毕业论文PPT答辩-提高矩型坯生产大规格圆钢质量的研究 29页

'2012年度学士论文答辩提高矩型坯生产大规格圆钢质量的研究答辩学生：王大正指导老师：宋满堂孙丽娜2012年6月20日 目录1绪论1.1选题背景及目的1.2文献综述1.3主要研究内容2本钢矩形坯主要质量缺陷的产生原因分析2.1白点缺陷2.2缩孔缺陷2.3夹杂物3大规格圆钢生产工业性试验3.1大规格圆钢生产工艺设备及工艺流程3.2钢水冶炼工艺要点研究3.3提高矩形坯内存质量的研究3.4轧制工艺3.5工艺改进后钢材质量结论 1绪论1.1选题背景及目的1.1.1选题背景近几年来，面对我国废钢资源的日益短缺，优质废钢价格和用电成本居高不下的现实，我国以电炉作为主要冶炼工艺的特殊钢企业也开始致力于转炉冶炼特殊钢的工艺技术研究1.1.2本课题目的提高矩型坯生产大规格圆钢质量的研究。提高产品质量，降低成本，提高效益。 1绪论1.1.3连铸坯质量研究的意义增强我国钢铁企业的国际竞争力解决了我国市场的需求 1绪论1.2文献综述1.2.1国外现状国外：许多国家在连铸的研究和开发方面也取得了新的进展。给企业带来了极大的经济效益。国内：很多产品受到了限制1.2.2连铸坯质量的控制原则工艺流程角度冶金传输和凝固理论角度1.2.3连铸坯主要的质量问题连铸坯的纯净度连铸坯的表面质量连铸坯内部质量连铸坯的外观形状 1绪论1.2.4杂质对连铸坯的危害钢洁净度的概念连铸坯中夹杂物的来源“白点”1.2.5研究内容质量缺陷的产生原因分析找出“白点”、缩孔的缺陷圆钢生产工艺流程找出可以提高矩形坯质量的方法进行改进。加强对五害元素及钢水纯净度的控制 2本钢矩形坯主要质量缺陷的产生原因分析2.1“白点”缺陷造成钢的内部破裂钢的力学性能降低热处理时使锻件淬火开裂2.2缩孔缺陷控制压缩比保证刚才内部质量2.3夹杂物加强了五害元素的控制钢水纯净度的控制 3.1大规格圆钢生产工艺设备及工艺流程3.1.1大规格圆钢生产工艺流程炼钢厂区：铁水脱硫扒渣→复吹转炉冶炼→LF造渣精炼→RH真空循环脱气精炼→矩形坯连铸→热送到特钢厂区特钢厂区：铸坯加热→800初轧机→轧材保温→轧材修磨→理化组织探伤等检验→成品包装缴库→成品发货3.1.2本钢炼钢厂区3.13本钢特钢厂区3大规格圆钢生产工业性试验 3.2钢水冶炼工艺要点研究3.2.1转炉冶炼工艺要点铁水[Si]=0.30~0.40%、[P]≤0.060%、[S]≤0.040%温度≥1300℃采取石灰CaO含量大于92%、粒度小于1.0mm活性度320ml以上；镁粉Mg含量大于96%、粒度小于0.212mm的喷吹粉剂吹炼终点碱度不小于3.5，控制终点钢液[P]含量不大于0.010%，并且要造CaO含量大于90%、SiO2含量小于0.3%的活性渣；采用五孔喷头氧枪，控制氧气流量为30000Nm3/h，使氧枪枪位为1.6～3.0m；全程底吹氩，流量为360～800Nm3/h，保证复吹效果3大规格圆钢生产工业性试验 3大规格圆钢生产工业性试验3.2.2LF精炼工艺要点造渣前，将钢中[Alt]调至标准上限并且造渣材料采用石灰、精炼渣，造渣过程加铝球、碳粉进行扩散脱氧控制好底吹强度，不易过大，避免钢液二次氧化并要注意离站时[C]、[Alt]含量按成分内控上限控制 3大规格圆钢生产工业性试验3.2.3RH精炼工艺要点RH真空罐必须预先“清洗”，不得有残钢残渣，以防GCr15钢在RH真空循环脱气时，造成GCr15钢水温度和成分的波动在RH循环过程中，要根据化学成分变化将其调整至目标当钢水温度合格后，复压破真空，在RH复压后进行软吹氩搅拌（液面不裸露），搅拌时间大于10min直到温度合格后吊至铸机浇铸平台。 