不锈钢连铸中间包外壳倾角对流场影响的水模拟试验和应用

根据相似原理,通过建立24 t中间包1:2水力学模型对单流板坯24 t中间包的外壳倾角(15°和8°)对钢液流动状态的影响进行了研究,并用数值模拟对水模拟结果进行定性验证。结果表明,原型中间包外壳倾角(15°)太大,浇铸区死区体积达到33.9%,平均停留时间短并且温度分布不均匀;通过采用优化的中间包外壳倾角(8°),死区体积降低了56.3%,平均停留时间提高了33.5%,并且使得浇铸区温度分布更加均匀。经过10炉工业试验后结果表明,外壳倾角8°优化后中间包钢水温度的波动明显降低,夹杂物出现频率亦显著降低。

不锈钢板坯连铸自由线收缩与辊缝研究

建立了连铸板坯凝固传热与自由线收缩计算模型。揭示了不锈钢板坯连铸凝固与冷却过程线收缩的一般规律,为铸机基础辊缝锥度曲线的设计提供了合理依据。针对304不锈钢板坯连铸,结合实际生产冷却条件的计算分析表明:连铸过程板坯厚度的自由线收缩在二冷初期较为平缓,二冷后期铸坯凝固末端附近为快速线收缩阶段;目标表面温度下,拉速对板坯厚度线收缩量与线收缩率差异影响显著;板坯断面厚度影响次之,浇铸过热度影响不明显。此外,板坯厚度的线收缩沿宽向分布并不均匀,其中角部附近的线收缩量最大,不同部位的线收缩范围构成了该钢种连铸的辊缝设定操作窗口。

GOR冶炼不锈钢深脱硫工艺

以70 t EAF-GOR-LF-CC工艺生产304不锈钢为背景,分别对GOR冶炼过程初始钢液、终点钢液以及还原渣取样分析,重点考察了还原渣碱度、渣中残余Cr_2O_3质量分数(w((Cr_2O_3)))以及钢液初始硫质量分数(w([S_s]))对钢液深脱硫效果的影响规律,得出了以下结论:还原渣碱度对脱硫有较大影响,高炉渣碱度有利于钢液脱硫,但当炉渣碱度达到1.75以上时,炉渣碱度对终点硫质量分数(w([Sf]))的影响逐步变小。还原渣中残余Cr_2O_3对脱硫有阻碍作用,尽可能降低渣中w((Cr_2O_3))有利于提高GOR脱硫效果,当w((Cr_2O_3))降低到0.3%以下时,表观渣-钢间硫分配比(LS°=w((S))/w([S]))明显升高。GOR初始钢液硫质量分数越低,越容易获得最终低硫钢液,当w([S_s])<0.07%时,钢液中最低w([S_f])更容易降低到0.004%以下。根据GOR工业试验结果得出了冶炼终点时优化的表观渣-钢间硫分配比(LS°)随还原渣碱度、w((Cr_2O_3))和w([S_s])的变化关系。

FeSi中铝对不锈钢连铸和热轧板表面缺陷影响

针对硅脱氧条件下304不锈钢中出现的Al2O3夹杂物和热轧板表面存在分层缺陷的问题,通过对铸坯的大样电解、热轧板取样、扫描电镜检测分析以及Fact Sage软件计算等方法,主要研究了Fe Si合金中残余铝质量分数对Al2O3夹杂物生成的影响,并分析了Al2O3夹杂物对不锈钢连铸和热轧板表面分层缺陷的影响。研究表明,硅脱氧条件下生产的304不锈钢整个冶炼过程中,产生Al2O3夹杂物的主要环节为GOR还原初期含有较高铝质量分数的FeSi合金的脱氧过程。通过Fact Sage软件计算得到了避免Al2O3生成时Fe Si合金中所允许的最大铝质量分数。根据计算结果和现场试验得出以下结论:Fe Si合金中的铝质量分数超过1.8%时,钢液中会产生Al2O3夹杂物,Al2O3进入具有较高碱度的结晶器保护渣熔渣层造成局部保护渣黏度和熔化温度快速增加形成块状的夹杂物,这些夹杂物被卷入钢液内部或者被新生铸坯表面捕捉,从而造成热轧过程中轧板的表面分层缺陷形成。当Fe Si合金中的铝质量分数小于1.5%时,钢液中难以产生Al2O3类夹杂物,有效抑制了这类表面缺陷的产生。

304不锈钢热(冷)轧板表面线缺陷

针对304不锈钢热轧板和冷轧板的表面线缺陷问题,通过对热轧板和冷轧板取样,使用扫描电镜和能谱仪观察了试样线缺陷表面,并进一步对冷轧板线缺陷的纵剖面进行了观察,分析了线缺陷的成因及形成机理。在热轧板线缺陷表面和冷轧板线缺陷纵剖面都发现了许多大尺寸的碳质颗粒,这些碳质颗粒来源于结晶器保护渣的卷入;位于连铸坯表面的碳质颗粒会导致热轧板表面线缺陷,酸洗无法消除这类表面缺陷问题;合格热轧板内的碳质颗粒易导致冷轧板的表面线缺陷。

202不锈钢中非金属夹杂物的形成机理

通过工业试验对202不锈钢进行系统取样,分析试样中夹杂物的变化特征,结合热力学计算,研究了202不锈钢中非金属夹杂物的形成机理.在进行硅锰脱氧后,LF精炼过程中钢液内以球型Ca-Si-Mn-O夹杂物为主.对于硅锰脱氧钢,钢液中残余铝质量分数为1×10^-5时,可以扩大Mn-Si-O相图的液相区,但铝质量分数超过3×10^-5会导致钢中容易形成氧化铝夹杂物并减小液相区.在连铸坯中以Mn-Al-O类夹杂物为主,相较于LF精炼过程试样,连铸坯试样中夹杂物的MnO和Al2O3含量明显增加,CaO和SiO2含量明显减小,夹杂物个数则由LF出钢试样的5.5 mm^-2增加到11.3 mm^-2.结合热力学计算发现,凝固过程中会有Mn-Al-O夹杂物形成,这也使其成为连铸坯中主要的夹杂物类型.

200系列不锈钢连铸结晶器液面波动研究

介绍了200系列不锈钢板坯铸机结晶器液面波动的特点,分析计算了J4不锈钢的高温热特性和鼓肚量,并通过建立ANSYS数学模型对铸坯的鼓肚进行了数值模拟。分析认为造成结晶器液面波动的主要原因是铸坯初生坯壳厚度不均匀,在铸机前部区域产生了较大的鼓肚。通过调整铸机结晶器、二次冷却水量,和优化相关的设备参数等方法,有效降低了结晶器液面波动,提高了铸坯的表面质量。

304不锈钢板坯浸入式水口形状对铸坯凝固组织的影响

研究运用冷酸蚀低倍检验的方法对304不锈钢180 mm×1 240 mm连铸板坯进行低倍检验,分析研究了连铸坯内部缺陷以及凝固组织信息。通过数值模拟和物理模拟研究了连铸结晶器以及浸入式水口的内部流场特征,并研究了不同形状的浸入式水口对连铸坯凝固组织的影响,在此基础上对原型浸入式水口进行优化,提出优化水口。结果表明:原型浸入式水口出钢口钢液发生严重的非稳态旋转,结晶器内部流场不对称,连铸坯组织柱状晶倾斜严重;最优化水口结构维持原水口凹形底部结构,但水口出口形状改为矩形,向上倾角为5°。