低碳铝镇静钢精炼渣理化性能研究及动态调控

为提升低碳铝镇静钢水的可浇性,基于低碳铝镇静钢精炼渣的热力学计算,研究典型组分CaO/Al2O3(C/A)、SiO_(2)、FeO对精炼渣液相线温度、1650℃黏度和表面张力的影响规律,结合精炼渣理化性能(熔点和黏度-温度曲线)测试结果,建立吹氩直上精炼渣动态调控模型,并投入生产实践应用。结果表明:随着C/A增加,精炼渣熔点在渣中SiO_(2)质量分数为5%时单调升高,在渣中SiO_(2)质量分数为10%时先降后升,另随C/A的增加精炼渣黏度及黏度-温度曲线的转折温度升高;精炼渣组分范围为C/A 0.75~1.50、SiO_(2)质量分数0~10%、FeO质量分数2%~6%时,可获得较低的液相线温度、较高的黏度和表面张力。生产实践中应用建立的模型可实现造渣物料的动态加入,精炼渣理化性能的稳定性得到显著提升,精炼渣的C/A和全铁(TFe)质量分数标准差明显降低;液相线温度、1650℃时的黏度和表面张力平均值分别降低6.9℃、增加0.0206 Pa·s和0.0109 N/m;全氧(TO)质量分数均值由2.78×10(-3)%下降为2.25×10(-3)%,改进了19.1%,钢水的可浇性得到显著改善。

低碳铝镇静钢汽车板磷化性能及改善对策研究

为解决低碳铝镇静钢汽车板在磷化工艺下限条件下磷化膜结晶粗大及覆盖率不足问题,采用扫描电镜(SEM)、表面轮廓仪、辉光光谱仪(GDS)及透射电镜(TEM)研究了低碳铝镇静钢汽车板磷化性能关键影响因素,并提出了改善对策。结果表明:当磷化工艺处于下限条件即促进剂浓度、总酸浓度较小,而游离酸浓度较大时,钢板与磷化液界面磷酸盐不易饱和,磷化形核难度加大,导致磷化结晶粗大及覆盖率不足等问题。但当钢板表面存在均匀分布且数量较多的小尺寸氧化物颗粒时,氧化物与铁基体能够形成大量原电池,提升局部磷化酸蚀及沉积反应速度,进而改善磷化性能。通过对低碳铝镇静钢碳含量及退火快冷段、过时效段温度进行控制,成功在钢板表面析出尺寸较小且均分分布的碳化物。由于碳化物与铁基体之间存在电位差,同样增加了钢板表面原电池数量,促进了磷化形核,所获得的磷化膜晶粒尺寸在5μm以下,覆盖率为100%。

转炉-氩站-连铸流程低碳铝镇静钢夹杂物控制

对“转炉-吹氩站-连铸”工艺流程生产的低碳铝镇静钢工艺各环节取样,并对渣、钢成分进行分析,采用自动扫描电子显微镜研究了钢中夹杂物的大小、密度及成分,以期寻求相应对策来控制钢中氧含量及夹杂物数量。结果表明:转炉吹炼末期控制氧流量26 000 m~3·h^(-1),可把钢中氧由0.071 4%降低至0.057 2%,转炉渣中(FeO+MnO)%由15.71%降至14.09%,减轻转炉吹炼末期钢液过氧化。吹氩氩气流量提升至600 L/min后,氩站工序钢液中夹杂物去除率达62.7%。通过协同控制转炉出钢时下渣量至50 mm,采取保护浇铸等手段,SPHC低碳铝镇静钢中氧和氮分别降低至0.001 11%和0.002 15%,≥2.0级和≥1.0级的夹杂物比例分别由9.2%和20.0%降低至6.9%和16.2%。

强制冷却工艺对低碳铝镇静钢组织和性能的影响

采用强制冷却工艺可以加快热卷流转,提高生产效率。通过分析低碳铝镇静钢热轧态显微组织及力学性能,对比研究了不同冷却工艺对钢的组织及通卷性能的影响。结果表明,与自然冷却相比,强制冷却工艺的晶粒度相对均匀,两者的析出物都很少;强制冷却工艺的强度有一定提升,(550±30)℃入水工艺的屈服强度比自然冷却工艺平均高30 MPa左右。同时,通卷的性能均匀性也有效改善,选用入水温度为(400±30)℃的水冷工艺能保证合适的强度且通卷性能差异控制在20 MPa以内。

CSP低碳铝镇静钢水可浇性控制

通过钢液-夹杂物的热力学基本理论，利用活度相互作用系数和Bjorkvall方法分别计算了CSP流程低碳铝镇静钢中钢和夹杂物的成分，详尽地分析了CaO-Al_2O_3二元系中中间相3CaO·Al_20_3，CaO·Al_2O_3，液态12CaO·7Al_2O_3和CaS夹杂的热力学性质，同时分析了钙处理过程中生成液态铝酸钙夹杂物，避免CaS夹杂析出的条件．模型的结果与工厂试验结果相符合．