3大规格圆钢生产工业性试验3.2.4矩形坯连铸工艺要点中间包包盖要密封好，并向中间包内吹氩气保护浇铸中包渣要勤加入，严禁钢液面裸露，同时也要做好长水口密封工作，防止浇铸过程中钢液吸氮、吸氧严禁钢包下渣，控制好停浇吨位（按中包液面400mm）并且严格按中包过热度控制拉速在0.46~0.50m/min范围内并要保证均恒拉速，同时采用结晶器液位自动控制3.2.5冶金效果钢中氢含量的控制铁水中五害元素的控制钢中磷含量的控制钢中硫含量的控制 3大规格圆钢生产工业性试验3.3提高矩形坯内存质量的研究3.3.1中间包过热度及拉速对铸坯质量的影响中间包过热度铸坯拉速3.3.2连铸工艺优化关于连铸头炉与尾坯的使用问题严格控制中间包钢水过热度中间包[H]含量的控制连铸设备异常情况 3大规格圆钢生产工业性试验3.3.3连铸工艺优化的效果3.4轧制工艺制定了合理的加热、轧制及冷却工艺，保证了大规格材的产品质量要求。 3大规格圆钢生产工业性试验3.5工艺改进后钢材质量3.5.1低倍检验结果工艺改变后低倍照片工艺改变前低倍照片 3大规格圆钢生产工业性试验3.5.2力学性能检验结果采用350mm×470mm矩形连铸坯，轧制Φ210~Φ250mm钢材圆材，其力学性能达到国标要求（GB/T699~1999和GB/T3077~1999）。产品一次检验合格率达到100%3.5.3钢材探伤检验结果试验钢种为35、45、20CrMnTi、20Cr、40Cr、20CrMo、35CrMo、42CrMo等8个牌号，规格从Φ210mm到Φ250mm。每个钢种抽取10支进行探伤，检验结果表明：转炉矩形坯生产的35、45、20CrMnTi、20Cr、40Cr、20CrMo、35CrMo、42CrMo等8个牌号，共计44批次，195支钢材的试制检验，探伤结果全部合格。 4结论通过加强对钢水中纯净度及五害元素的控制使得钢材中五害元素的含量基本控制在0.001%以下，为保证钢材的质量提供了条件。通过LF+RH处理使得钢中氢含量在处理后比处理前平均增加约1.1×10-6，大量的氢被去除提高了钢液的纯净度保证钢材的质量 4结论批量生产实践表明将原“转炉—LF炉—矩形坯铸机”生产路径改为“转炉→LF+RH→矩形坯铸机”工艺径生产大规格结构钢的白点缺陷率为0，工艺优化后中间包钢水平均氢含量比工艺优化前低3.7×10-6且铸坯产材无白点缺陷问题，工艺优化取得明显效果。通过提高连铸坯的低倍质量以及轧制工艺的优化，克服了生产大规格结构钢压缩比小（3.35~4.75）的不足，能够保证大规格结构钢（Φ210~Φ250mm）的质量满足GB/T699~1999及GB/T3077~1999标准要求。 3管线钢脱硫工业性试验③1#LF脱氧制度在造渣材料加入前要先对钢水进行铝的脱氧和预合金化，将钢中酸溶铝含量[Als]控制在内控上限左右。炉渣基本熔化后，分批加入铝屑、电石造还原渣，直到顶渣转为白色（即FeO+MnO≤1%），并继续分批少量加入铝屑、电石，来持续保持白渣。④1#LF供电制度在起弧阶段采用低电压以利于埋弧；起弧稳定后提高电压以加快渣料熔化并使钢水温度升高；在造渣后期采用低电压，以避免电弧裸露和保持还原性气氛。⑤1#LF吹氩搅拌制度造渣材料加入过程中要进行强吹氩搅拌，以加快渣料的熔化和避免渣料结团；供电造渣过程中采用弱吹氩搅拌，但要在保证电极不过分波动的前提下适当增加底吹氩气量；在供电结束及测温、取样之前采用强吹氩搅拌，以促进钢、渣的充分接触加快脱硫速度。 3管线钢脱硫工业性试验3.2.3LF脱硫工业试验数据统计本钢1#LF炉正常炉子容量为150t，铁水预处理阶段所统计的999炉铁水经转炉后可为1#LF炉提供1012炉的钢水，此次试验统计的即为1012炉的脱硫数据。3.2.4各冶炼条件对LF脱硫效果的影响分析（1）渣量对脱硫效果的影响适当增加渣量，可以增加渣中CaO含量，稀释渣中CaS浓度，可以加快脱硫速率，但渣量过大会使炉渣过厚，影响钢渣界面反应，不利于脱硫。 