La-Ce稀土对Q345D钢夹杂物和冲击性能的影响

通过现场试验,分析了La-Ce稀土处理对Q345D结构钢夹杂物、连铸可浇性和钢种性能的影响。结果表明,RE在Q345D结构钢中的合金收得率为21.5%;与未添加RE的炉次相比,脱硫率提高了37.5%,单位夹杂物密度从80.16个/mm^(2),降低至60.78个/mm^(2);La-Ce稀土处理前钢液中夹杂物主要是MgO-Al_(2)O_(3)-CaO复合夹杂,La-Ce稀土处理对小尺寸(D≤5μm)夹杂物的改性作用较为明显,小尺寸夹杂物改性为(La-Ce-S)和(La-Ce-Al-S-O)稀土类夹杂物;La-Ce稀土处理可以明显降低钢中MnS类夹杂物的纵横比,使MnS类夹杂物在轧制后的形貌更接近椭圆形,而没有长线形,这是Q345D结构钢横向冲击功提高20%的主要原因。

超低碳搪瓷钢中氮的控制及其对夹杂物的影响

研究了超低碳搪瓷钢RH减泵增氮的规律以及搪瓷钢中氮含量对夹杂物的影响。结果表明,RH减泵增氮25 min以内,减泵时间与钢中氮含量的关系符合二次项公式y=-0.226x2+9.429x+31.21。搪瓷钢中夹杂物主要是含Ti的第二相析出物及少量单独的Al2O3颗粒。小尺寸夹杂物成分以TixS为主,大尺寸夹杂物成分以TiN为主。常规工艺搪瓷钢中氮含量为0.003 8%,两个增氮的搪瓷钢中氮含量分别为0.010 8%、0.012 7%,对应的钢中夹杂物总量分别是355.61、545.74、558.77μm2/mm2。常规工艺搪瓷钢中各个尺寸区间的夹杂物数量都是最少的。考虑搪瓷钢储氢性能和RH增氮时间,钢中氮含量宜控制在0.01%左右。

RH精炼工艺对无取向电工钢质量的影响

为了在保证产品质量的前提下降低无取向电工钢的生产成本,分析了RH精炼工艺在不同钢水循环流量下各工序夹杂物的演变规律、成品磁性能和表面质量的变化。结果显示,RH精炼工艺的变化对钢液中夹杂物组成、热轧材样夹杂物数量和成品磁性能无明显影响,对表面质量有负相关影响,钢水循环流量越大,表面夹杂物降低等级的比例越低。RH出站,钢液中夹杂物当量面积,尤其是5μm以上较大夹杂物与钢水循环流量呈负相关的影响,热轧材样中夹杂物(包括第二相析出物)主要是第二相析出物AlN和MnS、少量的氧化物夹杂,其数量与RH精炼工艺无相关性。在保证质量满足要求的前提下,RH工序可适当调整钢水循环流量,降低生产成本。

LF轻处理工艺开发与实践

依托KR一键式脱硫、BOF炉后精确预脱氧和氩站自动底吹技术,开发应用于高级别热轧板卷的LF轻处理技术。通过LF一次性加铝脱氧,控制加铝前钢中[O]处在40~100 ppm之间,加铝后钢液软吹8min的操作方式,解决了LF精炼不造渣、不脱硫、不钙处理时塞棒容易上涨的难题。通过炉后精确预脱氧和顶渣改质可以控制LF进站钢包顶渣T.Fe含量≤3%,保证钢液洁净度不变差。LF轻处理路线下钢液中硫含量更低,中包钢液中硫含量只有0.0035%,同比传统LF精炼工艺下中包钢液硫含量是0.0046%。采用LF快速处理工艺时不仅成本降低显著,而且钢中氧氮含量比传统工艺低10ppm左右,各尺寸区间的夹杂物含量更少,成品疲劳性能明显优于传统工艺。

