高供氧压力下高马赫数氧枪数值模拟

  以北方某钢厂100 t转炉为原型，建立顶吹转炉炉内流场的三维数学模型，采用Fluent软件研究了不同高马赫数氧气射流与熔池钢液速度流场分布之间的依赖关系。研究发现，高马赫数氧枪在Ma（马赫数）为2.0～2.3时，曲线平稳，为最佳供氧压力。在提高供氧压力的同时，氧气射流的最大速度、熔池钢液面的冲击直径及冲击深度也随之增加。模拟结果显示，氧气射流在设计工况氧压小于1.0 MPa时，射流之间相互干扰作用最弱；氧气射流在设计工况氧压力大于1.0 MPa后，冲击直径与冲击深度增幅较小。基于上述研究，在实际生产中应用了高马赫数氧枪后，并结合变枪变压操作工艺，可以改善熔池底部钢液流动状况、稳定转炉吹炼过程、控制炉渣喷溅。     

诱发IAF夹杂物与原晶粒的尺寸匹配关系

 对于氧化物冶金船板钢而言，细小弥散分布的夹杂物会对其原始晶粒产生钉扎和诱发晶内铁素体的双重作用，且研究发现诱发晶内铁素体的夹杂物尺寸与原始奥氏体晶粒尺寸存在一定的匹配关系。围绕上述问题进行了系统的分析研究和数据统计,结果表明，不同晶粒尺寸下，诱发晶内铁素体的夹杂物尺寸与原奥氏体晶粒度间存在近似线性关系，且随着奥氏体晶粒度的增大，诱发晶内铁素体的夹杂物尺寸则相应减小。     

影响加磷高强超低碳钢可浇性的因素研究

加磷高强超低碳钢具有IF钢特性,特点是添加一定含量的P、Mn、Nb等合金元素以达到固溶强化的目的,提高钢种强度而又不影响钢种塑性,但高磷钢水易引起水口絮瘤堵塞。通过研究钢中氧化物夹杂(Al_2O_3为主)的生成与去除这一直接关键影响因素,分析内在机理,进行相关的理论研究和生产试验,通过工艺流程的优化、转炉终点高温高磷成分控制、RH精炼微合金化工艺优化及全流程时间匹配,减少了钢中夹杂物的生成、促进了夹杂物的聚集上浮去除等,改善钢水可浇性。RH出站钢水平均T.O质量分数25×10~(-6),连铸中包钢水平均T.O质量分数19×10~(-6),最终解决加磷高强超低碳钢可浇性问题,实现100 t LD→RH→CC工艺流程的大批量稳定生产,单支水口稳定5炉连浇。     

DP780钢中大型夹杂物分析与控制

通过大样电解实验对DP780汽车用钢大型夹杂物进行了研究。结果表明,大型夹杂物的尺寸度在50~700μm之间。稳态铸坯中大型夹杂物以SiO_2-Al_2O_3和SiO_2-MnO复合氧化物为主;头坯中大型夹杂物以SiO_2-CaO-Al_2O_3和CaO-SiO_2氧化物夹杂为主;混浇坯中大型夹杂物以SiO_2和Al_2O_3-CaO-MgO复合氧化物为主,尾坯中大型夹杂物以SiO_2、SiO_2-Al_2O_3-MnO和SiO_2-Al_2O_3-CaO等复合氧化物为主。稳态坯各样大型夹杂物含量平均为34.25 mg/10 kg,处于正常水平。头坯大型夹杂物含量为39 mg/10 kg,比稳态坯高14%,混浇坯大型夹杂物含量平均为33.5 mg/10 kg,尾坯大型夹杂物含量为35 mg/10 kg,与稳态坯基本一致。     

超低碳钢连铸保护渣性能的检验分析

通过应用半球法熔点-熔速分析、旋转法粘度测定及单丝法结晶性能测定等方法,对钢浇注过程中选用的超低碳钢保护渣进行了分析。结果表明,超低碳钢保护渣主要成分为35.88%CaO、36.96%SiO_2、6.01%F~-、4.32%Na_2O、3.70%MgO。超低碳钢保护渣熔化温度为1 169℃,结晶温度为1 019℃,粘度为0.33 Pa·s,在拉速为1.5 m/min时试验保护渣的消耗量为0.34 kg/t。     

