IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究

【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Al_2O_3系群络状夹杂物、Al_2O_3系块状夹杂物、Al_2O_3-CaO系或Al_2O_3-CaO-SiO_2系夹杂物、Al_2O_3-Ti_2O_3系夹杂物等4种类型。大型Al_2O_3系块状夹杂物和Al_2O_3-CaO-SiO_2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。