低碳钢热轧时第二相粒子析出行为的研究

使用Gleeble-3500热模拟实验机测定了低碳钢的相转变温度和第二相粒子析出最强时的温度,研究了卷取温度对第二相粒子析出的影响。结果表明:在奥氏体向铁素体转变过程中第二相粒子析出量较大;随着卷取温度的降低,微合金元素在钢中的固溶度逐渐下降,析出动力逐渐增加,但降低到一定程度时扩散动力减弱,第二相粒子析出量先增多后减少,在750℃时第二相粒子析出量最多。第二相粒子主要为碳化物和硫化物,氮化物较少;卷取温度的降低使元素难以扩散,从而抑制了第二相粒子的析出。

提高低碳钢转炉终点命中率的工艺优化

针对国内某厂90 t转炉生产低碳钢时,脱碳前期溢渣严重、终点命中率低,且造渣料消耗大的问题,对转炉氧枪喷头、脱碳前期氧枪枪位、脱碳末期拉碳时间、造渣料加入量及方式和底吹工艺模式进行了优化。首先,调整了转炉氧枪喷头参数,使其拥有更好的搅拌效果;同时,调整氧枪前期枪位,将前期提枪压渣时间提前0.5 min,避免出现溢渣现象;其次,减少造渣料的加入量,根据原工艺的终点炉渣成分计算出其碱度和硫、磷分配比,确定适宜的碱度并计算出石灰的加入量;最后,将底吹流量由0.027 m^(3)/(t·min)增大至0.069 m^(3)/(t·min),同时延长吹炼后期压枪拉碳时间10~15 s,提高终点碳含量命中率。工业试验结果表明,新工艺终点温度命中率(t≥1630℃)提高8.96%,终点碳含量命中率(%C≤0.06%)提高24.91%,终点磷(ω(P)≤0.020%)和硫命中率(ω(S)≤0.020%)分别提升8.4%和17.32%;造渣料(石灰石和石灰)总量减少4.88 kg/t钢;同时冶炼时间缩短了0.5 min,提高了生产效率。

SPHC钢连铸工艺优化实践研究

在工业化连续生产的前提下,通过对连铸现行工业进行评价,找出影响SPHC钢铸坯质量和热送率的因素,对连铸配水方案及连铸机辊缝开口度进行工艺优化,提高SPHC钢的铸坯质量和热送率。

增大钢包吹氩量对夹杂物去除的影响研究

在渣洗工艺中,夹杂物的碰撞长大和吹氩促进上浮尤为重要。在其他条件不变的前提下,通过延长转炉炉后吹氩时间来增大吹氩量,重点分析不同吹氩量对渣样成分、钢中夹杂物成分、尺寸及平均密度的影响,从而确定最适合目前生产的最佳吹氩量。

SPHC热轧带钢表面氧化铁皮缺陷观察与分析

SPHC钢被广泛应用于汽车、家电以及建筑等行业,对表面质量要求较高。某钢厂在生产SPHC钢过程中,经常出现麻点、红锈以及酸洗黑边缺陷。本文利用激光扫描共聚焦显微镜、扫描电镜和能谱仪对缺陷部位的检测结果,研究和分析了SPHC表面和酸洗黑边缺陷产生的原因。结果表明:麻点缺陷的形成是由于粗轧后除鳞不彻底,残留的氧化铁皮在精轧时被压入钢板表面形成的;红锈缺陷的产生与Si元素的富集和初次除鳞温度低于Si的氧化物熔点相关;酸洗黑边缺陷是缺陷处氧化铁皮过厚,产生色差所致。

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%。

热轧带钢表面麻点缺陷研究及对酸洗影响分析

针对热轧带钢表面存在的麻点缺陷,利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了麻点缺陷的形貌与元素构成,并在实验室进行了模拟酸洗试验。结果表明:麻点缺陷表现为氧化铁皮脱落和压入,一方面因Mn含量控制不当导致氧化铁皮脱落,另一方面粗轧过程中除鳞不彻底导致精轧过程中氧化铁皮压入,两者综合导致了麻点缺陷的产生。麻点缺陷在酸洗后会在带钢表面留下凹坑,且凹坑可能会保留到冷轧板上,在冷轧时造成轧辊氧化膜脱落,形成新的氧化铁皮压入缺陷,影响钢卷表面质量。

热轧带钢麻面产生原因分析及控制的措施

针对供冷轧用热轧带钢表面出现麻坑、麻面问题,本文结合德龙钢铁有限公司1250mm热轧生产线实际生产状况和机组情况,通过修订工艺制度、提高轧辊冷却水压力、启用机架带钢冷却水、调整水嘴型号和角度、改善轧辊材质等措施,有效的控制和减少了热轧低碳带钢的麻坑缺陷。

热轧带钢氧化铁皮的成因及预防

本文结合德龙钢铁1250mm生产线的实际生产情况,针对热轧带钢表面的氧化铁皮缺陷,利用电镜探测了基体不含Cr的热轧带钢在精轧区产生的表面氧化铁皮缺陷处的化学成分,分析出缺陷产生的原因。通过采取了一系列有效措施,减少了带钢氧化铁皮缺陷的生产。

