汽车板夹杂物控制技术与实践

1、汽车板夹杂物控制技术与实践先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST主要内容1 汽车板深冲性能和炼钢工艺简介2 汽车板表面缺陷和夹杂物检验3 汽车板夹杂物控制技术2先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST主要内容1 汽车板深冲性能和炼钢工艺简介汽车板深冲性能和炼钢工艺简介2 汽车板表面缺陷和夹杂物检验3 汽车板夹杂物控制技术32022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST汽车板4汽车板属于高纯净度高深冲性能板材，对夹杂物汽车板属于高纯净度高深冲性能板材，对夹杂物控制要求严格。控制要求严格。u沸腾钢：第一代冲压用钢，如沸腾钢：第一代冲压用钢，如08F

2、u低碳低硅铝镇静钢：第二代冲压用钢，如低碳低硅铝镇静钢：第二代冲压用钢，如08AluIF钢：第三代汽车用钢。钢：第三代汽车用钢。2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST5深冲性能钢u低碳铝脱氧钢（低碳铝脱氧钢（LCAK）u超低碳钢（超低碳钢（ELC）u超低碳钢（超低碳钢（ULC）EDDQ:Extra Deep Drawing Quality2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST6深冲性能主要指标塑形应变比2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST不同冲压级别等级不同冲压级别等级72022-1-16先进连铸

3、技术梯队 ADVANCED CON-CAST优异冲压性能和表面质量优异冲压性能和表面质量8优异冲压性能获得：优异冲压性能获得：u极低的极低的C、N含量；含量；u加入一定量的加入一定量的Ti或或Ti和和Nb；u高的纯净度高的纯净度(非金属夹杂物少非金属夹杂物少)。良好的表面质量的获得：良好的表面质量的获得：u高洁净度高洁净度(非金属夹杂物控制非金属夹杂物控制)；u板形的严格控制；板形的严格控制；u轧制过程氧化铁皮去除、辊印、划伤、灰尘落轧制过程氧化铁皮去除、辊印、划伤、灰尘落入、入、“桔皮桔皮”等。等。2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CASTLCAKLCAK钢炼钢工

4、艺流程钢炼钢工艺流程9S0.005%终点C: 0.030.04%出钢：铝脱氧出钢：铝脱氧-炉渣改质炉渣改质铝脱氧搅拌钢水去除铝脱氧产物(Al2O3)保护浇注防止保护渣卷入、气孔等2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CASTELCELC或或ULCULC钢炼钢工艺流程钢炼钢工艺流程10S0.005%终点C: 0.030.04%出钢：不脱氧出钢：不脱氧-炉渣改质炉渣改质铝脱氧搅拌钢水去除铝脱氧产物(Al2O3)保护浇注防止保护渣卷入、气孔等2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST超低碳含量的获得超低碳含量的获得112022-1-16先进连铸技术

5、梯队 ADVANCED CON-CASTIF钢的更加超低碳化趋势钢的更加超低碳化趋势12烘烤硬化钢(BH钢）：钢）：C：3050ppm；C、Nb、Ti精确控制。精确控制。超高强度钢：热冲压成形；局部热处理等。超深冲钢(IF钢）：钢）：超低碳化超低碳化(低温退火钢板低温退火钢板)；抗二次加工硬化抗二次加工硬化(低磷低磷)。2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST超低碳钢超低碳钢RH精炼精炼132022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST主要内容1 汽车板深冲性能和炼钢工艺简介2 2 汽车板表面缺陷和夹杂物检验汽车板表面缺陷和夹杂物检验3 汽

6、车板夹杂物控制技术142022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST汽车板表面缺陷汽车板表面缺陷152022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST汽车钢板表面缺陷控制汽车钢板表面缺陷控制16广州本田： 每10个钢板卷，有表面缺陷钢卷不能超过一个； 存在表面缺陷钢卷，表面缺陷不能超过一处。2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST汽车板中有害夹杂物尺寸汽车板中有害夹杂物尺寸172022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST汽车板中有害夹杂物尺寸汽车板中有害夹杂物尺寸182022-1-16先进连铸技

7、术梯队 ADVANCED CON-CAST有害夹杂物之一：大型簇群状有害夹杂物之一：大型簇群状Al2O3夹杂物夹杂物192022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST微小微小Al2O3聚集、捕捉聚集、捕捉202022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST21铸坯中大型夹杂物分布铸坯中大型夹杂物分布淡路谷浩, 材料，17（2004），p1072022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST22铸坯铸坯“HOOK”振痕振痕Y. Awajiya, Entrapment Location in Solidified Shell of

8、 Ultra Low Carbon Steel Slab，AISTech2005，Vol.II, p652022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST 有害夹杂物来源二：结晶器保护渣有害夹杂物来源二：结晶器保护渣232022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST有害夹杂物来源三：有害夹杂物来源三：Ar气泡气泡+Al2O324Takashi MIYAKE, Influence of Sulphur Content and Molten Steel Flow on Entrapment of Bubbles to Solid/Liquid Inter

9、face, ISIJ International, Vol. 46 (2006), No. 12, pp. 181718222022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CASTAr气泡气泡+Al2O3252022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CASTAr气泡气泡+Al2O326夹杂物夹杂物气孔2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST夹杂物检测方法夹杂物检测方法27常规检测方法的不足：1. 钢材出厂检验：ASTM标准（A、B、C、D、Ds类夹杂物）；用户标准（SKF、米其林、贝卡尔特等）；分析检验手段：光学显微镜。2. 科学

