ارزیابی و بررسی آماری پارامترهای فرآیندی RH-TOP بر میزان تمیزی فولاد تولیدی

STUDENT

DEGREE

YEAR

Variety in sleel products and demands for high quality steel sheets in various industries including automobiles, shipbuldings and gas pipelines has increased importance of secondary metallurgy processes in the production of clean steel. There are different processes in secondary steel making for producing of clean steel including LF, DH, RH, VOD, DS. This Investigation was carried out in RH plane in Mobarake (Isfahan) Steel Company (MSC) and the research was about argon lifting gas ?owrate and soft blowing effect on non-metallic inclusions growth, elimination and production of clean steel on X60 pipeline steel. Sampling has done in two positions, from melt surface (25 cm under the slag) and from melt center (from tundish). number, size(area), area fraction, shape and roundness of inclusions were observed, analysed and estimated under optical microscope and MIP software and inclusions chemical components analysed and estimated under scanning electron microscope (SEM), with energy dispersive spectroscopy (EDS). First, the effect of soft blowing on the growth and removal of inclusions was studied. the results of heats without soft blowing compared to heats with soft blowing in the melt center in order are decrease in, number of inclusions from 34 to 7, inclusions area from 45 to 32 µm², area fraction by inclusions from 0.2 to 0.03 percent and increase in roundness from 0.63 to 0.71 and in melt surface in order decrease in, number of inclusions from 37 to 18, area fraction by inclusions from 0.24 to 0.11 percent, and increase in, inclusions area from 62 to 87 µm² and roundness from 0.61 to 0.69. the chemical composition of the inclusions also shows that the injection of calcium wire is more effective in sphericalize of inclusions and removing them in soft blowing compared to heats without soft blowing. Investigations on argon lifting gas ?owrate has done in different ?owrate of 900 Nl/min, 3000 Nl\\min and mixed flowrate (first of process 3000 Nl\\min and end of process 900 Nl/min). the statistical data shows mixed flowrate was more effective on cleanliness of steel compared to 3000 Nl\\min and 900 Nl\\min flowrate. The obtained result says the data about 900 Nl\\min, 3000 Nl\\min and mixed flowrate in melt center in order is decrease in, number of inclusions 55 – 25 - 9, inclusions area 37 - 70 - 23 µm², area fraction of inclusions 0.19 - 0.16 - 0.03 percent and increase in inclusion roundness 0.67 – 0.70 – 0.81 and in the melt surface decrease in, number of inclusions 48 – 45 – 17, and increase in inclusions area 35- 65 - 107 µm², area fraction of inclusions 0.12 – 0.26 – 0.15 percent and inclusion roundness 0.79 – 0.74 – 0.78. the statistical data shows the 3000 Nl\\min flowrate successfully helped to inclusions growth but it could not efficiently move the big inclusions from center of melt to the surface(top slag). Keywords : Argon lifting gas ?owrate, Inclusions growth, Soft blowing and Clean steel