转炉-CAS-连铸工艺生产低碳铝镇静钢中非金属夹杂物的研究

采用添加示踪剂方法研究了转炉— CAS精炼—连铸工艺生产的低碳铝镇静钢中的非金属夹杂物 ,发现出钢或 CAS精炼过程钢包炉渣与钢液作用生成的夹杂物 ,其中尺寸在 30 μm以下的夹杂物很难从钢液中完全上浮排除。铸坯中主要的非金属夹杂物为来源于钢包炉渣与钢液作用生成的球形夹杂物、块状 Al2 O3夹杂物和簇群状 Al2 O3夹杂物。连铸坯 T[O]在 ( 1 4～ 1 7)× 1 0 - 6之间 ,非金属夹杂物含量在 2 .3mg/ 1 0 kg左右 ,表明该工艺可以生产较高洁净度的低碳铝镇静钢铸坯。

终轧温度和卷取温度对低碳铝镇静钢性能的影响

通过现场试验和实验室检验，研究了终轧温度和卷取温度对低碳铝镇静钢性能的影响。结果表明，热轧过程中终轧温度偏低，导致低碳铝镇静钢热轧商品卷延伸率偏低，延伸率与卷取温度关系不大，但冷轧成品的性能与终轧温度和卷取温度却密切相关。

转炉—ANS—连铸工艺生产低碳铝镇静钢洁净度研究

采用转炉— ANS精炼—连铸工艺生产低碳铝镇静钢 ,ANS处理后钢液 T[O ]含量在 (35～ 5 6 )×10 - 6 之间 ,铸坯 T[O]含量在 2 5× 10 - 6 左右。钢液氮含量与转炉出钢过程预脱氧加铝量有关 ,在钢液氮含量非常低的情况下 ,ANS处理后钢液仅增氮 3× 10 - 6 。铸坯中主要的非金属夹杂物为微小的块状 Al2 O3夹杂物和少量较小尺寸的簇群状 Al2 O3夹杂物 ,铸坯中尺寸大于 5 0 μm的大型非金属夹杂物含量低于 1m g/ (10 kg)

冷轧压下率对低碳铝镇静钢冷轧板深冲性能的影响

采用攀钢热轧板厂生产的低碳铝镇静钢热轧卷 ,在实验室进行了不同压下率对冷轧钢板深冲性能的影响试验。结果表明 ,冷轧压下率对常规力学性能和n值无明显影响 ,而对r值影响显著。对于含碳量 0 0 59%的低碳铝镇静钢 ,获得最大 r值的冷轧压下率为 73% ,而Δr值随冷轧压下率的提高单调减小。

薄板坯连铸连轧低碳铝镇静钢中酸溶铝的作用研究

对薄板坯连铸连轧低碳铝镇静钢中酸溶铝的作用进行了研究。研究结果显示，对于薄板坯连铸连轧流程生产的低碳铝镇静钢，当钢中酸溶铝的质量分数在0．005％～0．043％时，酸溶铝对热轧板材的晶粒度及力学性能没有明显影响，但是对热轧板材再加热时的晶粒长大却有明显影响，随钢中酸溶铝含量的增加，钢的晶粒粗化温度不断提高。因此对于那些不需要强调焊接性能的普通热轧钢板，w（Als）可以控制在0．01％左右；对于那些需要强调焊接性能和某些特殊性能的钢板将w（Als）控制在0．02％～0．04％比较合适。

低碳铝镇静钢洁净度及非金属夹杂物的研究

采用全氧分析、金相观察、扫描电镜（SEM）、电子探针（EDS）、大样电解等手段，对唐钢BOF-LF-FTSC工艺生产低碳铝镇静钢非金属夹杂物行为进行了全面系统的研究，找出了夹杂物的类型、来源、数量及尺寸大小在不同工序的变化规律，提出了改善薄板坯洁净度的建议。试验结果表明，唐钢FTSC工艺薄板坯的ω[N]和ω（T[O]）分别为54×10^-6和（33～37）×10^-6，与传统工艺生产的低碳铝镇静钢连铸坯质量相比还有一定差距。铸坯中夹杂物主要为2类：块状捣鸭类夹杂物和球状钙铝酸盐或CaO-CaS-Al2O3复合夹杂物，夹杂物尺寸不大，绝大多数低于25μm。

转炉-连铸工序生产低碳铝镇静钢中夹杂物的研究

采用添加示踪剂的方法对转炉—CAS—连铸工艺生产低碳铝镇静钢中的夹杂物进行了研究 ,结果表明 :出钢或CAS精炼过程中炉渣与钢液作用生成的夹杂物 ,尺寸在 3 0 μm以下的夹杂物很难从钢液中完全上浮排出。铸坯中的主要夹杂物为来源于钢包渣与钢液作用生成的球状夹杂物、块状Al2 O3 夹杂物。连铸坯中的全氧含量在 ( 3 8～ 5 3 )× 10 -6之间 ,夹杂物的含量在2 .3mg/kg左右 。

