超低碳IF钢冶炼过程炉渣对夹杂物控制研究进展

超低碳IF钢板主要应用于汽车面板等超深冲部件,其面临的主要质量问题是夹杂物、卷渣、气泡造成的炼钢缺陷,因此全生产流程中所采用的炉渣性质对控制炼钢缺陷具有重要作用。分别从炉渣的物化特性以及所在工序炉渣特性两个角度归纳总结了炉渣对夹杂物控制产生的影响,发现炉渣对夹杂物的吸附溶解与炉渣的物化性质和夹杂物的尺寸相关。RH精炼渣主要控制目标是低氧化性和合适的w(CaO)/w(Al_(2)O_(3)),TFe质量分数一般控制在2.0%~8.0%,w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))控制在1.2~1.8,此外精炼渣碱度一般控制较高为4.0~10.0。中间包覆盖剂和结晶器保护渣首先要防止钢液增碳,其次是防止渣中SiO_(2)造成钢液的二次氧化,同时它们还应拥有良好的吸附夹杂物的能力。超低碳IF钢中间包高碱度覆盖剂一般碱度为2.9~11.5,w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))控制在1.0~2.5,(FeO+MnO)质量分数控制在1.9%~4.0%。而超低碳IF钢结晶器保护渣的碱度一般控制较低在0.85~1.0,w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))控制在5.0~8.5,(FeO+MnO)质量分数小于1%。

超低碳IF钢铁素体动态再结晶研究

在热模拟实验机上研究了超低碳IF钢铁素体区变形行为,结果表明,该钢种发生动态再结晶的变形条件为:变形温度850℃,应变速度1 s-1以下。在研究了变形工艺参数对该钢种动态再结晶影响的基础上建立了超低碳IF钢铁素体动态再结晶动力学方程。给出的超低碳IF钢铁素体变形动态再结晶动力学模型与试验结果吻合。

铌元素对超低碳IF钢性能的影响

通过对同等生产条件下的Ti-IF钢和Ti+Nb-IF钢冷轧后试样进行不同温度的连续退火试验,检测其金相组织与力学性能,分析了Nb元素对超低碳IF钢性能的影响。结果表明:在超低碳IF钢中,Nb元素的加入显著提高了再结晶温度,由于其细化晶粒的作用,使IF钢的强度得到提高,且对产品的后续焊接性能起着重要作用,另外,Nb元素可以大大减小IF钢的平面各向异性,保证优异深冲性能的同时降低Δr值。

超低碳IF钢RH真空脱碳工艺优化

根据鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司超低碳钢的生产实践,结合超低碳IF钢在RH-TB真空处理过程中的脱碳机理,分析了钢水温降、吹氧升温参数、钢包底吹氩流量和钢水取样器等工艺因素对RH精炼钢水脱碳效果的影响。实践表明,采取控制出钢温度、优化吹氧参数、RH处理过程钢包底吹氩和改进取样器措施后,RH-TB精炼时间缩短了5 min,精炼结束钢水碳含量0.002 0%以下的比例由71%提高至95%。

唐钢超低碳IF钢生产实践及洁净度控制

介绍了唐钢铁水预处理→BOF→RH→薄板坯连铸连轧工艺冶炼超低碳IF钢的生产实践,重点讨论了钢中主要成分和钢水洁净度的控制措施及效果。

冷轧压下率和退火工艺对超低碳IF钢再结晶及力学性能的影响

以碳含量为12 mg·kg^(-1)的超低碳IF钢为研究对象,利用Gleeble3500型热模拟试验机结合硬度测量和显微组织观察等方法研究了冷轧压下率和退火工艺对其再结晶和力学性能的影响。结果表明:经历75%,79%和84%压下率冷轧后,试验用钢的再结晶温度分别为691,688,685℃,低于碳质量分数为0.002 4%IF钢的,且随冷轧压下率的增大,再结晶温度略有下降;随退火温度升高,其强度降低,伸长率升高;以830℃进行连续退火工业生产为例,保温时间在60～180 s范围可保证再结晶完成。