渣洗工艺对低碳钛微合金钢洁净度及性能的影响

某厂生产的DL350低碳钛微合金冷轧结构钢,由于钢中夹杂物含量较高且冷轧断后伸长率较低,不能满足客户要求。为了降低生产成本,提升冷轧产品断后伸长率,制定了合理渣洗工艺,并分析了渣洗工艺对钢洁净度及性能的影响。结果表明,钢中夹杂物主要为MnS、TiN、MnS-TiN及少量的Al_(2)O_(3)夹杂物,采用渣洗工艺后钢液中的氧、氮含量均有明显下降。渣洗后铸坯显微夹杂物平均数量密度由21.3个/mm 2降低到15.7个/mm 2。同时,A类夹杂物级别由2.0~2.5降低到1.0~1.5,B类夹杂物级别由1.5~2.0级降低到0.5~1.0级,说明渣洗工艺对铸坯洁净度提升改善明显。通过对热轧和冷轧产品性能检测可以发现,渣洗工艺试样热轧断后伸长率由26%~28%提升到29%~31%,冷轧断后伸长率由15%~16%提升到18%~20%,强度整体变化不大,满足了客户的使用要求。

20钢断后伸长率及冷弯性能不合格原因分析与控制

利用直读光谱仪、金相显微镜和扫描电镜对20钢的断后伸长率和冷弯性能不合格的原因进行了分析。结果认为,硫化物夹杂是影响冷弯性能不合格的主要原因,断后伸长率主要受硫化物夹杂和贝氏体组织的影响。通过适当增大20钢凝固过程中的水量,调整轧制后的层流冷却方式,降低冷却速度,组织中的硫化物夹杂等级和表层贝氏体组织深度得到了控制,提高了20钢的断后伸长率和冷弯性能合格率。

采用焦丁改善高炉高比例块矿冶炼的研究与实践

针对高炉在高比例块矿条件下高炉透气性变差和炉料熔滴性能下降的冶炼问题,通过试验室软化熔滴实验,采用添加不同比例焦丁和不同装料方式,获得了矿焦混装时炉料的软熔温度区间及透气性特征指数。结果表明,增加焦丁后,炉料的透气性大幅增加,当焦丁比例达到10%时,透气性得到较大改善。焦丁与球团矿混装或者焦丁分级与球团矿混装可以进一步改善炉料结构的透气性,但块矿比例达到20%时,综合炉料的透气性变差。生产实践表明,在块矿比例从14%增加到18%的过程中,焦丁添加量从30 kg/tHM高到至60 kg/tHM,高炉压差能够稳定保持在142 kPa左右。当高炉综合块矿比为18%,球团矿与焦丁混合装料时,设置焦丁装入量为50 kg/tHM,高炉压差基本在133~138 kPa,煤气利用率>44%。

烧结点火工艺数值模拟优化和工业试验

为提高表层烧结矿质量,改善烧结过程,降低点火能耗,本文通过数值模拟和工业试验相结合的方法,优化烧结点火工艺。采用Fluent软件模拟烧结点火过程,探究不同预热温度的高炉煤气和助燃空气以及不同含氧量助燃空气对点火温度的影响规律;并基于数值模拟结果,分别开展针对双预热温度、富氧浓度、低负压点火的烧结工业试验。结果表明:实施双预热点火后,当预热温度为240℃时,点火温度提高到1192℃,烧结矿转鼓强度提升到76.60%,成品率提高到84.44%;实施富氧点火后,当助燃空气中含氧量提升到25%时,点火温度提高140℃,煤气单耗降低1.25 m^(3)/t,烟气量降低2882 m^(3)/h,转鼓强度提高到78.44%,返矿率降低到14.21%;实施低负压点火后,当点火负压为8.25 kPa时,点火煤气单耗下降1.07 m^(3)/t,转鼓强度提高1.16%,返矿率降低3.72%。

高炉富氢热储备区矿焦匹配关系模拟研究

通过建立高炉热储备区CO、H_(2)混合气体还原FeO矿球未反应核模型,探究煤气利用率与温度的关系,进而得到不同H_(2)含量时,矿球还原性与焦炭反应性的匹配关系。结果表明:①还原性气体全为CO时,对于单一种矿球来说,随着热储备区温度的降低,煤气利用率受动力学和热力学共同作用,呈现升高后降低的趋势,有一个煤气利用率最大值;②富氢时,对同一种矿球来说,随着H_(2)含量的增加,在温度为950~1000℃时,煤气利用率整体升高,煤气利用率最大值对应的温度也升高;③矿球还原性越高,匹配的焦炭反应性越高,H_(2)含量增加1%,焦炭反应性指数需降低0.42%。

