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原文传递 IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究

论文题名：	IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究
关键词：	IF钢;汽车用钢板;钢液流场;水口吹氩;连铸结晶器
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0.92mg·(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。 (6)经过连铸工艺参数和浸入式水口结构参数优化设计之后，在正常浇注条件下连铸中间包至结晶器之间的IF钢中全氧含量下降11×10-6，连铸坯上、下表层处的夹杂物含量分别下降53.1％、85.9％。 (7)经过连铸工艺参数和浸入式水口结构参数优化设计之后，与连铸中间包试样相比较，在稳态浇注条件下IF钢连铸坯中夹杂物的主要变化规律如下： a)Al2O3系群络状夹杂物的数量明显减少，尺寸也有所减小，一般为15μm～40μm。 b)Al2O3系块状夹杂物的数量和尺寸均有所增大，一般为20μm～40μm。vc)Al2O3-CaO系或Al2O3-CaO-SiO2系夹杂物基本消失。 d)Al2O3-Ti2O3系夹杂物的数量有所减少，尺寸稍有增大，大多数为10μm～60μm。这表明连铸结晶器可以有效去除IF钢中的夹杂物，同时无明显的结晶器卷渣和二次氧化。本论文的研究成果对于解决IF钢冷轧汽车面板出现的表面质量问题，对于我国IF钢生产的进一步发展均具有重要的理论价值和现实意义。
作者：	任子平
专业：	钢铁冶金
导师：	姜茂发;唐复平
授予学位：	博士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文