3管线钢脱硫工业性试验（2）炉渣碱度对脱硫效果影响实测炉渣的碱度影响炉渣的熔化温度、粘度和脱硫能力。该渣系炉渣碱度R=(CaO+MgO)／(Al2O3+SiO2)。当(MgO+CaO)含量超过70％时，渣中会有固相质点析出，使熔渣出现非均相，炉渣粘度急剧升高，流动性变差，脱硫效率降低。（3）钢水温度对脱硫效果影响生产实践表明，钢水温度低于1560oC时，脱硫速率明显降低；钢水温度高于1560oC时，渣料熔化快。因此，要求转炉钢水进站温度要大于1560oC，渣料熔化速度快，流动性好，脱硫速度快。（4）炉渣氧化性对脱硫效果影响由脱硫热力学条件可知LF精炼炉在白渣下脱硫和合金微调，因此炉渣脱氧是造白渣操作的关键，本钢炼钢厂采用铝系脱氧剂进行脱氧。由试验数据可知，渣中氧含量越低脱硫效果越好。 3管线钢脱硫工业性试验（5）LF处理时间对脱硫率的影响LF开始精炼时，碱度低，渣中FeO含量高，渣成份未调整合适，渣流动性不好，脱硫率较慢。处理一段时间后,炉渣完全融化，流动性编号，脱硫效率明显加快。随着时间的增加，脱硫率增加，LF精炼后期硫趋于饱和，脱硫速度减慢。冶炼时间过长，容易造成钢液吸气，影响钢水质量，同时造成原材料消耗增加。一般LF冶炼时间由转炉与薄板连铸机之间的匹配决定，不以增加冶炼时间来达到降低硫含量的目的。 3管线钢脱硫工业性试验6）吹氩搅拌对脱硫效果影响吹氩搅拌有利于增大钢一渣界面，促进钢一渣界面的化学反应，使脱氧、脱硫反应的顺利进行。可使非金属夹杂物相互碰撞、聚集，逐渐变大颗粒，便于上浮去除。吹氩还可以加速钢中成分和温度的均匀，便于精确控制钢水成分、温度，对提高钢水质量、脱硫具有重要作用。搅拌能量过小时，起不到吹氩搅拌去除夹杂物的效果。氩气流量的增大，脱硫速率增大；但易造成钢液面裸露，钢水二次氧化，使致钢水中氧和氧化物夹杂增加．因此搅拌强度也不能过大。 3管线钢脱硫工业性试验3.2.5LF深脱硫操作要点（1）要控制好钢液温度，温度不足时，要先升温操作。（2）造渣前先钢液脱氧，根据钢水氧化性，在处理前期向钢中加铝脱氧，控制溶解铝的质量分数>10.03％。（3）快速升温化渣，石灰等造渣材料要及时分批加入，控制好渣的流动性（4）化渣后小批量连续加入脱氧剂，直至炉渣颜色转为(黄)白色形成还原渣，并持续保持。（5）造渣过程小气量钢包底吹氩气，还原渣形成后较大气量底吹，要使钢、渣充分搅拌接触。（6）在还原渣形成后进行进一步合金微调，然后小气量较长时间（10min以上）钢包底吹氩。 结论（4）在管线钢生产过程中，转炉冶炼过程有增硫现象（不能脱硫），LF脱硫效果将直接决定成品管线钢中硫含量水平，本钢生产条件下，经LF精炼脱硫后硫含量可低至5×10-6，可满足较高级别管线钢生产要求。（5）LF脱硫时，为保证还原性气氛，创造良好脱硫条件，需造碱性白渣较理想的脱硫终渣成分为：(CaO)50~55%、(Al2O3)＞25%、(SiO2)＜10%、(MgO)＜10%、(MnO+FeO)＜1.5%，采用缓释脱氧剂替代铝屑脱氧可实现节铝和快速成白渣的目的。（6）LF脱硫时，加强气体搅拌是其高脱硫率和脱硫速率的有效方法。 结论（1）在本钢现有冶炼条件下，经过镁基喷粉预处理脱硫后，铁水中的硫的平均值可达16×10-6，为超低硫管线钢的冶炼提供了前提条件并大大减少了后续工序的脱硫任务，有效降低了生产高级别管线钢的成本。（2）铁水用CaO和Mg脱硫时，起主要脱硫作用的是Mg，产物MgS在高炉渣中是稳定的，但在铁水预脱硫过程中容易被空气中的氧氧化产生回硫，CaO的加入对于稳定脱硫产物防止回硫有利。（3）提高铁水预处理效率，降低处理成本最有效的方法是控制钙镁比及气体搅拌强度，钙镁比以2.5左右为宜。 明道明德求新求实谢谢指导'