不同浇铸阶段IF钢连铸板坯洁净度

对采用转炉-RH精炼-连铸工艺生产的IF钢连铸板坯在不同浇铸阶段(开浇、正常、两炉交接及浇铸末期)的铸坯洁净度进行了较为细致地研究和对比分析.由于浇铸初期存在二次氧化及较大程度地增碳,开浇坯[C],[O]τ,[N]含量远高于其他时间段的铸坯,并存在较大尺寸的簇群状Al2O3夹杂.正常坯夹杂主要为尺寸较小(≤30μm)的块状及少量簇群状Al2O3夹杂(≤40μm),交接坯及尾坯仍以较小尺寸的块状Al2O3夹杂为主,但存在极少量大于l00μm的复合夹杂.     

IF钢生产过程非金属夹杂物的演变行为

在DS-LD-RH-CC工艺IF钢工业生产过程系统取样和全氧含量、氮含量、非金属夹杂物形貌和化学成分检测的基础上,结合热力学分析,研究了非金属夹杂物含量、形貌与成分的演变过程.结果表明,冶炼过程钢中全氧含量逐渐降低,但需控制钢包渣氧化性以进一步降低铸坯中全氧含量;在浇铸过程中发生明显的增氮现象,应进一步加强保护浇铸,控制浇铸过程钢水增氮;在RH精炼过程中,脱氧后主要生成团簇状单一Al2O3夹杂物,Ti合金化后生成球形Al-Ti-O和内外分层的Al-Ti-Ca-Mg-O复合夹杂物;在钢水凝固过程中,生成了内层为Ti-Al-Mn-O-S、外层为TiN和AlN的复合夹杂物.在铸坯中还存在由结晶器卷渣导致的含有K,Na成分的Ti-Al-Ca-Si-Mn-O大型复合夹杂物.     

不同浇铸阶段高强钢铸坯洁净度研究

采用氧氮分析、金相法、大样电解法、扫描电镜和能谱分析等方法,对不同浇铸阶段高强钢铸坯(头坯、正常坯、尾坯)的洁净度进行研究。结果表明,与正常坯相比较,头坯和尾坯中T[O]含量均有不同程度的提高;头坯中氮含量大幅升高,而尾坯中氮含量变化很小;头坯、尾坯的显微夹杂物均有所增加,显微夹杂物主要为TiN、Al2O3-TiN和球状钙铝酸盐类复合夹杂物;头坯中大型夹杂物最多(8.77mg/10kg),尾坯次之(5.71mg/10kg),正常坯中最少(1.75mg/10kg),大型夹杂物主要为TiN、SiO2、Al2O3-SiO2和Al2O3-SiO2-CaO,另外还有少量的MgO-CaO夹杂物和含有TiO2的复合夹杂物,这些夹杂物主要来源于结晶器卷渣。     

IF 钢铸坯厚度方向洁净度演变

采用夹杂物原貌分析、扫描电镜和能谱分析、氧氮分析等手段系统分析了 IF 钢铸坯全厚度方向的洁净度变化及夹杂物分布规律.铸坯厚度方向全氧(T. O)和 N 质量分数平均值均为17×10-6.内、外弧表层1/16内 T. O、N 均高于平均值5%~10%,存在夹杂物聚集带;内弧1/4至外弧1/4区域 T. O、N 水平低于平均值5%~10%;表层1/16至1/4区域接近平均水平.共统计夹杂物963个,夹杂物平均粒径5.7μm,<5μm 占60%, < 10μm 占90%;Al2 O3夹杂主要存在表层5 mm 内,尺寸在2~10μm;TiN- Al2 O3和 TiN 粒子主要在距离表层5 ~ 80 mm,尺寸随深度增加而增大;TiN- TiS 和 TiS 夹杂主要在距离表面80~130 mm,尺寸1~5μm.从铸坯表层到中心主要夹杂物的分布依次是 Al2 O3、Al2 O3- TiN、TiN、TiN- TiS、TiS 和 MnS.     

