IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究

论文摘要

近几年来，由于IF钢具有优良的深冲性和无时效性，已逐渐成为继沸腾钢和铝镇静钢之后的新一代冲压用钢，是一个国家汽车用钢板生产水平的标志。目前，中国的IF钢生产处于初级发展阶段，可以满足中低档轿车和卡车用钢板的质量要求，中高档轿车用高品质钢板仍然需要大量进口，尤其是对于表面质量要求非常严格的汽车面板，与国外同类型IF钢产品的质量差距更大。 本论文首先通过工业试验及取样分析，系统研究IF钢中成分及夹杂物在转炉冶炼、RH真空精炼、连铸等各个工序的变化规律，进而对IF钢中成分及夹杂物的过程控制进行分析评价，并提出相应的解决措施和研究方向；然后通过数学物理模拟，系统研究IF钢连铸结晶器内的钢液流动及卷渣行为，在此基础上对IF钢连铸工艺参数和浸入式水口结构参数进行分析评价和优化设计，并成功应用于IF钢连铸工业生产，取得良好效果。 本论文的主要研究成果如下： （1） IF钢连铸坯中的碳、氮含量分别为22×10-6、21×10-6，在RH脱碳结束之后的增碳量可降低至11×10-6，在转炉冶炼终点之后的增氮量可降低至9×10-6。 （2） 在稳态浇注条件下IF钢连铸坯中的全氧含量为16×10-6，夹杂物含量的平均值为0.92 mg·（10kg）-1，达到世界先进水平。 （3） IF钢连铸坯中的夹杂物主要有Al2O3系群络状夹杂物、Al2O3系块状夹杂物、Al2O3-CaO系或Al2O3-CaO-SiO2系夹杂物、Al2O3-Ti2O3系夹杂物等4种类型。大型Al2O3系块状夹杂物和Al2O3-CaO-SiO2系夹杂物是造成鞍钢IF钢冷轧板表面缺陷的主要原因。 （4） 随着水口吹气量的增加，连铸结晶器内的液面波动逐渐加剧，尤其浸入式水口附近的液面波动明显加剧，卷渣和液面裸露的几率均逐渐增大；但同时冲击深度逐渐减小，利于钢液中夹杂物上浮和凝固坯壳形成。 （5） 对于断面尺寸为（1060mm、1280mm）×230mm的连铸结晶器而言，建议均采用15°正方形水口，当上水口吹气量为6L／min、上滑板吹气量为2L／min、水口插入深度为290mm时为最佳。对于断面尺寸为1550mm×230mm的连铸结晶器而言，建议采用15°正方形水口，当上水口吹气量为4L／min、上滑板吹气量为2L／min、拉速为1.3m／min、水口插入深度为290mm时为最佳。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 IF钢生产工艺的发展现状分析
• 1.2.2 IF钢中成分及夹杂物过程控制的研究现状分析
• 1.2.3 IF钢连铸结晶器内钢液流动及卷渣行为的研究现状分析
• 1.3 本课题的研究背景
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第二章 采用BOF—RH—CC工艺生产IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究
• 2.1 研究方法
• 2.1.1 工业试验条件
• 2.1.2 取样方法
• 2.1.3 检测分析手段
• 2.2 结果分析与讨论
• 2.2.1 转炉冶炼终点与RH精炼之前IF钢中成分及夹杂物的控制研究
• 2.2.2 RH精炼过程中IF钢中成分及夹杂物的控制研究
• 2.2.3 连铸中间包内IF钢中成分及夹杂物的控制研究
• 2.2.4 IF钢连铸坯中成分及夹杂物的控制研究
• 2.3 本章小结
• 第三章 IF钢连铸结晶器内钢液流动及卷渣行为的数学物理模拟研究
• 3.1 数学模型的建立
• 3.1.1 数学模型的假设条件
• 3.1.2 数学模型的基本方程
• 3.1.3 数学模型的边界条件
• 3.1.4 数学模型的计算方法
• 3.2 物理模型的建立
• 3.2.1 物理模型设计
• 3.2.2 分析检测手段
• 3.3 结果分析与讨论
• 3.3.1 连铸结晶器内的钢液流动及卷渣行为分析
• 3.3.2 水口未吹氩工艺条件下连铸结晶器内的钢液流动行为及卷渣行为研究
• 3.3.3 水口吹氩工艺条件下连铸结晶器内的钢液流动及卷渣行为研究
• 3.3.4 IF钢连铸工艺参数和浸入式水口结构参数的分析评价与优化设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 IF钢连铸工艺参数和浸入式水口结构参数优化的工业试验研究
• 4.1 研究方法
• 4.1.1 工业试验条件
• 4.1.2 取样方法
• 4.1.3 检测分析手段
• 4.2 结果分析与讨论
• 4.2.1 IF钢中成分的过程控制
• 4.2.2 IF钢中夹杂物的过程控制
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 论文发表
• 作者简介
• 致谢