تنوع در محصولات فولادی و تقاضا برای ورقهای فولادی با کیفیت بالا در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، کشتیسازی و خطوط لولهی انتقال گاز اهمیت فرایندهای متالوژی ثانویه در تولید فولاد تمیز را افزایش داده است. در تولید فولاد تمیز و در مرحلهی متالوژی ثانویه فرایندهای مختلفی از جمله کورههای پاتیلی (LF)، فرایندهای گاززدایی (DH، RH،VOD) و سولفورزدایی (DS) تعریف شده است. این پژوهش فرایند RH واقع در قسمت متالوژی ثانویه در شرکت فولاد مبارکه اصفهان را با هدف بررسی تاثیر دمش گاز آرگون از اسنورکل و کف پاتیل مذاب به همراه تزریق سیم کلسیم بر تمیزی فولاد تولیدی مورد مطالعه قرار داده است. در این پژوهش مطالعات بر روی گرید فولادی X60 خطوط لولهی انتقال گاز در 100 ذوب 200 تنی انجام گرفته است. ابتدا تاثیر دمش آرام از کف پاتیل بر رشد و حذف ناخالصیها مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه به تاثیر فلوی گاز آرگون خروجی از اسنـــورکل با فلــــــوهای Nl/Min 900، Nl/Min 3000 و مختلط (ترکیبی از دمش Nl/Min 900 و Nl/Min 3000) بر الگوی حذف ناخالصیها و مقایسه هریک از این آزمونها با یکدیگر در تمیزی فولاد تولیدی پرداخته شد. جهت بررسی تغییرات گاز آرگون و تاثیر آن بر تمیزی فولاد، از فاصلهی 25 سانتیمتری پایینتر از سرباره و از مرکز مذاب (از تاندیش ریختهگری) نمونهگیری از مذاب انجام گرفت و از نمونهها با میکروسکوپ نوری و نرم افزارMIP تصویربرداری انجام شده تا تغییرات در تعداد، اندازه، توزیع، شکل و کسر سطحی اشغال شده توسط ناخالصیها مورد ارزیابی و مقایسه قرار بگیرد. به جهت تحلیل تغییرات رخ داده در ناخالصیها ترکیب شیمیایی ناخالصیها به کمک میکروسکوپ الکترونی و با آزمون طیف سنجی تفکیک انرژی استخراج گردید. نتایج بدست آمده از انجام دمش آرام از کف پاتیل در مقایسه با عدم انجام دمش آرام بطور متوسط عبارت است از تعداد ناخالصیها در مرکز مذاب از 34 به 7، مساحت ناخالصیها از 45 به µm² 32، کسر سطح اشغال شده از 2/0 به 03/0 درصد کاهش داشته است و میزان کروی بودن ناخالصیها از 63/0 به71/0 افزایش داشته است و در سطح مذاب به طور متوسط تعداد ناخالصیها از 37 به 18، کسر سطح اشغال شده از 24/0 درصد به 11/0 درصد کاهش داشته است و مساحت ناخالــــصیها از 62 به µm² 87 و میزان کروی بودن آنها از 61/0 به 69/0 افزایش داشته است. ترکیب شیمیایی ناخالصیها نیز موثر بودن تزریق سیم کلسیم در کروی کردن ناخالصیها و حذف آنها در انجام دمش آرام در مقایسه با عدم انجام آن را نشان میدهد. دادههای آماری بدست آمده حاکی از تاثیر محسوس انجام دمش آرام در انتهای فرایند بر تمیزی فولاد تولیدی است. در بررسی دمش اسنورکل، حالت بهینه در تمیزی فولاد تولیدی دمش مختلط بوده است. اطلاعات مربوط به ناخالصیها در آزمون دمش مختلط در مقایسه با دمش Nl/Min 3000 و Nl/Min 900 عبارت است از به ترتیب در مرکز مذاب متوسط تعداد ناخالصیها 9، 25، 55، مساحت ناخالصیها 23، 70، µm² 37، کسر سطح اشغال شده 03/0، 16/0، 19/0 درصد و کروی بودن ناخالصیها 81/0، 70/0، 67/0 و در سطح مذاب به طور متوسط تعداد ناخالصیها 17، 45، 48، مساحت ناخالصیها 107، 65، µm² 35، کسر سطح اشغال شده 15/0، 26/0، 12/0 درصد و کروی بودن ناخالصیها 78/0، 74/0، 79/0 بوده است. دادههای آماری بدست آمده در کنار تاثیر پذیری بیشتر ناخالصیها از تزریق سیم کلسیم در دمش مختلط در مقایسه با دمش Nl/Min 900 و دمش Nl/Min 3000 نشان از تمیزی فولاد تولیدی به روش دمش مختلط دارد. از طرفی به نظر میرسد دمش Nl/Min 3000 در رشد ناخالصیها موفق بوده اما در حذف آنها موفق نبوده است. کلمات کلیدی: جریان سیال در RH، فلوی گاز آرگون، رشد ناخالصی، دمش آرام، فولاد تمیز