连铸中间包钢液中凝聚态氧化铝夹杂物运动行为的数值模拟

在Euler-Lagrange框架下,基于应用分形理论对凝聚态Al2O3夹杂物形貌结构进行定量分析的基础上,数值模拟研究了连铸中间包钢液中不同形貌凝聚态Al2O3夹杂物的运动行为.研究发现中间包钢液流场和夹杂物形貌尺寸共同影响夹杂物在钢液中的运动行为.随着尺寸的变大,簇群状和致密球形两种形貌Al2O3夹杂物上浮去除率都逐渐增加.在相同尺寸下,簇群状Al2O3夹杂物上浮去除率比致密球形Al2O3夹杂物低;随着尺寸的增加,簇群状Al2O3夹杂物上浮去除率相比于同尺寸致密球形Al2O3夹杂物降低得就越多.计算结果显示,与同尺寸的致密球形Al2O3夹杂物相比,直径为20、40、60和80μm的簇群状Al2O3夹杂物上浮去除率分别降低了4.8%、5.7%、6.4%和12.5%.     

SPHC铸坯中大型夹杂物行为

探讨了BOF—LF—CC流程生产的SPHC连铸坯中大型夹杂物的类型、数量、尺寸及分布,并通过示踪剂追踪分析了钢中夹杂物的来源。结果表明：铸坯中大型夹杂物主要的三类复合夹杂物为Al2O3-CaO-MgO-MnS类、CaO-Al2O3类和MgO-CaS类,含量分别为56%、26.8%和17.2%,此外,含Al2O3大型夹杂物约占总数的82.8%。头坯中大型夹杂平均含量为245.8mg/10kg,稳态浇注下为85.75mg/10kg,换包过程中铸坯中大型夹杂物的平均含量为120.25mg/10kg,在非稳态浇注下,铸坯中非金属夹杂物含量较高。铸坯中大部分夹杂物来源并不单一,由脱氧产物与中间包覆盖剂、中间包打结料及结晶器保护渣集聚络合形成。     

BOF-LF-CC工艺生产50 CrVA弹簧钢洁净度研究

通过对国内某钢厂BOF-LF-CC工艺生产50CrVA弹簧钢进行全流程连续取样,综合分析了冶炼过程中总氧( T. O.)、N含量变化,非金属夹杂物的衍变规律,以及铸坯中大型夹杂物的特征.结果表明,LF精炼前T. O.和N的平均含量分别为106×10-6和13×10-6,铸坯中分别为15×10-6和39×10-6,LF过程脱氧效果明显;运输和浇注过程存在较明显的二次氧化现象,需要加强大包到中间包的保护浇注;铸坯中夹杂物主要为CaO-Al2 O3-MgO和CaO-Al2 O3-SiO2复合氧化物夹杂,其中Al2 O3含量(质量分数)较高,达到60%~70%,未得到低熔点夹杂物,可通过适当提高精炼渣碱度,或喂入适量钙线促使夹杂物充分转变为成分更加均匀的低熔点夹杂物;大型夹杂物以CaO和CaO-Al2 O3-SiO2-( MgO)球状氧化物为主,还存在一定比例的纯Al2 O3夹杂物,需要延长钢包弱搅拌时间使夹杂物充分上浮.     

IF钢连铸坯表层夹杂物

针对国内某厂以BOF--RH--CC流程生产的IF钢连铸坯,采用氧氮化学分析、光学显微镜分析、扫描电镜分析、能谱分析和金属原位统计分布分析等多种分析方法,综合分析了夹杂物的尺寸、数量、分布以及成分等.结果表明,非稳态浇铸下铸坯二次氧化严重,大型夹杂物增多;铸坯宽度1/4位置表层夹杂物数量高于边部和中部;随着距内弧表面距离的增加,Al系夹杂物平均粒度越来越小,大于10μm的夹杂物比例也越来越小;铸坯表层夹杂物含量和粒度明显高于铸坯内部,其中距内弧6 mm处夹杂物总数最多.     

渣洗对45^#钢中夹杂物的影响

为了生产出低成本高质量的钢种,对唐钢公司采用转炉出钢渣洗工艺生产的45#钢进行了研究。结果表明：渣洗工艺能够很好的对Al2O3夹杂进行变性处理。渣洗前后、中间包及铸坯中显微夹杂物含量分别为15.308个/mm^2、8.705个/mm^2、6.563个/mm^2、4.373个/mm^2,夹杂物去除效果好;非稳态铸坯中大型夹杂物含量为100.34mg/10kg,是稳态浇铸时夹杂物含量的2.37倍;经能谱分析知非稳态铸坯大型夹杂物中含K、Na结晶器示踪元素的夹杂物占到总量的72%,表明非稳态浇铸对钢液洁净度有很大影响,浇铸过程中应注意结晶器液面波动等非稳态因素对铸坯质量的影响。     