无取向电工钢磁性能的研究

文章研究了不同成分体系下夹杂物(包括第二相析出物)的变化、磁性能的变化及影响无取向电工钢磁性能和磁时效铁损劣化率的主要因素。结果表明:影响铁损的主要成分为C、S、Sb、P、Si,其影响大小为C>S>Sb>P>Si;影响磁感的主要成分为S、P、Si,其影响大小为S>P>Si;影响铁损劣化率的主要成分为C、S、Sb、P、Als和Mn,其影响大小为C>S>Sb>P>Als>Mn。通过降低C和S杂质元素及调整P、Sb、Mn、Si等成分,铁损劣化率由原工艺的平均值19%以上降低到新工艺的3%以下,新工艺下磁性能优于原工艺,新工艺下夹杂物数量比原工艺少。

IF钢顶渣控制分析

本文详细论述了IF钢顶渣改质和中包覆盖剂对钢液洁净度的作用机理,试验研究了顶渣改质和中包覆盖剂对IF钢线性缺陷的影响。理论显示RH顶渣的C/A比应在1.5~2.0之间,顶渣改质的T.Fe含量低于5%最好,其次是在5%~10%之间。然而现场试验结果表明DR07外板2、3级线性缺陷指数和渣的C/A比有明显对应关系,但是和渣中T.Fe的对应关系不明显。浇铸IF钢中间包使用碱性覆盖剂时,冷轧卷线性缺陷发生率显著低于使用酸性覆盖剂和双层覆盖剂的工艺。

降低210吨RH炉蒸汽消耗工艺实践

本文研究RH加铝脱氧后纯循环时的真空泵退泵工艺。结果表明,不同程度的退泵操作能保证RH真空脱气效果及夹杂物循环去除效果,通过退泵操作降低了RH炉蒸汽消耗6.7t/炉,吨钢节约成本0.37元。

CSP生产冷轧用基板线性缺陷的分析与控制

为解决CSP工艺下冷轧用基板线性缺陷多发的难题,深入分析冷轧基板热轧卷线性缺陷和冷轧卷线性缺陷,研究缺陷与工艺的相关性,找到了工艺控制关键点。热轧卷缺陷来源于大型保护渣卷渣与水口结瘤物脱落,控制关键点在于氩站钢水的碳含量、LF精炼铝耗与出站钢水的Ca/Al比。冷轧卷缺陷小部分是划伤,大部分是小型保护渣卷渣,两者可通过表检仪形貌进行判别。控制冷轧保护渣缺陷有效措施是控制拉速、稳定节奏、减少炼钢工序的异常情况。通过联合攻关,CSP冷轧基板线性缺陷降等率从8.88%稳定控制到了2.0%以下,具有较强的实际借鉴意义。

超低碳洁净钢中夹杂物的检测和控制

本文使用ASPEX软件精确评判超低碳铝镇静钢中的洁净度水平。通过控制RH脱碳终点氧、优化RH出站顶渣组成,显著提高试验炉次的钢材洁净度,成功探索超洁净钢的精炼工艺。

无取向电工钢中钒元素的走向和控制

本文通过系统地跟踪、分析现场生产数据,研究了电工钢中钒元素的走向和控制,提出控制钢中钒含量的有效措施是采用合格磷铁,减少转炉下渣,适当提高渣碱度以抑制渣-钢间反应。

缩短电工钢RH精炼Si-Al合金化间隔时间的试验

涟钢电工钢在RH精炼采用先加硅铁后加铝的脱氧工艺。出于加快生产节奏的考虑,尝试将210厂电工钢RH的Si-Al合金化间隔时间从3min缩短到1min,在此基础上,进一步将加合金方式调整为加硅铁后直接加铝。试验结果表明,缩短Si-Al间隔时间对最终的钢液氧含量、夹杂物含量没有明显影响;正常试验工艺加铝前、后夹杂物含量高于常规工艺,RH出站和中间包阶段,夹杂物含量与常规工艺相当;批量试验结果表明,缩短Si-Al间隔时间对表面质量、磁性能没有影响。

