近终形异型坯连铸H型钢夹杂物行为研究

论文摘要

津西钢铁股份有限公司100万t/a大H型钢生产线采用近终形异形连铸坯生产H型钢,工序简化、收得率高、能耗低、投资省。由于是国内首家采用这种模式生产,缺乏可以借鉴的经验。生产中也遇到了一些问题,其中腹板裂纹是最突出的缺陷之一,经研究发现约1/3的腹板裂纹是由钢质量,特别是钢中夹杂物含量高引起的。针对津西现行工艺与条件,采取示踪剂追踪、系统取样、综合分析等手段研究了采用半敞开方式浇铸近终形异型坯中夹杂物的类型、数量、尺寸以及分布的情况。研究表明:1)铸坯内T[O]平均值约为70.8×10-6,显微夹杂的体积率平均为0.15%。半敞开浇铸方式夹杂物数量较大,对进一步提高钢质量、扩大品种有一定困难。2)铸坯内弧夹杂物含量较高,且在距内弧的1/53/5处出现夹杂物聚集区,显微夹杂物的这种分布特点是由小于10μm的夹杂物造成的。3) 010μm的显微夹杂约占60%以上,1020μm的显微夹杂约占15%,大于20μm的显微夹杂约占20%。4)铸坯内含Ba的夹杂物占总测试数的66.7%,含La的夹杂物占总测试数的38.9%,含Ce的夹杂物占总测试数的27.8%,含K、Na的夹杂物占到测试总数的100%,83.3%的夹杂物含有两种以上示踪元素,说明大部分夹杂物来源并不单一,由钢包渣、中间包覆盖剂、中间包打结料及结晶器保护渣中的两种或两种以上成分在钢水中碰撞聚集而成。5)在稳态浇注条件下,铸坯中大型夹杂物含量为78.75mg/10kg;而非稳态浇铸条件下,铸坯中大型夹杂物含量为130.09mg/10kg。<100μm的非金属夹杂物占铸坯内大型非金属夹杂物总量的98%,其中<50μm的占47%,50100μm的占51%。上述研究确定了钢中夹杂物的来源及对异型坯腹板裂纹影响,为减少非金属夹杂物及抑制腹板裂纹提出了合理的建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 近终形异型坯的发展
• 1.2 近终形异型坯的质量缺陷
• 1.2.1 异型坯的表面质量缺陷
• 1.2.2 异型坯的内部质量缺陷
• 1.3 钢中成分对近终形异型坯缺陷的影响
• 1.3.1 钢中C 元素对近终形异型坯缺陷的影响
• 1.3.2 钢中P 元素对近终形异型坯缺陷的影响
• 1.3.3 钢中Mn、S 元素对近终形异型坯缺陷的影响
• 1.3.4 钢中Al 元素对近终形异型坯缺陷的影响
• 1.4 脆性夹杂物对近终形异型坯缺陷的影响
• 1.5 钢中的非金属夹杂物
• 1.5.1 夹杂物来源
• 1.5.2 夹杂物特性及类型
• 1.5.3 夹杂物控制措施
• 2 研究内容及方案
• 2.1 研究目的和意义
• 2.2 研究内容
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 试验方案
• 2.3.2 生产工艺流程及设备参数
• 2.3.3 工业试验
• 2.4 非金属夹杂物的检测
• 2.4.1 金相显微镜检验
• 2.4.2 扫描电镜检验
• 2.4.3 大样电解检验
• 3 近终形异型坯连铸中T[O]含量分析
• 3.1 实验方法
• 3.2 近终形异型坯中T[O]含量变化
• 3.3 本章小结
• 4 近终形异型坯连铸中大型非金属夹杂物分析
• 4.1 大型非金属夹杂物含量
• 4.2 异型坯连铸中大型非金属夹杂物总量分析
• 4.3 近终形异型坯中大型非金属夹杂物来源分析
• 4.3.1 中间包内大型非金属夹杂物分析
• 4.3.2 铸坯内大型非金属夹杂物分析
• 4.4 本章小结
• 5 近终形异型坯铸坯中显微夹杂物分析
• 5.1 铸坯中显微夹杂物的形貌、组成与粒径分布
• 5.2 体积率法对所取试样的夹杂物统计
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集