提高高铝钢可浇性工艺技术研究

为了提高高铝钢可浇性,在转炉出钢及LF精炼过程对钢包渣进行改质处理,连铸采用专用高铝钢保护渣,中间包采用塞棒吹氩+密封圈等水口防堵工艺。工艺试验结果表明,夹杂物组成可控制在12CaO·7Al2O3、3CaO·Al2O3低熔点组成区域,浇铸时长为4.5~6h时,液面状况正常,无结团,渣条较少且无硬渣条,铸坯表面质量优良,连续浇铸炉数不低于6炉。     

渣洗对45#钢中夹杂物的影响

为了生产出低成本高质量的钢种,对唐钢公司采用转炉出钢渣洗工艺生产的45#钢进行了研究.结果表明:渣洗工艺能够很好的对A12O3夹杂进行变性处理.渣洗前后、中间包及铸坯中显微夹杂物含量分别为15.308个/mm2、8.705个/mm2、6.563个/mm2、4.373个/mm2,夹杂物去除效果好；非稳态铸坯中大型夹杂物含量为100.34mg/10kg,是稳态浇铸时夹杂物含量的2.37倍；经能谱分析知非稳态铸坯大型夹杂物中含K、Na结晶器示踪元素的夹杂物占到总量的72％,表明非稳态浇铸对钢液洁净度有很大影响,浇铸过程中应注意结晶器液面波动等非稳态因素对铸坯质量的影响.     

津西钢铁公司H型钢大型夹杂物特性

津西钢铁公司半敞开方式浇铸的H型钢,腹板裂纹缺陷中近1/3是由夹杂物含量高引起的.研究表明:H型钢中主要有硅铝酸盐夹杂、硅钙酸盐夹杂、SiO2夹杂、CaO夹杂等.在稳态浇注条件下,铸坯中大型夹杂物质量含量为78.75mg/10kg;非稳态浇铸下的铸坯内大型非金属夹杂物的平均含量为130.09 mg/10kg,铸坯中非金属夹杂物含量较高,对进一步提高产品质量有一定限制.非稳态浇注对铸坯质量影响很大,提高操作水平、保持换包时中间包液面和结晶器液面稳定、减少卷渣及吸氧,有利于进一步减少非稳态浇注时铸坯内非金属夹杂物含量,稳定产品质量.含两种以上示踪元素的非金属夹杂物占铸坯测试数的83.3%,说明大部分非金属夹杂物来源并不单一.     

无取向硅钢夹杂物来源研究

为判断铸坯中夹杂物的主要来源,在无取向硅钢生产过程中,向钢包、中包覆盖剂及中包表面耐材中分别加入基体重量的10% BaCO3,10% SrCO3,10% La2 O3(质量分数)作为示踪剂,并在相关工序取钢样或渣样,利用扫描电镜和显微镜观察分析夹杂物的形貌和成分。研究表明,无取向硅钢中大型夹杂物主要为SiO2、Al2 O3以及硅铝酸盐,夹杂物的主要来源是保护渣卷入和二次氧化。     

IF钢生产过程非金属夹杂物行为研究

对首钢京唐生产IF钢的同一浇次前2炉的RH精炼、镇静和中间包浇铸过程进行了系统取样,并利用Aspex自动扫描电子显微镜分析统计了钢中夹杂物的成分、尺寸等信息.研究发现,Al2O3-TixO复合夹杂物在Ti合金化和二次氧化的情况下都会生成,并随着精炼的进行逐渐转变为Al2O3,这与热力学计算的结果一致;而Al2O3可以作为Al2O3-TixO的形核核心,形成Al2O3-TixO包裹Al2O3的夹杂物,并且在Al2O3-TixO转变为Al2O3的过程中会导致钢滴进入夹杂物内部,从而形成Al2O3包裹钢滴的夹杂物.     