高温超低碳IF钢在轧制过程中的氧化实验研究

在实际生产过程中,由于生成的氧化铁皮未能彻底清除,超低碳IF钢表面极易存在“丝斑缺陷”,严重影响了其表面性能。作者通过热重实验对超低碳IF钢在轧制过程中空气气氛下的氧化特性进行了实验研究,研究结果表明:超低碳IF钢的氧化程度与温度呈指数关系,且IF钢的氧化反应对温度的敏感性很高。在实验中,超低碳IF钢在炉温868、977、1087和1200℃,钢温868.4、976.9、1087.4、1199.5℃下,单位面积氧化增重分别为24.46、108、220和355 mg/cm2。通过对4种不同温度下氧化层的形貌和成分进行分析,发现钢温为868.4℃下氧化层表现出参差不齐的内外表面,界面处粗糙,且氧化层内部无孔隙。钢温为976.9℃时氧化层内部出现孔隙,氧化层与钢基体结合较紧密。钢温为1087.4℃时氧化层表面平整,氧化层内部未出现孔隙,但钢基体表面出现明显氧化情况。钢温为1199.5℃时氧化层内外表面平整,氧化层致密,内部未出现孔隙。氧化层的成分主要为FeO,Fe2O3和Fe3O4较小。

晶粒尺寸对超低碳IF钢耐大气腐蚀性能的影响

采用不同轧制及热处理工艺制备了化学成分相同而晶粒尺寸不同的3种超低碳IF钢试样.采用浸泡腐蚀、周浸腐蚀、原子力显微镜(AFM)及扫描电镜(SEM)微观分析、电化学阻抗测试等手段对晶粒尺寸与IF钢耐大气腐蚀性能之间的规律进行了研究.AFM及SEM微观分析结果表明,随着晶粒尺寸从15μm增加到220μm,超低碳IF钢浸泡腐蚀后晶界处的局部腐蚀更加严重,腐蚀裂纹处的深度加深,裂纹宽度变宽.超低碳IF钢晶粒尺寸从15μm增加到46μm,周浸腐蚀实验后锈层中空洞和裂纹增多,锈层电阻下降,耐候性下降;晶粒尺寸进一步增大到220μm后,锈层整体致密性得到增加,锈层电阻上升,耐候性得到增加.对晶粒尺寸影响耐大气腐蚀性能的机理进行了讨论.晶粒尺寸增大后晶界能的减少使得腐蚀表面的宏观总体缺陷数量有所减少,耐候性有所提高;但是晶粒尺寸增大后晶界处因局部腐蚀电流密度增大将会在局部造成更深的腐蚀坑槽并降低耐候性;晶粒尺寸的变化对钢铁材料耐大气腐蚀性能的影响不仅要考虑其对晶界局部腐蚀电流密度的影响,而且还必须考虑对基体整体晶界能所造成的影响.

超低碳IF钢脱氧合金化过程中夹杂物的行为

为深入了解超低碳IF钢在脱氧合金化过程中夹杂物的行为,用高温电阻炉开展试验模拟实际生产中铝脱氧钛合金化过程,通过密集取样,详细研究了该过程中夹杂物的转变。研究发现,加铝前,钢中夹杂物主要为球形的FeOx;加铝后,最先生成浅灰色的球形Al2O3,然后向椭球形或单体块状Al2O3转变,随后迅速聚合形成不规则状Al2O3,最终聚合成簇群状Al2O3,整个过程大约在加铝后2min内完成;加钛后,钢液中形成3种类型的Al-Ti复合类夹杂物,但在加钛大约4min后便会转化为稳定的Al2O3相。整个脱氧合金化过程中,氧含量和夹杂物的量呈下降的趋势,钢液的洁净度逐渐提高。

