【摘要】：本文針對大通量薄板坯流程在生產(chǎn)高品質(zhì)低碳鋼過程中的夾雜物控制難題,利用武鋼CSP產(chǎn)線的精煉裝備進行了工業(yè)試驗并結(jié)合熱力學(xué)計算與分析,以ESP結(jié)晶器為原型,應(yīng)用三維粒子圖像測速(PIV)技術(shù)和快速傅里葉變換(FFT)原理進行了物理模擬實驗,形成了大通鋼量條件下薄板坯生產(chǎn)流程的夾雜物控制工藝技術(shù)。其主要研究結(jié)論歸納如下:(1)對比了 LF+鈣處理和LF+RH+鈣處理兩種精煉工藝路線生產(chǎn)低碳鋼時鋼水的潔凈度、夾雜物的情況。采用LF+鈣處理精煉工藝條件下,鈣處理后,鋼中平均夾雜組成主要位于CaO-MgO-Al2O3三元相圖的液相區(qū)。采用LF+RH+鈣處理精煉工藝條件下,由于渣中氧化性較高,鈣處理夾雜變性不充分,鈣處理前后夾雜物組成變化不明顯,需要在LF工序造還原渣降低渣中氧化性使鈣處理充分發(fā)揮夾雜物變性作用。對于大多數(shù)鋼種,采用LF+鈣處理精煉工藝能夠滿足鋼水潔凈度和夾雜物變性的需要,對于氮含量控制要求較高的鋼種,建議采用LF+RH+鈣處理精煉工藝路線。(2)采用薄板坯流程生產(chǎn)低碳低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼時,將LF精煉過程渣中的w(CaO+MgO)/w(SiO2)值控制在 6~7,w(CaO+MgO)/w(A12O3)值控制在2.1-2.3左右時,不僅有利于提高脫氧率,降低鋼中T.O,而且還有利于低熔點CaO-MgO-A12O3夾雜物的生成,降低鋼中夾雜物。試驗結(jié)果和熱力學(xué)計算分析結(jié)果一致。(3)采用工業(yè)試驗和熱力學(xué)計算分析相結(jié)合的方法,研究了低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鈣處理過程中夾雜物的轉(zhuǎn)變機制。根據(jù)熱力學(xué)計算分析,建立了鈣處理過程Al-S-Ca的熱力學(xué)關(guān)系,提出了薄板坯精準鈣處理夾雜物變性技術(shù)。當(dāng)鋼中[A1]含量為 0.020%-0.035%時,[Ca]含量為 0.0008%-0.0015%時,[S]含量為≤0.0027%時,生成的夾雜物為液態(tài)鈣鋁酸鹽夾雜,并同時避免生成純的CaS夾雜。優(yōu)化工藝應(yīng)用于大生產(chǎn)后,薄板坯水口結(jié)瘤發(fā)生率從優(yōu)化前的1.04%下降到0.47%,鋼質(zhì)的夾雜改判率從優(yōu)化前的1.23%下降到0.75%。(4)采用大通量浸入式水口條件下,在結(jié)晶器液面下600mm~800mm的區(qū)域內(nèi)鋼液動能大,對坯殼的沖擊動能大,容易發(fā)生坯殼重熔甚至漏鋼;結(jié)晶器液面流速多處位置超過了 0.30m/s的卷渣臨界值,彎月面處液面波動較為劇烈,在通鋼量為7.5t/min時,波動幅度已超過±7mm,卷渣風(fēng)險高。在現(xiàn)有水口結(jié)構(gòu)條件下,綜合結(jié)晶器原始液面波動及液面波動指標(biāo)分析,結(jié)晶器的最佳通鋼量為6.0t/min,最佳浸入深度為220mm。(5)隨著通鋼量增大,水口出口射流及窄邊回流區(qū)鋼水流速均增大,結(jié)晶器上回流漩渦的渦心位置下降,且向結(jié)晶器窄邊附近移動;結(jié)晶器液面波動越發(fā)劇烈;流量一定條件下,擴大浸入式水口出口面積和增加浸入式水口浸入深度都能一定程度上降低結(jié)晶器液面流速和液面波動,進而降低卷渣風(fēng)險。
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TF769
【圖文】：

截止２０１７年年底，全世界共建成６７條薄板坯連鑄連軋產(chǎn)線，詳細情況逡逑見表２－１，年產(chǎn)能超過１．２億噸，其中中國有１７條產(chǎn)線（見表２－２），此外，逡逑中國還有４條采用無頭乳制技術(shù)的產(chǎn)線在建［１３１。中國的薄板坯產(chǎn)線無論是產(chǎn)逡逑線數(shù)量和產(chǎn)能都是世界領(lǐng)先的。逡逑表２－１．全球薄板坯連鑄連乳產(chǎn)線統(tǒng)計逡逑國家邐產(chǎn)~柫俊蹂尾埽義希茫櫻繡澹桑櫻繡澹疲裕櫻義澹駑澹

本文編號：2765778