涟钢SPHC-B的硅预脱氧试验效果分析

针对涟钢的SPHD采用转炉→RH精炼→连铸的工艺流程的特点,尝试采用硅-铝分步脱氧,即先加硅铁初脱氧,再加铝终脱氧,以减少Al2O3夹杂的生成量。试验结果表明,硅预脱氧工艺下的钢水洁净度更好;硅预脱氧减少了铝的消耗,合金成本更低;产品夹杂降等率明显降低;涟钢的SPHC-B经过RH精炼,可以使用硅预脱氧的工艺以改善钢水洁净度,最终提高产品表面质量。

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TiO_2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Al_2O_3颗粒和存在中间过渡层的TiN—Al_2TiO_5-Al_2O_3复合夹杂物,其形核长大过程是[Al]、[Ti]和[O]先在细小的Al_2O_3颗粒上反应生成一层Al_2TiO_5,然后TiN在Al_2TiO_5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.

从不锈钢粉尘中选择性提取Cr、Ni和Zn重金属

基于热力学计算结果,通过配碳还原-熔分工艺,从不锈钢粉尘中选择性分步提取了Cr、Ni和Zn重金属元素.配碳还原实验结果表明,不锈钢粉尘的最佳配碳量为20%,粉尘中Fe、Ni和Zn的最低还原温度为1050℃,Cr的最低还原温度是1 400℃,与热力学计算结果一致,通过控制温度实现了对粉尘中金属的选择性分步还原.直接还原熔分实验说明,Fe-Cr合金最佳熔分温度为1550℃,粉尘中金属以Fe-Ni-Cr合金形式被提取出来,渣金分离状况良好,反应时间5min时金属提取率已达到75%左右,15 min时Fe和Cr收得率达到85%以上,Ni超过90%.通过控制配碳量、还原时间与反应温度,在不改变现有工艺的条件下,不锈钢粉尘直接返回炼钢主流程回收其重金属完全可行.

CSP产线下汽车结构用热轧酸洗板中的夹杂物

为了提高CSP产线热轧酸洗板的洁净度与综合性能,研究了CSP工艺下QSTE500TM(汽车结构用热轧酸洗板)冶炼过程和热轧卷中的夹杂物。冶炼过程中夹杂物的变化路线是Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-MnO→Al_(2)O_(3)→MgOAl_(2)O_(3)-CaO-CaS→Al_(2)O_(3)-CaO-CaS。LF钙处理前到中间包阶段,钢液中夹杂物总量基本不变,约为200μm^(2)/mm^(2)。热轧卷中夹杂物总量约是钢液中的2倍,组成主要是较大尺寸的MgO-Al_(2)O_(3)-CaO-CaS、小尺寸的TiN析出物以及中等尺寸的Al_(2)O_(3)-CaO-TiN复合夹杂。随着氮含量的增加,热轧卷中夹杂物总量增加、小尺寸夹杂物分布均匀,10μm以上的夹杂物在卷宽1/4处分布最多。由于选分结晶的作用,复合夹杂中TiN的质量分数在10%~100%之间变化,随着TiN含量的升高,夹杂物尺寸逐渐变小。CSP工艺下热轧卷中第二相析出物更均匀,有利于产品最终的力学性能。综合考虑过程控制能力和产品性能需求,建议CSP热轧酸洗板严格控制连铸保护浇铸,氮质量分数小于0.006 0%。

