RH冶炼超低碳钢脱碳机理研究

通过RH真空处理脱碳数学模型研究了钢液表面以及飞溅液滴表面的脱碳机理。模型计算结果表明，真空度是影响表面脱碳以及飞溅液滴脱碳反应进行的主要因素；真空处理9min以后，飞溅液滴脱碳占据优势，脱碳结束时其脱碳量比例高达72％；表面脱碳以及飞溅液滴的累计脱碳量比例分别为18．7％，24．4％，加在一起达到43．1％，在整体脱碳过程当中占据比较重要的地位。     

RH真空精炼过程的动态模拟

建立了描述RH真空精炼装置内钢液动态脱碳（脱气）模型。对RH真空精炼时的脱碳、脱氧、脱氮和脱氢过程进行了动态模拟研究，考察了浸渍管直径、循环流量、吹氩量、氧含量和真空度对脱碳和脱气过程的影响。动态脱碳（脱气）模型考虑了反应机理，认为脱碳是通过上升管中Ar气泡表面、真空室中钢液的自由表面和真空室钢液内部脱碳反应生成的CO气泡表面进行的，并且考虑了精炼处理时的抽真空制度。该模型能全面描述RH精炼过程中不同时刻钢液中碳、氧、氮和氢的含量，能较好预测实际过程，可用于RH真空精炼过程的优化和新工艺开发。     

RH强制脱碳与自然脱碳工艺生产IF钢精炼效果分析

西昌钢钒厂由于转炉热量不足而以转炉—LF精炼—RH精炼—连铸工艺生产IF钢,为探究RH强制脱碳与自然脱碳工艺生产IF钢精炼效果,采用生产数据统计、氧氮分析、夹杂物自动扫描、扫描电镜和能谱分析等手段,对不同脱碳工艺对顶渣氧化性以及钢的洁净度影响进行了详细研究。结果表明:（1）与自然脱碳工艺炉次相比,采用强制脱碳工艺的炉次在转炉结束与RH进站钢中的平均[O]含量更低;（2）两种工艺脱碳结束钢中的[O]含量基本在同一水平;（3）强制脱碳工艺的炉次在RH结束时渣中平均T.Fe的质量分数降低了1.3%。在能满足RH脱碳效果的前提下,尽量提高转炉终点钢液碳含量、降低钢液氧含量,后续在RH精炼时采用强制吹氧脱碳工艺,适当增大吹氧量来弥补钢中氧,可显著降低IF钢顶渣氧化性。自然脱碳工艺与强制脱碳工艺控制热轧板T.O含量均比较理想;与自然脱碳工艺相比,强制脱碳工艺可有效降低IF钢[N]含量,这与强制脱碳工艺真空室内碳氧反应更剧烈所导致的CO气泡更多和气液反应面积更大有关。脱碳工艺对IF钢热轧板中夹杂物类型、尺寸及数量没有明显影响,夹杂物主要由Al₂O₃夹杂、Al₂O₃–TiO_x夹杂与其他类夹杂物组成,以夹杂物的等效圆直径表示夹杂物尺寸,以上三类夹杂物平均尺寸分别为4.5、4.4和6.5 μm,且钢中尺寸在8 μm以下的夹杂物数量占比高于75%。在RH精炼过程中,尽量降低RH脱碳结束钢中[O]含量,有利于提高钢液洁净度。      

RH MFB精炼过程脱碳数学模型及工艺研究

 为研究RH MFB精炼工艺对脱碳过程的影响，将脱碳机理确定为钢液本体脱碳与CO克服静压力上浮、氩气泡表面脱碳和飞溅液滴脱碳，根据脱碳反应动力学和质量守恒原理建立了RH MFB脱碳数学模型。计算结果表明：降低初始碳含量、增大初始氧含量可使脱碳终点碳含量降低；提高压降速率和吹氩流量、增大浸渍管内径使得脱碳速率增大；在固定氧气流量下，随着吹氧时间的延长，脱碳终点碳含量降低，但脱碳终点氧含量升高。     

IF钢RH脱碳结束氧含量对钢液洁净度的影响

以IF钢为研究对象，结合首钢京唐钢铁联合有限责任公司300 t RH生产实际，采用生产密集取样、数据统计、夹杂物扫描电镜等分析手段，对IF钢精炼过程中RH脱碳结束氧含量与脱氧后的夹杂物尺寸、数量等进行了研究。研究发现，RH脱碳结束氧质量分数控制在(290～310)×10^-6时，钢液中产生的Al₂O₃夹杂物最少。基于此，对RH脱碳结束氧含量的控制方法进行研究，发现强制脱碳模式下脱碳结束氧含量命中率高、可控性强，且强制脱碳模式下顶渣氧化性弱于自然脱碳模式，可减少二次氧化导致的Al₂O₃夹杂物的生成。研究并建立吹氧计算模型以保证达到精确控制脱碳结束氧含量，可达到提高钢液洁净度的目的。     

