重钢转炉-连铸高碳钢生产工艺及质量分析

本文介绍了重钢采用转炉-LF炉-连铸生产高碳钢的工艺，并对其工艺和质量进行了分析，总结了高碳钢生产的工艺操作要点。作者认为：控制钢的碳偏析和钢中夹杂物的形态及数量，是高碳钢生产控制的重点和难点。     

高碳钢生产工艺及质量分析

介绍了重庆钢铁股份有限公司采用转炉-LF-连铸生产高碳钢的工艺,并对其工艺和质量进行了分析,总结了工艺操作要点,认为高碳钢生产控制的重点和难点是控制钢的碳偏析和钢中夹杂物的形态及数量.     

高碳钢82B微镁处理工艺研究

以生产钢绞线用高碳钢82B为研究对象,研究了镁处理对于高碳钢中夹杂物的改性效果。研究表明,高碳钢82B经过镁处理后,钢中的非金属夹杂物成分和尺寸均发生明显变化。夹杂物由镁处理前的CaO-SiO_2-Al_2O_3系复合夹杂物转变为CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO系,夹杂物中SiO_2含量明显降低。随着钢中Mg含量的增加,盘条中小于3μm的夹杂物数量显著增加,大于5μm的夹杂物数量显著降低。镁处理后盘条的抗拉强度提高了17%左右。热力学计算表明,夹杂物中MgO含量增加可扩大夹杂物液相区面积,但MgO质量分数不宜高于22%。因此,依靠镁处理工艺来细化钢中的夹杂物,可以显著降低高碳钢盘条拉拔过程中非金属夹杂物的危害,生产出高质量的钢绞线产品。     

高碳钢精炼造渣工艺优化实践

针对高碳钢系列存在的拉拔脆断问题,通过LF炉顶渣碱度控制的研究,引进低铝预熔精炼渣,优化转炉脱氧工艺,有效降低高碳钢中脆性夹杂物的含量,改善钢水中脆性夹杂物数量及形态。将转炉无铝化终脱氧、精炼渣系和吹氩工艺相结合,并在连铸过程全保护浇注,实现全过程洁净化生产,有效控制氧、氮含量,显著减少大型夹杂物,夹杂物级别低于1.0级,用户反馈产品质量良好,满足金属制品企业的要求。     

高碳钢铸坯质量控制

本文介绍了重钢采用转炉-LF炉-连铸工艺生产高碳钢的质量控制措施及其效果，如何尽可能降低钢中夹杂物含量是生产高碳钢的重点和难点。     

精轧螺纹钢筋非金属夹杂物的控制

为提高精轧螺纹钢筋内部质量,对工艺优化前生产的精轧螺纹钢筋中非金属夹杂物进行了统计分析。结果显示,在实际生产及使用过程中发生断裂的精轧螺纹钢筋,其夹杂物等级均≥2.0级,超出生产控制要求。分析认为,炼钢过程中大尺寸夹杂物未能得到充分控制,钢中硅铝酸盐及D类球状氧化物夹杂超标是精轧螺纹钢筋夹杂物超标的主要原因。通过对炼钢工艺过程进行优化,精轧螺纹钢筋中夹杂物数量及种类大幅度改善,满足了精轧螺纹钢筋中夹杂物的控制要求。     

微合金高碳硬线钢的研制

通过实验室研究与酒钢现场生产工艺相结合,对微合金高碳钢在中小型转炉条件下的生产技术进行了研究。试验表明,改进工艺后钢中ω（TO）平均降低至0．0038％,显微夹杂物数量降低了78％,大颗粒夹杂物数量降低了65%。铌微合金化处理后高碳钢线材的力学性能得到了改善。酒钢应用新工艺生产了铌微合金高碳硬线钢2980t,拉拔正常且钢丝性能优良。     

