的碳覆夹杂物.并指出由于碳覆夹杂物的析出,中心钢基体 C 含量降低,碳覆夹杂物析出能够减轻铸坯凝固过程中 C元素的偏析程度.     

低碳铝镇静钢夹杂物控制技术研究

镀锡用产品采用铝镇静钢生产，要求钢质洁净。低碳铝镇静钢钢中主要夹杂物为三氧化二铝，通过对低碳铝镇静钢夹杂物控制理论的研究，并在梅钢进行工艺实践，检测数据分析表明，梅钢镀锡产品钢中夹杂物控制水平达到了宝钢同类产品先进水平。     

低碳铝镇静钢铸坯皮下钩状坯壳

 低碳铝镇静钢铸坯皮下有明显的钩状坯壳,钩状坯壳很容易捕获夹杂物和气泡,使得簇群状氧化铝夹杂和气泡+氧化铝在铸坯的近表层聚集。对低碳铝镇静钢铸坯的宽面、窄面以及角部综合取样,研究分析了铸坯不同位置处钩状坯壳的特征与变化规律。结果显示,在铸坯宽面,中心处钩状坯壳较深;在铸坯窄面,越靠近角部,钩状坯壳越深;在铸坯角部,钩状坯壳呈现三维形貌。此外,提出了钩状坯壳对夹杂物和气泡的捕获机理,认为连铸过程中的Marangoni力对夹杂物和气泡的捕获起着至关重要的作用。此机理很好地解释了钩状坯壳更易捕获大尺寸夹杂物和气泡的原因;根据该机理,提出了减小钩状坯壳捕获大尺寸夹杂物的相关措施。     

连铸板坯夹杂分析

对板坯夹杂在板坯中的部位、夹杂成分以及板坯夹杂的来源和形成进行了详细的研究，并采取相应的改进措施，由夹杂物引起的废品率大大的减少了。     

控制连铸坯夹杂物技术工艺的发展

本文阐述了对连铸坯夹杂物的的控制，由减少夹杂物含量→控制夹杂物大小、形态和分布→夹杂物的变性处理，并着重指出对氧化物、硫化物的变性处理，可有效地控制夹杂物的形态和分布。     

超低碳铝镇静钢方坯连铸工艺

为了对超低碳铝镇静钢的生产工艺进行优化研究,结合某钢铁厂的现有工艺装备和条件,经过大量试验研究,确立了转炉-LF-RH-连铸机的工艺路线,并实施转炉初炼钢水质量控制、钢包顶渣改制及成分控制、RH工艺优化及钙处理等工艺优化措施.工艺流程优化后,控制转炉初炼钢水出钢氧的质量分数为0.04%~0.08%,终点碳0.03%~0.05%%,钢包顶渣改制后FeO+MnO<3%,钙处理钢中Ca的质量分数达到0.002%~0.003%,解决了方坯连铸中包水口絮流的技术难题,实现了超低碳铝镇静钢方坯顺利浇铸,连浇炉数达到8炉以上,达到了成品碳含量[C]<50×10^-6,全氧含量≤ 30×10^-6的较好质量水平.     

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。     

低碳钢薄板坯高速连铸保护渣研究与优化

 针对低碳钢薄板坯高速连铸过程中保护渣液渣层过薄、黏结报警频发、铸坯表面纵裂纹过多等问题,在充分考虑高拉速下低碳钢凝固收缩特性的基础上,确定了保护渣润滑与传热性能的优化方向并开展了工业试验。将保护渣碱度从1.10提高到1.30,Li₂O质量分数从0.57%提高到1.06%,Na₂O质量分数从5.48%提高到8.16%,碳质量分数由7.71%降低到6.72%。对2种保护渣的流变性能和渣膜3层结构进行了深入研究,发现优化后保护渣渣膜中的液渣层比例增加,渣膜润滑系数α增大;同时,渣膜中的结晶层比例也有一定程度的提高,渣膜热阻系数β增大,从而使保护渣的润滑性能和控制传热能力均得到改善。从矿相分析结果看出,保护渣碱度的提高在一定程度上会促进硅灰石的析出,导致渣膜结晶率提高、热阻增大,进而起到控制传热的目的。生产实践表明,在拉速提高后,使用新型保护渣基本避免了黏结和裂纹的产生,生产效率和铸坯质量均得到显著提高。     

低碳钢连铸板坯表层凝固钩的特征

对不同浇铸条件下的低碳钢连铸板坯进行了凝固钩（Hook）的特征研究,根据凝固钩的形貌概括了凝固钩的不同类型,统计了凝固钩周围气泡和夹杂物的分布,讨论了不同浇铸参数对铸坯凝固钩深度的影响,并通过Bikerman方程和弯月面凝固理论对凝固钩的不同特征进行了解释.结果表明：按形貌可将凝固钩分为完整叶状、双凝固钩、弯曲截断型和二次凝固型四种类型,其中二次凝固型的凝固钩出现的概率最高为46.8%,而完整叶状、弯曲截断型和二次凝固型的凝固钩出现概率分别为25.3%、7.6%和6.3%;研究发现,凝固钩周围的夹杂物数量明显多于其他区域的夹杂物数量,说明凝固钩能够捕获结晶器内上浮的夹杂物;对比不同浇铸参数发现,采用结晶器电磁制动装置（FC-Mold）、减小结晶器水口浸入深度、增大浇铸拉速均能够减小凝固钩的深度;Bikerman方程的计算结果和弯月面凝固理论能在机理上解释凝固钩的形貌特征.     

