摘要:改变以往的Si-Mn脱氧方式,改用Si-Mn-Al脱氧使钢液内的夹杂物能够尽量的变成液体夹杂而充分上浮排除,保证钢液内合适的Als含量以保证浇注过程不发生结流现象。关键词:夹杂物的变性处理酸熔铝 一、现状
去年,是炼钢厂产量规模再上一个台阶、品种开发全面实施最为关键的一年,而炼钢工序作为保证集团公司顺利实施品种开发,拓宽产品结构最为关键的一环,对钢水纯净度的研究显得尤为重要。
根据对我厂板坯Q235生产各工序夹杂物含量分析,其中铸坯夹杂粒度在10~30um有相当数量,且多数为内部Al2O3、外部硅酸盐的复合型夹杂,这与我厂脱氧合金化方式有一定关系。我厂通过加强转炉吹炼控制,强化氩站处理后,从测试所分析显示,经上精炼炉、保护浇注钢种对夹杂物控制有一定提高,夹杂物数量有一定减少,但球形夹杂物级别达2.5级,表明对夹杂物的上浮、吸附作得不够;而对于敞开浇注总氧含量则更高,严重影响钢材的最终轧制性能。为此,炼钢厂特成立《降低钢中夹杂物、提高钢水纯净度攻关小组》,对影响夹杂各环节逐一分析、解决,以达到满足新产品质量要求的目的。 二、存在问题主要原因分析
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目前炼钢厂生产Q235钢时脱氧合金化方式为:开始出钢时先加入铝块8~10kg进行预脱氧,出钢至1/3时将硅铁、高锰和硅铝钡钙一同加入钢包中。氩站处理完后自由氧平均含量为41ppm。测试所金相分析结果为:此钢种夹杂物较多,夹杂物种类有硅酸盐、氧化铝及球状氧化物,其中硅酸盐类夹杂物较为严重,一般为1.5级以上,部分可达到5级。
首先分析硅酸盐夹杂的形成机理:根据相关资料介绍,Si/Mn脱氧时生成的夹杂物类型及形态与〔%Si〕/〔%Mn〕2有关。当形成的脱氧产物为S iO2饱和时,必然有一个临界〔%Si〕/〔%Mn〕2比值,当高于此临界值,Mn实际上不能参加与硅的脱氧反应,生成的脱氧产物只能是固体SiO2;相反,钢液成分低于此临界值,脱氧产物必然为液态Mn-硅酸盐。由于液态夹
杂比固态夹杂上浮速度快更容易从钢液中去处,所以想减少钢中硅酸盐夹杂,就需是脱氧产物均为液态。经计算,1550℃时,〔%Si〕/〔%Mn〕2=0.3,而Q235钢成分要求为:〔Si〕=0.12~0.3%,〔Mn〕=0.25~0.5%,0.12/(0.5)2=0.44大于临界值,所以在满足钢种成分要求的前提下,无论如何调整〔Si〕〔Mn〕,生成的脱氧产物都为体积较小的固体.,很难从钢种去除。
特警用无人机为宝宝空投奶粉其次分析Al2O3夹杂物的生成机理:Al脱氧后,在钢中形成的夹杂物尺寸只有几个μm,成或串状,此类细小夹杂物很难从钢液中去除出去,在Ar 站处理过程中,虽然加入硅钙线进行变性处理,但由于一次定氧较高,Ca的收得率较低,只有很少一部分Al2O3变为液态夹杂排出钢液,固态Al2O3基本
都留在钢液中,加之板坯铸机中间包无挡渣强或挡渣堰,夹杂物亦无上浮机会,所以随钢液进入结晶器,最终残留于成品坯中。
光线路终端另外,用此脱氧方式,终脱氧后出氩站游离氧含量偏高,平均达到41ppm,在钢液凝固过程中,由于枝晶凝固偏析的结果,溶质元素的富集超过该元素与氧的浓度溶解度积时,脱氧反应便会重新发生,并且这时形成非金属夹杂很容易被正在生长的树枝晶包裹在里面,所以降低钢液中自由氧含量也是减少夹杂的一种方式。此外,游离氧过高是产生铸坯皮下气泡的主要原因,铸坯皮下气泡会使热轧带钢产生边裂和表面裂纹等缺陷,所以降低游离氧是铸坯质量合格的必要保证。
三、解决思路及具体措施
1.经认真分析后,认为Q235钢脱氧合金化方式的改进思路应该为:将原来Si/Mn脱氧改为Si/Mn/AL脱氧,把夹杂物成分控制为液态3MnO.AL2O3.3SiO2(Mn/Si=2~30),钢中[Al]S<=0.006%,钢中[O]溶达20ppm 而无Al2O3沉淀,钢水可浇性好,不堵水口,铸坯又不产生皮下气孔。
2.具体实施方法及准备工作:
①对转炉终点控制参数与钢水氧含量对应关系摸索:
针对不同终点碳、终点温度、终渣(FeO)对钢水氧性进行测定,分析其对应关系,得出【O】与【C】,【O】与出钢T的关系图,以确定最佳转炉终点控制要求,从而作好脱氧合金化工作。
②合金加入顺序改为:先弱后强。
③挡渣效果验证:取挡渣效果好坏不同炉次,测定渣层厚度,了解下渣量;对挡渣球铁皮加厚,防止铁皮熔化后挡渣失败,可考虑均质挡渣球实验。
④顶渣技术:作好钢包渣氧化性控制,出钢时可加入石灰、铝粉等对渣变性,取样分析,造好高碱度、低熔点、低(FeO)钢渣,作到渣能有效吸附大颗粒夹杂物,降低总氧,取渣样对比分析。
⑤增设钢包吹氩就地气包,解决吹氩气源压力、流量不稳定问题。确定吹氩强度大小(翻卷面积)。
⑥分析氩站钙处理变性效果:取到站、氩后样作钙、酸熔铝含量及夹杂物种类、数量对比分析,氩站喂线后取包样,计算出各合金元素的收得率,并绘出合金收得率与出钢温度及出钢氧的关系图。
钢结构安装⑦对精炼前后钢水夹杂物种类、含量取样对比分析,了解变化情况。
⑧对3#机中包进行安装挡渣墙(堰)实验,在其它相同条件下取铸坯作金相、夹杂物种类、含量分析。了解其效果。自动旋转喷雾喷头
⑨上板坯(保护浇注)与不上板坯铸坯夹杂物种类、数量分析对比。
⑩小修包管理:作好钢包清洁、卫生工作。
根据上述收集数据,对现有工艺进行调整。
四、改进方案后的目标
1.降低钢中非金属夹杂物尤其是硅酸盐夹杂的含量,使其平均含量在2级以下。
2.降低钢水氧性,减少因脱氧不良造成的铸坯缺陷;减少凝固过程中再脱氧时产生的非金属夹杂。ca3780