方坯连铸机浇铸高碳钢

方坯连铸机浇铸的高碳钢坯，其深加工产品是机械性能要求较高的钢丝绳、预应力钢丝、轮胎钢丝及弹簧铜丝等．钢中脆性、大颗粒夹杂物是工艺过程的脱氧产物；高碳钢铸坯凝固过程中产生严重的中心偏析和中心疏松缺陷．这些夹杂物和缺陷使得钢丝在冷拔过程中或在使用过程中出现非疲劳断丝．避免质量事故的方法是：控制高碳钢钢水的质量，将炼钢脱氧过程产生Al2O3脆性氧化物夹杂，通过控制渣系使生成的MnO2—Al2O3—SiO2系三元夹杂分布在低熔点区；必须实现无氧化保护浇注；中间包内腔优化对夹杂物上浮效果显著；保证工艺过程操作的最小温度降低；采用连铸坯轻压下技术或高强度高密度冷却技术、结晶器电磁搅拌和控制冷却强度．     

钙处理对硅脱氧弹簧钢55SiCr氧化物夹杂的影响

为了将硅脱氧弹簧钢中SiO_2类高熔点硬质夹杂改性成低熔点夹杂物,在炼钢生产中进行了钙处理试验。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧弹簧钢55SiCr在正常工艺与钙处理工艺处理后的铸坯、盘条中氧化物夹杂的成分、尺寸、数量、形貌进行检测,统计分析2种工艺下夹杂物尺寸、夹杂物轧制变形性的差异,并通过弹簧钢丝Nakamura旋转弯曲疲劳测试对比2种工艺下夹杂物控制水平。分析结果表明:硅脱氧弹簧钢55SiCr钙处理工艺后氧化物夹杂主要为CaO-SiO_2-(CaS)类,尺寸较大,且此类夹杂物在盘条轧制过程中不易变形细化,最终恶化弹簧钢疲劳性能;正常工艺处理后氧化物夹杂尺寸随着夹杂物中Ca含量升高有增大倾向,CaO-SiO_2-Al_2O_3系相图中方石英、磷石英与莫来石交界区的夹杂物轧制变形性优于假硅灰石和钙长石共熔区的夹杂物。     

稀土元素在钢水中的作用机理及加入技术研究

介绍了稀土元素的性质及稀土在钢水中脱氧、脱硫及夹杂物变性处理的作用机理,着重介绍了结晶器喂稀土丝工艺及相关的稀土丝加入量、喂丝速度、喂丝位置的确定方法。比较认为,双侧喂丝工艺比单侧喂丝工艺铸坯中稀土元素分布更加均匀。介绍了结晶器喂稀土丝技术对连铸保护渣的影响和要求。     

Cleanliness of Low Carbon Aluminum‐Killed Steels during Secondary Refining Processes

Efficient secondary refining process is necessary for massive and stable production of low carbon aluminum‐killed (LCAK) steels. Plant trials were performed to investigate the cleanliness of steels. Characteristics of composition, cleanliness, and inclusions of LCAK steel during different secondary refining processes, including LF, CAS, RH‐LIT, and RH, were studied and compared. The results showed that CAS, RH‐LIT, and RH processes had better control of low carbon, silicon, and nitrogen than LF process. High cleanliness of LCAK steels could be achieved by all the mentioned refining processes. It was concluded that the total oxygen (T.O.) should be <35 ppm to reduce the amount of inclusions and reach the level of clean steels. The removal rate of inclusions during RH‐LIT and RH processes was much higher than that of LF and CAS. The T.O. content and the amounts of inclusions during CAS, RH‐LIT, and RH could be quickly decreased to a low value within 10 min. The results showed that CAS and RH‐LIT as well as RH refining processes can produce LCAK steels that meet the requirements of high efficient, low cost, clean, and stable production, while LF is more suitable for the heats with poor control of end point of BOF, and for the process with calcium treatment to control sulfur content and lower the clogging of Submerged Entry Nozzle during thin slab continuous casting.     

Q345D钢精炼过程夹杂物生成及演变行为

冶炼Q345D钢时由于夹杂物导致的探伤不合格情况时有发生,为了进一步去除和控制钢中非金属夹杂物,通过工业试验研究了"LF精炼→RH真空精炼→钙处理→软吹→连铸"工艺中的夹杂物生成及演变规律,并通过热力学计算优化钙处理工艺.结果 表明,转炉炉后及LF进站时采用铝强脱氧,夹杂物主要为Al2O3,LF精炼过程采用高碱度、强还...     