低碳铝镇静钢铝锰铁脱氧合金化试验

介绍了攀钢用铝锰铁脱氧合金化生产高级别冷轧薄板用钢的可行性和脱氧合金化生产低碳铝镇静钢的工艺路线。采用铝锰铁脱氧合金化后 ,低碳铝镇静钢的炼成率从现工艺的 85 %提高到 99%以上 ,并且冷轧薄板的表面质量有了大幅度的提高。

低碳铝镇静钢冷轧板中孔洞缺陷特征分析

对生产中常见的低碳铝镇静钢冷轧板孔洞缺陷特征进行了宏观和微观分析。结果表明 :孔洞大致可分为三大类 ,正常拉裂类孔洞主要与基板中的夹杂有关 ;疤块孔洞与坑状孔洞为钢基掉块或异物压入基板形成 ,其它类孔洞形成主要与轧制工艺过程相关。

酸溶铝含量对低碳铝镇静钢组织性能及织构的影响

通过单向拉伸试验机测量两组不同酸溶铝含量低碳铝镇静钢试样的力学性能,利用光学显微镜观察其显微组织,利用电子背散射衍射仪(EBSD)观察其微观织构情况。结果表明,酸溶铝含量为0.1%的实验钢,屈服强度和抗拉强度过高,分别为257和336 MPa,而塑性应变比为0.84,几乎失去了深冲性能,而各取向织构在冶金生产过程中没有明显的密度变化,退火后有利的{111}取向织构密度仍较低;而酸溶铝含量为0.021%的低碳铝镇静钢强度较低,屈服强度和抗拉强度分别为190和282 MPa,塑性应变比为1.19,性能较为优异,且有利织构在退火后明显增加,因此实验钢的适宜酸溶铝质量分数控制在0.021%左右。

二相粒子对低碳铝镇静钢织构演变规律的影响

通过单向拉伸实验检测力学性能,利用透射电镜观察化学成分不同的两种低碳铝镇静钢的析出相粒子,利用X射线衍射仪测量钢中各种织构的含量。经73%的压下率冷轧和700℃×4h退火处理,2#试样比1#试样屈服强度高28MPa,抗拉强度高19MPa,r值低0.24。结果表明:1#试样的{111}织构含量在冷轧、退火过程中都增加,Goss织构含量都减少,{100}织构含量冷轧后增加,退火后又明显减少;2#试样退火过程中析出大量Al2O3粒子抑制AlN粒子的析出,且其作为新的形核质点改变了形核机制,退火后Goss织构和{100}织构含量增加,而{111}织构含量减少,r值降低,不利于深冲性能;细小的Al2O3粒子的析出形成了细晶强化和沉淀强化,试样的屈服强度和抗拉强度都明显升高。

低碳铝镇静钢LF精炼工艺优化

针对武钢条材总厂一炼钢分厂生产低碳铝镇静钢LF精炼工艺存在的脱硫率低、易堵水口等问题,为兼顾脱硫和去除夹杂物,选取了LF精炼终渣。通过采取LF迅速造白渣及控制熔渣成分、温度、节奏、钙处理等优化工艺,提高了铝镇静钢LF脱氧、脱硫率及去夹杂能力。同时加强过程温度控制,更好地发挥LF在生产低碳铝镇静钢精炼过程中的作用。

210 t复吹转炉-CAS精炼-连铸流程生产低碳铝镇静钢的洁净度

洁净低碳铝镇静钢(%:0.05～0.06C、0.04Al)由210 t顶底复吹转炉-CAS精炼-连铸230 mm板坯流程冶炼。通过27～28 min CAS密封吹氩处理,钢液T[O]由CAS前(50～60)×10^(-6)降至(19～24)×10^(-6),中间包钢水T[O]降至(17～20)×10^(-6),铸坯总氧含量为(11～15)×10^(-6)。铸坯中主要为≤3μm的球状、块状Al_2O_3和Al_2O_3-MnS复合夹杂。≥50μm的大型夹杂物最高含量为5.18 mg/10kg。

低碳铝镇静钢板面发黑现象分析

研究了经脱脂后低碳铝镇静钢罩式炉退火后板面的"丝状"发黑现象,并对发黑部位的微观形貌、元素成分、组织结构和产生机理进行了分析和探讨。分析发现"丝状"发黑现象是C在带钢上结晶生长的结果,发黑部位的物质是石墨。

单机架可逆冷轧过程中不同厚度规格低碳铝镇静钢的组织性能

采用铜丝定点标记法,研究了H-C单机架可逆冷轧低碳铝镇静钢过程中的变形规律,通过单向拉伸实验检测不同厚度规格钢板力学性能,利用光学显微镜观察实验钢板冷轧态及退火态的显微组织,并用电子背散射衍射仪(EBSD)测量了两种厚度实验钢板取向织构情况。结果表明,可逆冷轧过程中沿断面高度方向上各处金属质点流动速度相同,没有明显的剪切变形。试样压下率从34%升高到80%时,r值范围为1.13~1.36,n值范围为0.23~0.24。压下率从64%升高到80%时,退火试样再结晶组织中有利的<111>∥ND取向晶粒所占比例增加,对深冲性能有利。