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随着模铸工艺逐渐被连铸工艺取代,钢的产量和质量都有很大提升,但在用连铸生产一些过去用模铸生产的钢种时遇到许多技术性的难题。本课题主要研究焊条钢脱氧的工艺技术,实现焊条钢的顺利生产。
焊条钢生产过程中存在的问题,主要有以下几点原因形成的:(1)炼钢生产中,常用铝做终脱氧剂。铝具有成本低,脱氧能力强,效率高等优点,但产生大量Al2O3夹杂物滞留在钢中,易引起连铸水口结瘤,使浇注不能顺利进行。(2)在选择其它脱氧剂作为终脱氧剂时,虽然能够避免发生水口结瘤,但由于脱氧效果不良,导致铸坯产生皮下气泡缺陷,严重影响铸坯质量。(3)焊条钢是低硅低碳钢种,对成分要求比较严格,尤其硅含量。在选择含硅脱氧剂时容易造成钢液增硅,影响钢丝焊接性能。
文中进行了脱氧热力学计算。在综合前人研究成果、钢种要求以及工厂实际操作情况的基础上设计了多种脱氧剂使用方案,然后在1600℃的条件下,采用MoSi2炉和小坩埚进行了焊条钢的脱氧实验研究。实验结果表明,在各组脱氧实验中,整体效果最好的是E组实验,其脱氧剂为AlMnCa,终点全氧含量降至37×10-6,是所有实验中最低的,夹杂物是以Al2O3-MnO为主,同时含有少量CaO的复合夹杂物,夹杂物数量和尺寸也是各组实验中最理想的。A组(脱氧剂为SiCa-FeAlMn-SiCaBa-AlCa)实验,其终点全氧含量降至52×10-6,夹杂物是以CaO、Al2O3和SiO2为主的复合夹杂物,但是在排除实验室分析结果有误的情况下,A组实验的硅含量过高。
在脱氧实验研究的基础上,根据通钢二炼钢厂的生产现场实际,采取了严格控制原材料,优化冶炼工艺,降低系统温度,连铸采用保护浇注,加强钢包管理的措施,同时在生产现场进行了AlMnCa的脱氧试验,试验结果表明AlMnCa具有较强的脱氧能力。为了保证良好的冶金效果,采用与AlFe含Al量基本相同的AlMnFe+Ca处理工艺,基本可以解决水口结瘤和铸坯皮下气泡的质量缺陷。皮下气泡的比率由2004年的9月的7.28%、10月的7.34%降到2005年3月的1.18%。