不同钢种炉外精炼钙处理工艺的选择

 为了优化不同钢种的LF精炼钙处理工艺，研究了高强结构钢、低碳结构钢、焊瓶钢、耐磨钢、高碳钢在LF精炼及钙处理过程中夹杂物的演变机理。结果表明,渣 钢反应时间越长，钙处理前的夹杂物变性越彻底。钙处理前焊瓶钢夹杂物以Al2O3为主，高强结构钢、低碳结构钢夹杂物以MgO Al2O3 CaO复合夹杂为主；高碳钢、耐磨钢夹杂物以低熔点的Al2O3 CaO夹杂为主。钙处理工艺会增加钢液中夹杂物数量及尺寸。控制Al2O3 SiO2 MnO复合夹杂物的关键是避免LF精炼中后期进行硅锰合金化。综合考虑各方面因素，建议焊瓶钢增加当前的钙线喂入量，高强结构钢、低碳结构钢使用轻钙处理工艺，高碳钢、耐磨钢取消钙处理工艺。     

CAS精炼效果分析

从钢水洁净度、铸坯质量、夹杂物含量等方面对某钢厂CAS精炼效果进行了分析并与RH真空精炼效果进行对比。结果表明,CAS精炼产品夹杂物总量和氮、氧含量与RH轻处理产品相当,但该厂CAS精炼产品B类夹杂物（氧化铝）含量稍微偏多,原因是因为该厂钢包底吹位置较偏,罩内流场不太理想造成。试验结果还表明,采用CAS处理的某低碳钢,力学性能完全满足标准要求。     

高碳铭GCrl5轴承钢中镁铝夹杂物形成与控制工艺实践

GCr15钢的生产流程为120 t BOF-LF-RH-CC工艺。BOF出钢加200 kg铝块进行强脱氧,同时LF过程控制Al含量至0.030%～0.045%,LF结束夹杂物主要为MgO·Al₂O₃,RH真空后MgO·Al₂O₃夹杂物被去除,钢水中夹杂物以钙铝酸盐为主,但是连铸浇铸过程MgO·Al₂O₃夹杂物又会重新生成。因为LF精炼过程Al-MgO和C-MgO反应的存在,高碳铝脱氧GCr15轴承钢LF精炼结束更容易获得MgO·Al₂O₃夹杂物,并促进中间包钢水MgO·Al₂O₃夹杂物重新生成。当BOF出钢仅加40 kg铝块进行预脱氧,LF结束钢水MgO·Al₂O₃夹杂物数量显著降低,同时中间包钢水中MgO·Al₂O₃夹杂物不再重新生成。此外,将低钛低铝硅铁由出钢过程改为LF过程加入,也可以有效控制钢水中MgO·Al₂O₃夹杂物数量。      

CO2作为RH提升气的冶金反应行为研究

钢液真空循环脱气法（RH）精炼能够利用高真空和钢液循环流动有效脱气和去除夹杂物。同时,炼钢环境下 CO₂可与钢液中[C]反应生成CO提高搅拌强度。因此,本文提出将CO₂作为RH提升气进行真空精炼。针对CO₂在RH精炼过程的冶金反应行为特性,通过热力学理论分析了极限真空条件下CO₂脱碳的有利条件及限度,同时搭建了CO₂作RH提升气工业试验平台,通过工业试验对比研究了CO₂/Ar分别作提升气时对钢液精炼过程的影响。结果表明,若单纯考虑CO₂与碳反应,则当钢液中[C]低于1.8×10?6,CO₂仍然具有氧化碳元素的能力。然而,CO₂对钢液中碳铝元素存在选择性氧化,当铝含量低于一定程度时,CO₂主要参与脱碳反应;反之,CO₂则会造成一定铝损,因此若采用新工艺需考虑铝合金加入时机以及加入量。此外,CO₂用作RH提升气可获得与Ar效果相当甚至更优的脱氢效果,喷吹同等量CO₂并未造成钢液的大幅温降,因此CO₂完全有潜力作为RH提升气,进而完成精炼。      