RH高效深度脱碳与协同脱氧关键技术

围绕IF钢RH精炼高效深度脱碳与协同脱氧目标，从RH精炼碳氧热力学入手，分析了RH脱碳与协同脱氧的可行性和策略；从脱碳反应动力学入手，分析了不同脱碳阶段高效脱碳策略。同时，研究了RH强制脱碳、吹氧流量与枪位控制等高效脱碳与控氧协同技术，以及真空压降控制、循环流量优化、真空罐内部吹氩强化脱碳等RH精炼高效脱碳关键技术和RH精炼脱碳终点氧含量控制、顶渣氧化性控制等控氧关键技术，进一步提出通过上述技术集成应用实现RH高效深度脱碳与脱氧的协同策略。     

RH处理IF钢的操作实践

目前宝山钢铁集团梅山钢铁公司RH处理IF钢的生产操作,在真空脱碳、温度控制和微合金化等方面的工艺技术已基本稳定.结合真空脱碳和铝升温的基本理论,介绍了该厂钢液RH真空处理常规脱碳和吹氧强化脱碳的生产实践,并根据钢水温度控制和微合金化的实际数据提出了生产过程的技术要求.     

RH精炼自然脱碳和TOP强制脱碳效果的对比研究

根据迁钢公司RH精炼生产数据,研究了自然脱碳和TOP强制脱碳RH精炼处理IF钢的脱碳过程、钢水氧含量、真空室压力、废气流量、废气成分和钢水温降的变化。根据表观脱碳速率常数的不同,2种精炼方式下脱碳过程分别呈现“两段式”和“三段式”变化规律,均可以在20min内稳定生产碳含量低于15×10^-6的IF钢;吹氧使得真空室压降平台处压力升高,平台持续时间延长,不利于提高脱碳速率,且吹氧过量导致脱碳终点氧含量大幅增加。采用RH—TOP吹氧时,CO二次燃烧产生的热补偿可以降低转炉出钢温度20—25℃。     

RH-KTB脱碳过程中的数学模拟

在质量平衡模型的基础上,考虑到钢包顶渣与钢液之间的传氧行为,建立了能够同时准确预报碳、氧含量的脱碳模型.考察了提升气体流量、真空度压降模式、KTB吹氧时机以及初始碳、氧含量对RH脱碳的影响.根据模型计算结果,提出了合理的初始氧碳比,并以此作为KTB吹氧的判断依据.     

RH真空深脱碳工艺的优化

通过对RH到站钢液的初始条件、吹氧时机、真空室抽气制度和提升气体模式等的优化,开发了180 t RH真空炉的快速高效脱碳工艺。控制RH到站w(C)=(250~500)×10-6,w(O)=(300~650)×10-6;适当快速降低真空室压力低于150 Pa;RH到站时w(C)/w(O)0.66时,在脱碳前期进行强制吹氧脱碳;提升气体使用模式为1.0G m3/h(0~4 min),0.8G m3/h(4~6 min),1.0G m3/h(6 min以后)。工业试验结果表明:运用新工艺,脱碳处理15 min后,大部分炉次钢包内钢液的w(C)15×10-6。     

Mathematical Model of RH Blow Argon Mode Affecting： Decarburization Rate in Ultra-Low Carbon Steel Refining

 A mathematical model in present study has been established to investigate the effect of Rheinstahl Heraeus (RH) blow argon mode on the decarburization rate in ultra-low carbon steel refining based on the RH equipment of Shougang Qian′an Iron and Steel Co Ltd (SQISCO). The calculated results show that the increase of argon flowrate promotes the carbon elimination from argon gas bubble surface, molten steel free surface in vacuum as well as splash droplet surface, while reduces that from the interior of liquid steel. It has been found the critical turning point of flowrate ascension is at the 5th minute and the optimum blow argon flowrate in later stage is 2100 L/min in accordance with the 2 stages argon blow mode, which have been confirmed in the commercial production in SQISCO.     