超低氧车轮钢精炼过程非金属夹杂物的转变

研究了采用LD-LF-VD-CC工艺流程生产超低氧高速车轮钢时,精炼过程中夹杂物的生成与变化.实验在出钢时加入足够的Al进行终脱氧,LF精炼过程采用强脱氧、高碱度和强还原性精炼渣工艺,能使最终铸坯w(T.O)达到7×10-6,获得高洁净度的铸坯;而且在LF精炼过程中,夹杂物完成了Al2O3→MgO·Al2O3→CaO-MgO-Al2O3类复合夹杂物的转变,得到在炼钢温度下呈液态的复合氧化物夹杂,这些液态夹杂物通过碰撞、长大和上浮去除,残留于钢中的氧化物夹杂以较低熔点的CaO-MgO-Al2O3类复合夹杂形态存在,它们在热加工过程中可以发生稍许变形,能有效改善车轮钢的疲劳性能.     

低碳钢头坯洁净度研究

采用氧氮分析、金相分析、大样电解分析、扫描电镜及能谱分析等,研究LD—Ar站—CC生产的低碳钢头坯不同浇铸长度处的洁净度变化规律,并与正常坯洁净度水平进行对比分析。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来源于脱氧产物和二次氧化,大型夹杂物来源于二次氧化、结晶器卷渣、中间包卷渣和钢包引流砂;与正常坯洁净度相比较,头坯洁净度在浇铸长度大于3m以后与正常坯水平相一致。     

连铸生产焊接气瓶钢中夹杂物

对转炉－ＲＨ真空处理－连铸生产焊接气瓶钢各个工艺阶段钢中非金属夹杂物的形貌、尺寸,组成及来源等进行了系统的研究,结果发现钢包渣与钢液作用而生成的夹杂物在烧注过程中可以从钢液中上浮去除,尺寸小于４０μｍ的角状和蔟群状的Ａｌ２Ｏ３夹杂物则难以完全从钢液中排出而滞留在钢中,从而构成铸坯中非金属夹杂物的主要来源,铸坯中Ｔ「Ｏ」（１４－１６）ｘ１０＾－６之间,非金属夹杂物含量为０．０９－０．１５ｍｇ／ｋｇ,表明所生产的铸坯具有较高的洁净度。     

津西钢铁公司H型钢大型夹杂物特性

津西钢铁公司半敞开方式浇铸的H型钢,腹板裂纹缺陷中近1/3是由夹杂物含量高引起的。研究表明:H型钢中主要有硅铝酸盐夹杂、硅钙酸盐夹杂、SiO2夹杂、CaO夹杂等。在稳态浇注条件下,铸坯中大型夹杂物质量含量为78.75mg/10kg;非稳态浇铸下的铸坯内大型非金属夹杂物的平均含量为130.09 mg/10kg,铸坯中非金属夹杂物含量较高,对进一步提高产品质量有一定限制。非稳态浇注对铸坯质量影响很大,提高操作水平、保持换包时中间包液面和结晶器液面稳定、减少卷渣及吸氧,有利于进一步减少非稳态浇注时铸坯内非金属夹杂物含量,稳定产品质量。含两种以上示踪元素的非金属夹杂物占铸坯测试数的83.3%,说明大部分非金属夹杂物来源并不单一。     

304奥氏体不锈钢夹杂物的冶金行为

根据热力学计算,结合生产过程实际,研究了Si脱氧条件下304奥氏体不锈钢在LF精炼、连铸过程夹杂物的变化规律.结果表明,钢水中主要形成CaO-Al2O3-SiO2类复合夹杂物,钢水中Al含量随Si含量的降低逐渐减小.当精炼渣碱度R=1.5时,随精炼、连铸过程的进行,复合夹杂物中Al2O3含量逐渐减少,CaO,SiO2含量逐渐增加.终点铸坯夹杂物成分为30%～35%CaO,20%～27%Al2O3,25%～30%SiO2,其他成分含量较少.终点铸坯夹杂物略显碱性,变形能力稍弱.     

SPHD钢可浇性的工业试验

针对某厂应用LD--RH--CC工艺生产SPHD低碳低硅铝镇静钢过程中,水口结瘤严重、连浇炉数较低的问题,通过现场试验研究了萤石的加入对钢中夹杂物及钢水连浇性的影响.试验结果表明:水口结瘤物的主要成分是Al2O3--CaO--MgO,其中Al2O3质量分数在70%以上.通过向RH炉真空室内加入一定量的块状萤石,可将出站精炼渣中钙铝质量分数比wCaO/wAl2O3控制在2左右,铸坯中Al2 O3夹杂物含量有所减少并且粒径变小,钙铝酸盐夹杂物比例有所提高,连浇炉数可达到3炉以上.