10、研究：光学显微镜；扫描电镜（+EDS）；投射电镜（+EPMA、EDS）；图像分析；PDA（Pulse Distribution Analysis）。问题：试样检测面积小；分析检验耗时长；分析检验结果(夹杂物数量、尺寸、成分、位置)可信度低。2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST28JFE对汽车板铸坯夹杂物检验方法对汽车板铸坯夹杂物检验方法Y. Awajiya, Entrapment Location in Solidified Shell of Ultra Low Carbon Steel Slab，AISTech 2005，Vol.II, p653030 mm

11、总检验面积：303028 = 25,200mm22022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST大型夹杂物主要类型大型夹杂物主要类型29夹杂物类型夹杂物类型 试验一试验一 试验二试验二 试验三试验三 簇群状簇群状Al2O3 91 91 90 90 77 77 气泡气泡+簇群状簇群状Al2O3 29 29 32 32 47 47 气泡气泡 1 1 6 66 6块状块状Al2O3 0 0 0 00 0结晶器保护渣结晶器保护渣 0 0 0 00 0总计总计 121 121 128128130130夹杂物数量密度： 0.48个/cm2 0.51个/cm2 0.52个/cm2202

12、2-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST正常浇铸铸坯夹杂物正常浇铸铸坯夹杂物30正常坯表层试样中大于50m夹杂物主要为簇群状Al2O3，未检测到保护渣卷入形成夹杂物；不能避免100m有害夹杂物存在（数量：0.0280.057个/cm2），生产高端用户钢板应对铸坯采用表面清理（扒皮）。2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST正常坯夹杂物数量分布正常坯夹杂物数量分布312022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST主要内容1 汽车板深冲性能和炼钢工艺简介2 汽车板表面缺陷和夹杂物检验3 3 汽车板夹杂物控制技术汽车板夹杂

13、物控制技术322022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST331.减少Al2O3簇群：转炉炼钢终点控制(O，FeO)；转炉出钢防下渣；提高RH精炼效率；严格控制二次氧化等。2.减少结晶器保护渣卷入：控制结晶器钢水液面波动；高粘度保护渣；浸入式水口设计优化；高拉速采用FC结晶器。3.减少“气泡+Al2O3”：严格控制Ar流量；浸入式水口设计优化；采用电磁搅拌；控制“hook”。汽车板夹杂物控制主要措施汽车板夹杂物控制主要措施2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST34钢水纯净度钢水纯净度2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED

14、CON-CAST35钢水纯净度钢水纯净度川崎制铁生产优质超川崎制铁生产优质超深冲板采用如下质量深冲板采用如下质量判据：判据：中中间钢水中中间钢水T.O小于小于30ppm，产品可，产品可不检验直接交货；不检验直接交货；T.O在在3055 ppm，必须进行检查，必须进行检查后方能交货；后方能交货；T.O 55ppm，产品则必须降级使用。产品则必须降级使用。2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST36提高钢水纯净度措施提高钢水纯净度措施 采用顶底复吹转炉；采用顶底复吹转炉；大吹炼后后炉底底性大吹炼后后炉底底性气体量，强搅拌；气体量，强搅拌；炼钢终点碳含量量炼钢终点碳含量

15、量0.020.03%提高到提高到0.0350.04%；提高终点控制成成率，提高终点控制成成率，减少补吹。减少补吹。2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST37减少减少RH处理过程的加铝吹氧提温处理过程的加铝吹氧提温危害危害:u加加Al2O3夹杂物量；夹杂物量；u加加RH处理时中，处理时中，影响与连铸的匹配。影响与连铸的匹配。措施：措施：u严格控制制工工碳、严格控制制工工碳、氧、温度；氧、温度；u工工控制制型；工工控制制型；u炉气在在分析、动动炉气在在分析、动动控制。控制。2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST38严格的保护浇注严格的

16、保护浇注u 加强钢水间长水口加强钢水间长水口之中的密封；之中的密封；u中中间使用制中中间使用制Ar清扫；清扫；u高的大间包动水口口高的大间包动水口口启引流成成率；启引流成成率；u长水口浸入式口浇；长水口浸入式口浇；u保保中中间钢水高于保保中中间钢水高于临界高度；临界高度；u中中间包性性覆盖。中中间包性性覆盖。2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST39采用高粘度保护渣采用高粘度保护渣2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST40采用高粘度保护渣采用高粘度保护渣2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST41FC

17、(Force Cirrculation)FC(Force Cirrculation)结晶器结晶器2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST42FC结晶器减少铸坯皮下气孔、卷渣结晶器减少铸坯皮下气孔、卷渣2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST43FC结晶器降低不合格冷轧板指数结晶器降低不合格冷轧板指数2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST44提高拉速减少夹杂物密度提高拉速减少夹杂物密度2022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CAST高拉速减少大型夹杂物数量高拉速减少大型夹杂物数量45拉速拉速 m/min夹杂物夹杂物类型类型20-50 m50-100 m100-200 m200-300 m300-400 m400 m检测面积检测面积 mm21.8Al2O310631710214550保护渣保护渣0000001.9Al2O3927300013080保护渣保护渣0100012.0Al2O312125000013480保护渣保护渣0000002022-1-16先进连铸技术梯队 ADVANCED CON-CASTJFE：高拉速有利于减少钢板表面缺陷：高拉速有利于减少钢板表面缺陷46