高炉块矿比例提升措施研究

对某高炉开展块矿比例提升实践,采取烘干、控制振筛下料量等措施加强块矿筛分,减少粉末入炉;通过调整装料制度、送风制度、造渣制度,提高渣铁排放;在煤比达160 kg/t以上的条件下,将块矿入炉比例提高至17%~20%。采取相关措施后,高炉内透气性和压差合理,保障了高炉煤气流畅通、分布合理,炉渣黏度降低,实现了高炉稳定生产,降低铁水成本30元/t以上。

南非块、PB块与澳块的热裂行为

近年来,钢铁行业通过提高入炉块矿的使用比例,以达到降本增效、节能减排的目的。但块矿热裂产生的粉末易降低高炉中上部的透气性,从而影响高炉顺行。对块矿热爆裂性能的研究,有利于为生产时的原料配比提供试验依据。本文以南非块、PB块与澳块为研究对象,系统研究了加热温度、加热时间、高温预处理对块矿热裂性能的影响,以及块矿热裂后在外应力挤压摩擦下,再次产生粉末的能力。试验结果表明:块矿的热爆裂程度与结晶水含量和烧损呈正相关。温度越高,热爆裂情况越严重,南非块的热爆裂指数受温度的影响比PB块、澳块小,其抗高温爆裂性能更强;随加热时间的延长,热爆裂指数增加,热爆裂指数在前10 min变化幅度较大,后20 min变化幅度较小;高温预处理减少了块矿结晶水含量,使得块矿内部的应力得到有效缓解,进而抑制热爆裂的发生,PB块和澳块在400℃下预热60 min后,热爆裂指数分别为1.52%和0.86%,热爆裂指数明显降低。此外,PB块、澳块再次产生粉末的能力更强。

添加废钢对高炉炉料软熔特性的影响

为研究高炉添加废钢对综合炉料软熔性能的影响,采用单颗粒软化荷重试验和软熔熔滴试验考察废钢与其他含铁炉料之间的交互作用,以及不同废钢配比下综合炉料的软化熔滴性能。结果表明:由于废钢致密的微观结构和其本身的成分限制,废钢与其他含铁炉料之间不发生交互作用;基于废钢独特的熔融特性,其在软熔带可协助焦炭对矿石起到骨架支撑作用,软熔带透气性指数由未加废钢的216.99 kPa·℃降低至配加15%废钢的42.04 kPa·℃,熔融区间由未加废钢的108℃降低至配加15%废钢的55℃;从滴落物成分和形貌来看,高炉添加废钢可有效降低渣量,并在熔融滴落过程中快速渗碳,铁中的碳含量由空白试验的3.22%增加至加入15%废钢的4.07%。故可通过向高炉添加废钢治理炉缸的石墨化堆积。

高炉加装废钢的数值模拟研究

我国废钢产量大且高炉炉料以重污染的烧结矿为主,为了提高废钢利用率和减少炉料中烧结矿比例,文中利用多流体数学模型对高炉加装废钢工艺进行研究。针对820 m3的高炉(高炉铁水产量2950 t/d),考察了矿批中不加废钢(正常炉况)、额外加3.2 t(约12%)的废钢、加装3.2 t废钢并减少不同量(0.8、1.6、2.4、3.2、4.0 t)烧结矿7种工况下的高炉冶炼行为,并对高炉铁水产量、炉顶煤气温度、煤气利用率等高炉技术经济指标进行分析。研究结果表明,矿批中额外加入废钢,会影响高炉顺行。在添加废钢的同时减少矿批中烧结矿的含量,会使高炉炉况趋近正常水平。高炉加装废钢最优化的工艺参数为矿批中废钢的添加量为3.2 t且烧结矿减少量为2.4 t,在此条件下,高炉炉顶煤气温度为445 K,煤气利用率为48.5%,高炉产量提高360 t/d,冶炼每吨生铁节约的焦炭为18.8 kg。

推钢式加热炉防氧化烧损控制

针对850mm生产线推钢式加热炉的供热能力跟不上生产需求,同时因加热炉结构影响造成的氧化烧损偏高,同时加热均匀性差等问题,提出了对不同钢种、不同加热温度、不同不同在炉时间及不同炉内气氛下的氧化烧损控制策略,针对加热炉开展高炉煤气与转炉煤气混合应用的加热方式,并形成具有德龙特色的推钢式加热炉炉内气氛控制工艺,提高了窄带钢加热效率,保障了窄带钢加热均匀性,降低了加热炉氧化烧损,为公司创造了生产效益。

热轧中宽带表面氧化铁皮控制

德龙钢铁有限公司1250mm生产线主要产品为热轧中宽带,热轧中宽带的表面质量缺陷有很多,其中尤以氧化铁皮是影响热轧中宽带钢表面质量的重点,通过对氧化铁皮产生机理与厚度不同的氧化铁皮对热轧中宽带的影响分析,提出了优化加热制度和除鳞系统等工艺制度,增设破鳞装置,制定合理的换辊周期等控制措施,改善了热轧中宽带表面氧化铁皮厚度,提高了带钢表面除鳞效果,为高牌号及高表面质量要求的热轧中宽带钢研发轧制提供了理论和实践依据。