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.     

管线钢连铸板坯的半宏观偏析和凝固组织

研究了不同凝固组织下管线钢的中心偏析情况.低倍组织腐蚀结果表明,连铸板坯的中心偏析由相对独立的、大小不一的半宏观偏析点组成,且不同凝固组织的半宏观偏析特征有所差别.化学成分分析表明,中心等轴晶时板坯中心为负偏析,且贯穿于整个等轴晶区中,而中心为柱状晶时则表现为正偏析.通过对比化学成分和半宏观偏析面积比发现,板坯的半宏观偏析面积比随C和Mn最大偏析度的增加而增加,由于化学成分分析只能反应局部位置的偏析情况,因此半宏观偏析面积比的方法对生产实践更具有指导意义.对不同过热度下不同凝固组织的半宏观偏析面积比的统计结果显示,在合理使用轻压下技术的前提下,中心为柱状晶更有利于减轻半宏观偏析面积比,进而改善管线钢连铸板坯的中心偏析.     

低碳钢板坯连铸用无氟保护渣生成区域的研究

为了研究性能稳定的低碳钢板坯连铸用无氟保护渣,在测试传统的板坯连铸用高氟保护渣(F^- ≥ 3%)性能的基础上,采用单纯形法,设计了CaO-SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃-MgO-Li₂O-TiO₂-Na₂O-MnO-B₂O₃渣系中满足保护渣组成条件的基本实验点.通过逐步固定各组分含量,将多维空间的渣系组成转化为二维平面网格.测试无氟渣样的熔点、黏度、转折温度、玻璃体比例及转折温度时的黏度,并作性能与组成关系的等值线图.通过比较高氟保护渣和无氟渣样性能,确定了碱度、熔点、黏度、转折温度较低,且凝固后呈玻璃体的低碳钢板坯连铸用无氟保护渣的三个生成区域,其中之一的典型成分的质量分数范围是:CaO 31.2%,SiO₂ 36.8%,Al₂O₃ 3%,Fe₂O₃ 1%,MgO 2%,Li₂O 2%,TiO₂ 6%,Na₂O 7%~12%,MnO 3%~8%,B₂O₃ 0~3%.     

低碳高锰钢大方坯表面裂纹原因分析

通过电炉→LF→VD流程冶炼的低碳高锰钢浇注成300mm×360mm大方坯后,在铸坯表面发现裂纹.利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪对铸坯表面裂纹进行分析,发现裂纹的产生与钢的化学成分、钢中夹杂物、钢水温度、保护渣和析出物等因素有关.在实际生产中可以从钢水窄成分控制,提高钢水洁净度,合理控制钢水温度,采用结晶器专用保护渣等方面来提高连铸坯表面质量.     

常规低碳钢板坯的高速连铸工艺技术

 高速连铸具有显著减少建设投资、大幅提高产量和降低物料消耗等优势。但欧、美及国内多数钢厂均使用中低拉速连铸常规厚度板坯,主要原因是高速连铸拉漏风险增加与卷渣导致的表面质量恶化。为解决上述问题,以日本JFE为代表的钢企开发了一系列关键技术,JFE福山No.5 铸机连铸厚度220 mm低碳钢板坯最大拉速达到3.0 m/min。阐述了国内外常规板坯铸机的高速连铸发展历程。基于JFE福山No.5 CCM和首钢京唐No.3 CCM低碳钢高速连铸实践,综述了高速连铸的3项关键技术,分别是强冷却能力结晶器技术、高速连铸结晶器卷渣控制技术和电磁冶金技术,为生产冷轧薄板钢种为主的钢厂提高铸机拉速提供参考。     

脱氧工艺对低碳铝镇静钢洁净度的影响

 以KR→BOF→RH→CC流程生产的低碳铝镇静钢,在转炉流程后采用2种不同脱氧工艺：出钢添加部分铝预脱氧,RH真空循环利用钢中碳脱氧,后加铝强脱氧（工艺Ⅰ）;出钢加铝强脱氧,RH真空循环处理（工艺Ⅱ）。对两种脱氧工艺出钢后的顶渣改质效果进行对比分析,结合全氧分析,利用ASPEX扫描电镜对两种工艺下RH真空处理过程的夹杂物和铸坯内外弧表层夹杂物的形貌、成分、数量和尺寸进行系统研究。结果表明,工艺Ⅱ的顶渣改质效果优于工艺Ⅰ;经过RH真空处理,两种工艺均可以明显地去除20 μm以上的夹杂物;在RH精炼阶段、铸坯及热轧板表层的夹杂物尺寸、数量密度以及总氧控制方面,工艺Ⅱ优于工艺Ⅰ。