龙钢20钢夹杂物分析及生产关键工艺优化

发布时间：2020-10-23 22:13

　　 钢中夹杂物对钢材性能有直接影响,20钢生产的的重点在于如何将钢中夹杂物的种类、尺寸、含量等方面控制在合理的范围。本文通过对龙钢生产的20钢冶炼、精炼、连铸过程取样分析,对20钢生产过程进行夹杂物检测,在此基础上,针对影响20钢夹杂物的关键因素,采用正交实验极差法以及综合加权评分法对20钢精炼渣系进行优化,同时建立了龙钢20钢钙处理热力学模型对钙处理工艺进一步优化。得出以下研究成果:(1)龙钢20钢生产过程精炼渣系碱度较高,精炼渣系不合理需要进一步优化;20钢大型夹杂物主要为Al_2O_3夹杂且夹杂物形状多棱角,表明钙处理不佳,需要对钙处理工艺进行优化。(2)20钢精炼渣系的熔点受碱度的影响最大,受MgO含量的影响最小;20钢精炼渣系的粘度受CaF_2含量的影响最大,受MgO含量的影响最小;20钢精炼渣系受碱度的影响最大,受MgO含量的影响最小。20钢精炼渣系的最优组合为:碱度5,CaF_2含量5%,Al_2O_3含量25%,MgO含量9%。(3)随着碱度升高,20钢精炼渣系熔点增大,粘度先减小后增大;随MgO含量升高,20钢精炼渣系熔点先减小后增大,粘度先减小后增大;随Al_2O_3含量升高,20钢精炼渣系熔点先减小后增大,粘度增大;随CaF_2含量升高,20钢精炼渣系熔点增大,粘度先减小后增大。(4)给出龙钢20钢钙处理热力学模型,针对不同炉次20钢化学成分及热力学数据,计算并绘制了[Al]—[Ca]与[S]—[Ca]钙处理热力学平衡关系图,为龙钢20钙处理配钙量计算提供了一定的理论基础。通过感应炉钙处理试验,验证了钙处理模型计算结果对实际生产的参考性,在感应炉钙处理实验中,20钢最佳Ca-Fe合金配比为19%Ca-81%Fe,最佳加钙量为0.75 g/kg钢。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TF769
【部分图文】：

图 1.1 20 钢生产工艺路线（3）龙钢 20 钢生产操作流程龙钢 20 钢在转炉生产环节，炉中加入铁水 130t、废钢 5t，总装入量 135前期进行造渣脱磷。脱氧合金采用铝锰铁、硅钙钡、硅锰，在出钢 1/5 时入，整个转炉精炼过程全程吹氩。LF 精炼过程采用 CaO-CaF2基渣系，在期分 3-4 次加入 700kg 石灰，分 2-3 次加入 200kg 萤石，再加入 50kg 电造白渣。根据白渣情况进行调渣操作，加入一定量的电石、碳化硅。整个期按 45min 控制，精炼白渣保持 10min 以上。在精炼、合金微调后每炉 钙铁线进行钙处理操作，喂线速度大于 2.5m/s，软吹时间大于 10min。精炼后上连铸进行保护浇注。钢中非金属夹杂物的分类与来源 钢中非金属夹杂物的分类

西安建筑科技大学硕士学位论文夹杂物。其中的亚显微夹杂物主要是指夹杂物的尺寸在 1μm 以下；显微夹杂物是指夹杂物的尺寸处于 1-100μm 之间；宏观夹杂物是指夹杂物的尺寸在 1μm 以上。对于亚显微夹杂物目前将其列为无害夹杂物，主要是由于其尺寸较小。显微夹杂物会对钢材的力学性能造成影响，主要包括断裂性能以及疲劳性能，脱氧产物是显微夹杂物的主要来源。宏观夹杂物会对钢材的性能造成严重影响，由于其较大的尺寸使得钢材的内外质量均会受到影响[18-19]。1.2.2 钢中非金属夹杂物的来源外来非金属夹杂物以及内生非金属夹杂物是钢中的非金属夹杂物主要的来源。对于其主要来源组成可列于下图 1.2 所示。

西安建筑科技大学硕士学位论文150μm 以上的夹杂，占总量的 31.04%，粒径在 100-150μm 的夹杂物较少，占总量的 26.55%，粒径在 20-50μm 的夹杂物最少，占总量的 5.45%。由以上结果可以看出，铸坯钢大样中夹杂物的粒径级别和分级质量具有以下特点：(1)钢样中大型夹杂物含量较少，夹杂物总量的平均值仅为 7.65mg/10kg，在 10 mg/10kg 以下。(2)夹杂物的粒径分布较广，在 50-100μm、100-150μm、150μm以上粒径占比接近。(3)夹杂物粒径较大，粒径在 20-50μm 的小粒径夹杂物最少，仅占总量的 5.45%。（2） 20 钢大型非金属夹杂形貌以及成分对两炉次大型夹杂物的形貌以及成分进行分析检测如图 2.3-2.4 和表 2.5-2.6所示。
【参考文献】

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本文编号：2853607