钙处理对涟钢高强机械用钢夹杂物的影响

对涟钢LG600/LG700XL冶炼过程中夹杂物的衍变机理进行分析,分批次试验研究了精炼渣性能和钙处理工艺对钢液洁净度和钢中夹杂物的影响。结果表明,在钙处理工艺下,夹杂物的衍变路线为Al_2O_3→MgO-Al_2O_3→Al_2O_3-CaO,中间包钢液中的夹杂物主要是Al_2O_3-CaO和Al_2O_3-TiO_x复合氧化物。取消钙处理以后,铸坯中氧的质量分数从16×10^(-6)降低到11×10^(-6)。两种工艺下,材样中绝大部分夹杂物都是核心为铝酸盐、外层为TiN的复合夹杂,钙处理工艺下夹杂物核心是Al_2O_3-CaO-CaS,取消钙处理工艺下夹杂物核心是MgO-Al_2O_3尖晶石。两类复合夹杂物尺寸都比较小(<10μm),对钢材性能的影响有限。取消钙处理以后,钢液可浇性基本保持不变,没有发生水口堵塞,说明取消精炼过程中的钙处理工艺对涟钢高强机械用钢而言是可行的。

RH脱硫对无取向电工钢中夹杂物的影响

研究了RH脱硫对常规工艺(连铸+热轧)和CSP工艺下的无取向电工钢热轧材样中夹杂物的影响。两种工艺下,当CaO-CaF_2脱硫剂加入量为1～4 kg/t时,RH脱硫率约为25%。终渣氧化性高、曼内斯曼指数(MI)低是影响脱硫效果的原因之一。CSP产线RH采用"先铝后硅"的脱氧方式,热轧材样中夹杂物主要是AlN、MnS、CaS和少量铝酸钙。此时,夹杂物总量主要受氮含量影响,硫含量只与硫化物夹杂密度呈正比关系。常规产线RH采用"先硅后铝"脱氧方式,热轧材样中氧化物夹杂和AlN夹杂含量相当,含钙夹杂物数量只占夹杂物总量的12%左右。脱硫剂中CaF_2对耐材的侵蚀导致RH脱硫时热轧材样中含Mg夹杂数量是不脱硫时的2倍。

CSP含铝电工钢水口堵塞问题的研究和解决

研究CSP产线含铝电工钢连铸水口结瘤、塞棒上涨和钢包死流的原因。电工钢水口结瘤物主要是Al2O3和高熔点的6Al2O3·CaO和2Al2O3·CaO。引起水口结瘤的原因一是钢液中[Ca]的质量分数相对较低,夹杂物变性不彻底;二是RH出站时钢包顶渣氧化性较高,连铸过程渣-钢间反应生成新的Al2O3夹杂,污染钢水。通过适当提高硅铁中的钙的质量分数,转炉出钢加顶渣改质剂,转运过程钢包加盖等措施,在不使用钙处理的条件下,解决了水口结瘤的问题,杜绝了钢包死流现象的发生。

低碳铝镇静钢LF精炼工艺的研究

为了优化低碳铝镇静钢的LF精炼工艺,研究了LF轻处理、LF精炼(不钙处理)和LF精炼+钙处理三种模式对夹杂物、产品性能、综合成本和生产过程的影响。结果表明LF轻处理的材样中典型夹杂物是铝酸盐+MnS复合夹杂,LF造渣精炼时典型夹杂物是铝酸盐+CaS复合夹杂。不同精炼模式下材样中氧含量基本相同,力学性能没有明显差异。虽然LF轻处理模式下产品洁净度好、综合成本低,但是连铸过程中容易造成塞棒上涨与水口结瘤。因此,生产低碳铝镇静钢时应采用LF精炼(不钙处理)的模式,当生产量较少或浇次末期时,可以考虑采用LF轻处理模式。

连铸混浇坯成分变化规律及模型的研究

研究了实际生产中异钢种混浇坯的成分变化规律。混浇坯成分变化符合对数函数,相同出钢量下,随着中间包余钢量的增加,钢液的混合度降低。混浇坯横截面中心处成分变化比边部快,铸坯液芯冲击深度随拉速和铸坯宽度的增加而增加。根据实际的混浇坯成分数据,建立了不依赖数模或水模实验的混浇坯成分预测模型。现场应用结果显示混浇坯混合度变化的预测偏差在5%以下,平均为2.9%,铸坯中心部位冲击深度的预测偏差为6.14%,充分说明了预测模型的准确性。