钢水覆盖剂综述

本文综述了钢水覆盖剂的发展，分类，理化和使用性能及影响因素，对于覆盖剂的研制具有一定的指导意义。     

裂纹敏感性钢连铸保护渣应用研究

针对裂纹敏感性钢种的凝固特点,分析了应用于该钢种保护渣应具有的理化性能,提出提高保护渣结晶率,控制传热是解决裂纹敏感性钢种出现纵裂、凹陷及粘结漏钢等质量缺陷和事故的主要途径。在保护渣性能测试及实验室研究的基础上,给出了两种不同的优化思路:方案一为高碱度高结晶率优化方案,方案二为低碱度高结晶率优化方案,结合国内不同钢厂进行应用实践。使用方案一的保护渣结晶问题得到很好地解决,保护渣的析晶率达到80%,铸坯表面平整,纵裂比例控制到0.87%。使用方案二的保护渣的结晶率接近80%,很好地解决了低碱度保护渣不容易结晶的问题,优化后的铸坯表面平整,纵裂、凹坑等问题得到明显控制。     

碳素结构钢钢渣改质后铸坯中大型夹杂物行为

通过夹杂物示踪等试验对北方某钢厂两种低成本碳素结构钢Q235D的大型夹杂物含量、种类、粒径、来源等进行了系统研究。结果表明:120 t转炉—CC工艺,稳态铸坯中T[O]平均含量为76×10-6、[N]平均含量为28×10-6、10 kg铸坯中大型夹杂物含量为31.3 mg;混浇坯T[O]平均含量为82×10-6、[N]平均含量为30×10-6、10 kg铸坯中大型夹杂物含量为38.8 mg。只含钢包渣示踪剂的夹杂物约占5%,只含中间包渣示踪剂的夹杂物约占22%,同时含钢包渣、中间包渣两种示踪剂的约占27%。120 t转炉—钢包渣改质处理—CC工艺,出钢温度较原工艺高15℃,5 kg/t改质剂、5 kg/t石灰随脱氧剂同时加入钢包,并大搅至出钢结束,盖上钢包盖后静吹12 min,然后静置20 min送至连铸。典型钢包终渣成分:43%Ca O,36%Al2O3,10%Si O2,6%Mg O,5%(Mn O+Fe O)。改质处理后钢中T[O]及大型夹杂含量均大幅降低,钢包顶渣改质剂的加入明显增强了钢渣对大型夹杂物的吸附能力,能做到一个浇次30炉不堵水口,改质处理作用显著。     

超低碳钢连铸坯钩状坯壳的演变与夹杂物的捕集

超低碳钢常用于生产汽车面板等表面质量要求较高的产品.连铸坯皮下的钩状坯壳很容易捕集夹杂物导致冷轧钢板表面出现翘皮、亮/暗线等缺陷,对产品质量具有严重危害.采用数值模拟分析了钩状坯壳的形成和演变过程.将计算的初生坯壳形状制作成物理模型,模拟了夹杂物在凝固前沿被捕集的过程,并对凝固钩区域不同位置的夹杂物的受力特征进行了分析.结果表明,凝固钩在弯月面中形成以后,不会直接湮没进坯壳内,而是要经历熔化、变粗、生长、湮没等逐步演变的过程.数值模型预测拉速1.3 m·min-1条件下最终存留在坯壳中的凝固钩深度约为2.5 mm,这与实际观察到的钩状坯壳的尺寸基本一致.模拟得到的钩状坯壳形貌与铸坯表层和漏钢坯壳的金相特征较为接近.夹杂物最容易在凝固钩下表面被捕集,不容易在凝固钩上表面被捕集,特别是对尺寸相对较大的夹杂物.但是溢流发生时,靠近弯月面处的夹杂物可能随着钢流进入到初生凝固钩上部而被快速冷却的钢液包裹.两道凝固钩之间的坯壳由于其凝固前沿处于垂直分布,小于100 μm夹杂物可能被捕集而大尺寸夹杂物不易被捕集.      

带钢起皮成因分析及改进

针对某厂Q195冷轧镀锌带钢起皮缺陷,应用金相显微镜、大样电解、扫描电镜及能谱分析对冶炼过程中各工序钢水内的大型夹杂物及显微夹杂物进行分析。结果表明,冷轧缺陷主要是由于钢包卷渣和钢包耐火材料剥落所致。通过优化生产工艺及调整钢包浇注料材质等措施,基本消除了冷轧带钢表面起皮和镀锌挂渣缺陷,提高了镀锌板表面光洁度。