20CrMnTiH冶炼全流程夹杂物演变分析

为明确冶炼过程中齿轮钢中的非金属夹杂物的演变行为, 实现对钢中夹杂物特性的有效控制和提高产品质量, 以20CrMnTiH齿轮钢为研究对象, 通过对"BOF-CAS-LF-VD-CC-轧制"的冶炼工艺对齿轮钢生产过程取样分析, 采用扫描电镜对不同阶段的夹杂物成分、尺寸、形貌和数量等特性进行系统分析研究。结果表明, 在转炉冶炼结束后, 在CAS精炼结束之前, 钢中只有Al₂O₃夹杂, 且呈团簇状存在; 在LF造白渣5 min时, 加入钙线进行钙处理, 促进夹杂物的形态改变, 形成了Al₂O₃、Al₂O₃-CaO以及Al₂O₃-MgO夹杂; 在LF出站时, 已经结合成为球状的Al₂O₃-MgO-CaO、CaS-MnS类的复合夹杂和TiN夹杂; 在中包位置时, 除了球状的Al₂O₃-MgO-CaO复合夹杂和CaS夹杂, 还出现了小尺寸氧化物夹杂。      

改善弹簧钢55SiCr小方坯中心碳偏析的试验研究

针对160 mm×160 mm断面小方坯弹簧钢55SiCr铸坯中心偏析严重的问题,基于小方坯中心碳偏析形成的机理,考虑到连铸工艺参数对中心碳偏析的影响,进行工业优化试验。结合试验结果及凝固理论分析,确定了小方坯弹簧钢55SiCr的合理的连铸工艺参数,为改善小方坯弹簧钢55SiCr的凝固组织和铸坯中心碳偏析提供理论和实践依据。     

大方坯皮下负偏析带形成过程的数值模拟

针对某钢厂大方坯连铸过程中铸坯内部质量问题,通过耦合电磁-流动-热-溶质传输,建立多尺度、多物理场的三维数学模型,研究了高碳钢大方坯皮下负偏析带的形成过程。结果表明,铸坯皮下负偏析带是铸坯凝固前沿钢液流速和凝固速率共同作用的结果。对于四孔水口大方坯,铸坯皮下会经历两次负偏析,第一次负偏析是由水口射流造成的,第二次负偏析是由结晶器电磁搅拌造成的。磁搅参数的改变只会影响电磁搅拌影响区的负偏析程度,而不会影响负偏析带在铸坯中的位置及宽度,也不能改善铸坯中心的正偏析度。     

RH快速深脱碳研究

结合理论和实践,对RH脱碳的影响因素进行了分析研究,结果表明:对于250～300t的RH,最佳的初始碳含量为(250～400)×10-6(质量分数,余同);发现吹氧时机对RH脱碳速率的影响很明显,吹氧时间滞后,造成RH前期脱碳速率过低,吹氧时已经进入低碳区域,削弱了吹氧对提高脱碳速率的作用,而且造成RH终点钢水活度氧过...     

RH—TOP精炼终点钢水温度的预报模型

采用多元回归分析方法分别建立了未吹氧和吹氧工艺条件下RH-TOP精炼终点钢水温度的预测模型。对预测温度统计分析结果表明：未吹氧条件下,模型对RH—TOP精炼终点温度的预测误差在±5℃和±10℃时的命中率分别为83％和99％;吹氧条件下,模型对RH精炼终点温度的预测误差在±5℃和±10℃时的命中率分别为79％和96％。     

RH工艺及吹气孔堵塞对钢液混匀的影响

以某厂210tRH为原型,建立模型与原型尺寸比为1：4的物理模型。测量了不同吹气量、不同浸渍管插入深度及不同真空室液位高度等操作工艺条件下的混匀时间,讨论了吹气孔堵塞对RH混匀的影响。结果表明：当吹气量大于800L／min、浸渍管浸入深度大于560mm、真空室液位高度大于315mm、吹气孔堵塞不大于3个时均有利于RH钢液混匀。在试验基础上对现场操作工艺进行改进,提高了RH精炼效率。     

含钛微合金钢凝固过程中TiN的析出行为分析

分别从热力学和动力学方面研究了低碳含钛微合金钢凝固过程选分结晶对TiN夹杂物析出的影响。热力学分析表明,液相线温度以上不会有TiN析出;由于凝固过程凝固前沿Ti、N元素富集,凝固分数达到0.377时,凝固前沿固相中开始析出TiN;凝固末期,Ti和N的富集程度进一步增大,固液相中均有TiN析出。动力学分析表明,随着冷却速度的降低,凝固过程TiN夹杂物的尺寸显著增加,当冷速高于50 K/s时,TiN的理论半径为5.5 μm,当冷速低于5 K/s时,TiN的理论半径在17.5 μm以上;固相中析出的TiN为纳米级别。铸坯中TiN析出物主要尺寸为1~5 μm,且大尺寸夹杂主要在铸坯厚度方向的1/4处和中心处析出,这表明铸坯中的大尺寸夹杂物是在凝固过程中析出的。     

异型坯连铸双浸入式水口浇铸技术模拟研究及工业实践

通过数学物理模拟以及工业应用实践,研究了异型坯结晶器内单、双浸入式水口浇铸时流场特征及实际冶金效果,优化了双浸入式水口的设计参数。模拟研究结果表明,双浸入式水口浇铸有利于异型坯结晶器内流场的均匀性和对称性,避免了单水口浇铸时局部区域流体流动强烈现象,改善结晶器液面的稳定性和波动均匀性;双浸入式水口最优设计参数为底孔直径23 mm、腹向侧孔直径14 mm、翼向侧孔直径10 mm、侧孔倾角6°。工业实践表明,异型坯连铸双浸入式水口浇铸技术使结晶器内流场分布更合理,液渣层分布更均匀,结晶器粘结漏钢发生率下降32.8%,废品率降低20%,平均连浇炉数增加近3倍,提高了连铸生产效率。     

CAS精炼钢包中气泡运动行为研究

研究了钢包中心底吹和偏心底吹时熔池中的气泡运动行为,并对其进行了分析.对于中心底吹,气泡垂直上升;对于偏心底吹,气泡流有向钢包中心偏移的现象,其偏移程度与底吹气量和底吹位置有关,在实验室设计的气量下气泡偏移量随着气量的增加而增加,在现场可考虑的底吹位置范围内,气泡偏移量随着底吹位置偏心程度增加而增加.冶金工业生产中CAS钢包精炼中气泡偏移现象严重影响了浸溃罩寿命和CAS精炼的效果,针对气泡偏移的事实,为了提高CAS精炼效果和浸渍罩的寿命,提出CAS精炼工艺中浸渍罩放入位置应向钢包中心偏移,偏移程度应根据实际情况而定.