超低碳钢是家电、汽车、电力等行业的重要金属材料,世界各大钢铁企业都将其列重要产品之一。同时超低碳钢的生产水平也体现着一个钢厂的冶炼水平,而今市场形势严峻,竞争激烈,超低碳钢也是附加值较高的产品,该钢种的研发,对于改善产品结构,提高企业竞争力有着重要意义。
降低钢的含碳量和硫含量,尤其是降低在超低碳范围内的含量可改善钢的加工性能和使用性能。研究超低碳钢冶炼中碳硫的控制工艺对超低碳钢的开发来讲是至关重要的一步。
在连铸生产中,一个浇铸周期的开始阶段即第一炉的开浇阶段由于中间包和结晶器钢水液位不稳、拉速变化较大,易导致保护渣卷入及二次氧化等现象的发生,造成第一块铸坯洁净度变差。近几年,为解决头坯洁净度问题,许多学者进行了多方面的研究,但大多集中在头坯洁净度的定量研究,关于优化工艺研究很少,开浇工艺优化属较新领域,尚有许多工作需要进一步研究。
汽车工业的飞速发展带动了以IF钢为代表的超低碳钢需求量的快速增长。转炉作为RH精炼之前最重要的设备,对RH脱碳和钢液的洁净度都有重要影响,因此研究超低碳钢的转炉冶炼具有重要意义。超低碳钢对转炉终点碳、氧含量特别是对碳含量有着严格的要求,确定理想的转炉终点碳含量对于后续工艺具有事半功倍的效果。北京科技大学李朋欢以某厂300t转炉生产ULC-IF钢为例,对转炉终点控制进行了分析和研究,结论有三点:
1)超低碳钢BOF终点控制的主要问题是碳氧积偏高,这主要受炉龄、终点温度、吹氧量等因素的影响。
2)炉龄对碳氧积的影响明显。当BOF炉龄超过5000炉后,碳氧积严重偏离理论平衡值。
3)用300t的BOF生产超低碳钢时,理想的终点为0.03%~0.05%。
4)用300t的RH生产超低碳钢时,理想的RH初始为0.014%~0.033%,最高不应超过0.04%。
而武汉科技大学的学者结合某厂的生产实际,对超低碳钢M2A1不同工序阶段、头坯及正常坯夹杂的数量、形貌、成分进行了分析,找到了超低碳钢头坯夹杂物偏高的主要原因,并通过优化开浇准备工作、开浇吨位、氩气控制,采用塞棒代替普通钢质开浇管进行开浇,对中包开浇升速曲线进行优化及按照不同断面设定出苗时间等措施,使头坯质量得到一定的改善。
优化后,头坯沿浇铸方向的T.O和N含量、夹杂物总量及数量都有不同程度的降低,沿头坯浇铸方向2.5m处w(T.O)从优化前的0.0036%降低到0.0025%,每10kg铸坯中夹杂物总量由11.50mg降低到8.26mg,单位面积夹杂物个数由8.73个降至6.26个,铸坯沿头坯浇铸方向2.5m处达到正常坯水平。
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