超低碳IF钢专线化精准生产实践

时间节奏的掌控是炼钢系统达到经济、高效、优质、低耗目标的前提,针对本溪钢铁集团公司转炉炼钢厂炉机对应关系混乱的现象,确立7条专业化生产线,以超低碳IF钢生产为例,运用甘特图对转炉、RH、连铸机三者的工序时间进行匹配分析,找出转炉和RH为原流程运行的瓶颈。通过供氧强度从2.86 m^3/(t·min)提高到3.19 m^3/(t·min)、扩大出钢口内径、RH预抽真空、尽快抽至极限真空度、增大脱碳后期提升气体流量等工艺优化,缩短转炉及RH作业周期,并采用首次提出的恒浇铸周期技术,生产节奏从平均45 min精准地降至(32±2)min,实现专线化精准炼钢。

超低碳IF热轧带钢表面混晶的分析与控制

厚度≥4.0 mm热轧超低碳IF带钢表面存在混晶现象,显微组织观察发现混晶厚度约占钢带总厚度的3%~10%。分析认为,混晶主要由加热温度、终轧温度、中间坯厚度和工艺润滑控制不当导致的。将加热温度由1 040℃提高到1 050℃,终轧温度由900℃提高到930℃,中间坯厚度由36 mm增加到45 mm,工艺润滑由50 ml/min增加到60 ml/min后,晶粒度等级差距缩小1级,混晶现象得到明显改善。

热轧温度对超低碳Ti—IF钢组织及织构的影响

采用高温轧制时终轧温度对冷轧后连续退火的超低碳Ti—IF钢组织和织构的影响已被研究。终轧温度在900℃左右为奥氏体区轧制，终轧温度在750cc左右为铁素体区轧制。退火板的兰克福特值（r值）随铁素体区轧制终轧温度的降低而降低。这可能与强的退火织构{100}（011）和铁素体区轧制厚度方向上织构不均一有关。再结晶织构的主要成分是{554}（225），与热轧温度无关，但是{100}（011）织构的强度随终轧温度的降低而增加。

退火温度对Ti-Nb超低碳冷轧IF钢组织与性能的影响

研究了退火温度(760～840℃)对Ti-Nb超低碳冷轧IF钢的组织和力学性能的影响。结果表明,当退火温度低于760℃时,Ti-NbIF钢不能完成再结晶过程,当退火温度高于780℃低于840℃时,材料能完成再结晶过程且晶粒度均为9.5级;此外,随着退火温度的上升,Ti-Nb超低碳冷轧IF钢的强度减小塑性上升,应变硬化指数、塑性应变率和伸长率呈增加趋势。

超低碳铝脱氧钢中FeOx对水口结瘤的影响

为研究含FeOx结瘤物的形成和演变,使用扫描电子显微镜-能量色散光谱仪对超低碳铝脱氧含钛IF钢的水口结瘤物进行分析。结瘤物分为凝钢层和主体层。由于氧化物形貌和成分的差异,结瘤物主体层呈现出明显的分层现象,从水口本体至钢液方向依次为呈交织网状的细长条状Al2O3、点状分布的单颗粒Al2O3、连绵成片的FeOx-Al2O3和点状分布的单颗粒Al2O3。凝钢边缘存在主要成分为FeOx、Al2O3和FeO·Al2O3的FeOx-Al2O3复合物薄层。FeOx-Al2O3薄层中,靠近凝钢的部分其Al2O3含量较高,相对远离凝钢的部分其FeOx含量较高。热力学计算结果表明,1 536 oC钢液中[O]质量分数大于0.041 0%时,钢液中可以生成FeO和FeO·Al2O3。当水口内部钢液发生二次氧化时,钢滴会先生成FeOx-Al2O3复合氧化物,然后FeOx与钢滴内部的[Al]反应生成Al2O3,同时FeOx-Al2O3复合氧化物会黏附外部的Al2O3。FeOx在水口结瘤中起到黏结剂的作用。