if熱浸中含有ti偏析與物的衍變規則

來源: 網絡整理 2019-11-20

無論是Ti-IF鋼還是Ti+Nb-IF鋼,其伸長率對退火溫度的變化均不敏感。真空槽內的殘鋼及殘渣等冷鋼對脫碳速率,特別是終點碳含量有重要影響,必須采取減少RH真空槽的冷鋼措施。鐵礦石、廢鋼和鐵合金等煉鐵、煉鋼原料中含有大量雜質元素。IF鋼鑄坯中非金屬夾雜物主要是大尺寸Al2O3顆粒和存在中間過渡層的TiN-Al2TiO5-Al2O3復合夾雜物,其形核長大過程是[Al]、[Ti]和[O]先在細小的Al2O3顆粒上反應生成一層Al2TiO然后TiN在Al2TiO5表面形核長大。北京科技大學的學者系統研究了Ti-IF鋼冶煉過程和鑄坯中含Ti夾雜物的組成、分布與微觀形貌揭示了含Ti夾雜物的衍變規律。IF鋼冶煉過程使用鋁脫氧,通過加入一定量的鈦、鈮等強碳氮化合物形成元素,將超低碳鋼中的碳、氮等間隙原子完全固定為碳氮化合物從而得到無間隙原子的潔凈鐵素體鋼,其鋼液成分特點是碳氮含量超低、微合金化和鋼質純凈。當由較低拉速(6m/min)向高拉速(4m/min)變動時,對保護渣卷渣的影響則主要發生在提升到高拉速后停止升速階段,而低拉速時啟動升速和隨后均勻升速對鑄坯夾雜物含量的影響不大。由此可知,薄板坯連鑄由于鋼液面波動及表面流速大,故更易造成保護渣卷入,這正是薄板坯連鑄生產高品質IF鋼的主要困難所在。為了解決這一問題,對干式料的配方進行了改進,消除了中間包塌陷。

減少鋼水在中間包增碳,中間包增碳要<0003%,應采用無碳覆蓋劑以防止增碳,降低中間包覆蓋渣碳成分是減少鑄坯增碳的有效途徑。為了提高IF鋼質量水平,寶鋼、鞍鋼與北京科技大學合作,對非穩態澆鑄時期(中間包開澆、交換鋼水包)和不同拉速變化時澆鑄鑄坯中的非金屬夾雜物含量進行了試驗研究。因此,對于殘余砷含量較高的Ti-IF鋼,應適當控制較高的熱軋終軋溫度,以避免形成粗大的鐵素體組織。結合光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡,模擬研究了微量銅和砷對不同熱軋終軋溫度條件下Ti-IF鋼的鐵素體晶粒尺寸的影響。昆明理工大學的學者利用Gleeble3800熱模擬試驗機,結合膨脹儀研究了微量銅和砷對連續加熱過程和冷卻過程中Ti-IF鋼相變動力學的影響。根據連鑄過程和鑄坯中含鐵夾雜物的研究得出,Ti-IF鋼鑄坯中TiN夾雜難以去除,但是可以使其變性以實現對鋼中含鈦夾雜物的控制。熱力學分析和實驗結果表明:在IF鋼冶煉過程中無TiN生成,含Ti夾雜物的存在形式是以TiO2為主的鈦氧化物結合其他氧化物的復合夾雜,而在連鑄凝固過程中,由于鋼液溫度降低和元素的偏析作用,TiN夾雜以異質形核的方式生成。大型夾雜物含量最高的是頭坯337mg/(10kg),其次是尾坯267mg/(10kg),然后是換水口坯、大包停澆坯,而正常坯的大型夾雜物含量基本都在24mg/(10kg)以下。鋼水經過水口滑板等耐材時,因耐材含碳會增碳,采用無碳耐材會減少鋼水增碳,鋼水增碳<0002%。鋼鐵研究總院的學者為考察鋼包頂渣改質技術的使用效果,利用桶狀取樣器獲取RH精煉終點、中間包的鋼水試樣并取對應的連鑄坯試樣,采用ASPEXExplore型自動掃描電鏡對比分析了改質和不改質工藝條件下RH→中包→鑄坯的夾雜物數量、類型、尺寸。表面流速度低于25m/s。實際連鑄過程中結晶器液面波動控制最高水平為3mm。

當然保護渣卷入后還需被坯殼捕捉才會最終形成夾渣缺陷,這與坯殼的凝固過程有關。尾坯、換水口坯TO水平最高分別為正常坯水平的6倍和2倍,氮含量波動范圍分別是正常坯水平的0~3倍和5~7倍,碳含量波動范圍分別從正常坯水平的2~4倍和2~1倍,其他成分波動不大。關于非穩態澆鑄對鑄坯的影響,前人已做了不少研究,但是少有對非穩態條件下的鑄坯系統取樣分析鋼中的氣體和成分。此前,該院同邯鋼共同研究開發了管線鋼系列中的高端產品X70和X8其中X70已被國家西氣東輸重點工程采用,X80具備了批量生產能力。

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