低碳铝脱氧20钢钢水洁净度控制研究

为了研究120 t BOF-LF-RH-160 mm×160 mm坯CC工艺生产的铝脱氧20钢（/%:0.13～0.23C,0.17～0.37Si,0.35～0.65Mn,≤0.035P,≤0.035S,0.020～0.050Al）中非金属夹杂物的控制技术,对LF精炼过程中脱氧剂加入时机进行调整,并对精炼过程中非金属夹杂物类型与夹杂物数量进行分析。结果表明,转炉出钢后采用铝块脱氧,LF精炼进站非金属夹杂物主要为Al₂O₃,精炼结束前部分夹杂物由Al₂O₃转变为Al₂O₃·CaO,RH结束后非金属夹杂物密度3～4个/mm²,铸坯氧含量（7.48～8.18）×10^-6;而转炉出钢后采用硅锰进行脱氧,精炼结束前采用铝线,精炼过程中夹杂物主要为MnO·SiO₂,CaO含量小于5%,精炼结束非金属夹杂物控制为Al₂O₃,RH真空处理后,非金属夹杂物密度小于1.5个/mm²,铸坯氧含量（4.94～5.53）×10^-6。因此,针对采用“BOF-LFRH-CC”工艺流程生产的含铝钢,提出精炼结束前将非金属夹杂物控制为Al₂O₃,同时运用RH真空高效去除夹杂物,以提高钢水的洁净度。     

钢水精炼技术在武钢的开发应用

简要介绍了三座钢厂钢水精炼装置和工艺技术水平;重点叙述了RH－KTB、WPB多功能真粉精炼技术的开发应用,钢水精炼过程深脱碳、深脱硫、脱氮、脱氢、脱氧和夹杂的控制,钙处理等技术的开发应用;以及这些技术在高牌号冷轧硅钢、超低碳IF钢、高性能管线钢和优质硬线钢等钢种的应用效果。     

Cleanliness of GCr15 bearing steel refined by RH and VD vacuum processes

The cleanliness of GCr15 bearing steels produced by RH and VD vacuum refining processes was compared. Evolutions of total oxygen (TO), total nitrogen (TN), total sulfur (TS), and inclusions were investigated. Bearing steel has high requirements for cleanliness. RH refining has advantages in reducing TO and TN content, removing solid inclusion, and circulating efficiency. After RH refining, the TO content in molten steel decreased by 61%, the TN content decreased by 15%, and the number density of inclusions decreased by 75%. The stirring of slag and steel was strong during the VD refining, which was beneficial to the desulfurization, the TS content in liquid steel decreased by 50%. The circulation rate of the liquid steel in the VD refining was much lower than that in RH refining. The stronger stirring of slag and steel during VD refining resulted in the slag entrainment. The contact angle between inclusions with different liquid phase fractions and liquid steel is different. Inclusions with liquid phase fraction less than 27% are not wetted with liquid steel and are easy to collide, grow and float up for removal, while the adhesion work of liquid inclusions is greater and difficult to remove from liquid steel.     

SWRH82B硬线钢CaO- Al2O3- SiO2系夹杂物塑性化控制的生产实践

为了研究SWRH82B硬线钢通过控制精炼渣的组成实现夹杂物塑性化的可行性,通过对炼钢过程中各工序的精炼渣和钢液进行取样,并对精炼渣成分、钢液总氧含量以及夹杂物的形貌、尺寸、成分等进行检测分析。结果表明,采用无铝化脱氧,并将精炼渣的碱度控制在0.8~1.2,Al2O3质量分数控制在10%以下时,能使CaO- Al2O3- SiO2系夹杂物成为塑性夹杂物;钢水经过RH真空精炼后夹杂物尺寸变大,并且夹杂物的Al2O3质量分数降低,SiO2质量分数升高,通过相关检测分析了造成此现象的原因,并提出了改进措施。