炼钢厂含铁固体废弃物资源化回收利用

首钢京唐钢铁联合有限责任公司是首钢搬迁调整的重要载体,钢铁厂的建设并非是污染物的转移,而是按照循环经济的理念,做到固体废弃物接近“零排放”。重点论述了首钢京唐炼钢厂转炉一次除尘灰、炉渣、余钢等固体废弃物的处理难点及工艺控制点,并结合京唐公司“全三脱”工艺特点,相继开发了脱碳炉热态渣返回脱磷炉、钢包铸余渣返回脱磷半钢包回收利用等技术,实现了炼钢厂固体废弃物的厂内循环利用。     

安钢RH精炼工艺中的质谱炉气分析系统

对于高品质钢的冶炼,RH真空循环脱气工艺功能强大,技术效益显著,目前在国内的应用越来越普遍。采用质谱炉气分析系统在线分析RH工艺过程气体成分,结合流量、温度测控技术,可以实现对RH工艺的过程优化和终点控制。本文介绍了在安钢第二炼轧厂RH工艺中采用的质谱炉气分析系统,包括其组成、安装布局、分析性能和在现场的工作模式等。采用吹氧脱碳处理工艺、不吹氧脱碳处理工艺和脱气处理工艺对炉气分析系统进行测试表明：该系统能够实时、连续和准确地反映处理过程中各成分随时间的变化;60米采样距离,系统总滞后时间小于40s;炉气成分变化过程同处理工艺完全吻合。可预见采用炉气分析技术,可为RH精炼工艺的终点控制及工艺的实时调整提供判据,从而缩短RH冶炼时间,提升冶炼品质。     

超低碳钢LF-RH双联精炼工艺的开发

介绍了唐山国丰钢铁有限公司第一炼钢厂RH投产后超低碳钢的生产工艺开发情况。通过对不同的精炼工艺路线进行对比,使用优化的LF-RH精炼工艺,实现对钢水巾C、N等元素的稳定控制,满足多炉连浇的生产组织需要。     

210 t顶底复吹转炉-RH流程IF钢板坯连铸钢水温降规律的研究

对迁钢210 t顶底复吹转炉-RH-板坯连铸工艺条件下的IF钢温度状况进行了统计和分析,根据RH初始温度和废钢加入量对RH处理过程温降的影响,建立RH处理过程钢水温度变化的数学模型,得出转炉出钢至开始连铸时的总温降为162.52℃,转炉出钢至RH到站平均温降为79.54℃, RH过程平均温降39.10℃, RH出站至中间包的温降为44.58℃;利用多元统计回归分析,可较好地预测RH过程的温降。     

串级用水技术在钢铁生产工艺中应用

介绍了迁钢各系统水的串接使用,探讨了串级用水技术在钢铁生产工艺中的高炉、转炉、轧钢及厂与厂之间的中的应用。     

单嘴浸渍管RH和弓形浸渍管RH的应用效果

敬业钢铁有限公司现场试验了单嘴浸渍管结构RH炉和弓形浸渍管结构RH炉真空精炼超低碳钢的应用效果,记录两种RH炉提升气体流量和真空度的变化,多次取样检测钢液中w([C])和w([Mn]),分析对比两种RH炉的脱碳效果和混匀时间。结果显示,在真空处理6 min内,两种RH炉的真空度都可降至100 Pa以下,10 min后稳定在50 Pa左右;在真空处理20 min内,前者钢中w([C])基本脱至0.001 0%~0.001 5%,而后者钢中w([C])可以脱至0.000 5%左右,后者的脱碳速率也明显快于前者;前者和后者的混匀时间分别在3和1 min左右。结果表明,后者的冶炼效果明显优于前者,弓形浸渍管比单嘴浸渍管更适用于小吨位RH真空精炼炉。     

IF钢的深度脱碳

根据RH／TB真空吹氧脱碳机理,结合鞍山钢铁公司第二炼钢厂冶炼超低碳IF钢的生产实践,确定了超低碳IF钢的冶炼工艺以及防止钢液增碳的措施。目前,在大批量生产的IF钢坯中碳含量稳定地低于0．003％,平均为0．0021％。     

高强焊瓶钢HP345的研制与生产

介绍了首钢迁钢公司通过应用微量钒钛复合微合金化和控轧控冷技术研制与生产高强度HP345焊接气瓶用热轧带钢的过程。分析了批量生产的高强焊瓶钢HP345的化学成分、冶金质量和力学性能。结果表明：对0.17%C-0.25%Si-1.40%Mn成分体系的低碳锰钢进行钒钛复合微合金化（wv≤0.025%、wTi≤0.025%）,可以开发生产出符合国家标准和用户需求的低屈强比高强HP345钢。轧制时可以采用较高的终轧温度和卷取温度。复合添加的微量V、Ti元素对HP345钢的显微组织影响很小,没有明显的细晶强化作用,但有足够数量的析出相颗粒,从而产生明显的沉淀强化作用。     

RH真空室积钢渣原因分析及解决措施

分析了鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司RH真空室积钢渣的原因,主要为RH处理前期碳氧反应激烈,造成喷溅及铝氧升温过程颗粒物在热顶盖处积聚造成粘渣。通过优化生产工艺和操作,采用RH真空度控制、优化预脱氧工艺、控制提升气体流量及降低铝氧升温比例和幅度,使真空室内积钢渣情况得到明显改善。