CAS取消钙处理HSLA钢液的洁净度研究

结合高强度低合金钢(HSLA)钢生产实际,通过对低合金钢的钢液成分及精炼渣组成控制的优化,研究了钢液洁净度水平。结果表明,实验炉次CAS取消钙处理,中包T[O]含量由原工艺的56×10~(-4)%降低到48×10~(-4)%以下;[N]从35.6×10~(-4)%降低至11~13×10~(-4)%;钢中残留夹杂物以小颗粒球状Al_2O_3为主,尺寸主要集中在2~10μm。     

510L汽车大梁钢低熔点夹杂物形成的热力学及其控制研究

结合某厂510L汽车大梁钢生产试验,通过Factsage6.2热力学软件计算SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgO四元系的相图以及低熔点区,探讨了SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgO系低熔点夹杂物生产条件以及钢液成分控制范围。结果表明,若使510L汽车大梁钢夹杂物成分控制在Si O2-Al2O3-Ca O-(5~10%)Mg O系低熔点区域,夹杂物目标成分为0~5.8%SiO_2、43.5%~53.1%CaO、40.2%~55.9%Al_2O_3和5%~10%MgO。与之平衡的钢液中铝含量为0.010%以上,钙含量12×10-6,氧含量在0.000 5%以内。     

热轧板卷LF轻处理技术的研究与应用

涟钢依托KR一键式脱硫、BOF炉后精确预脱氧和氩站自动底吹技术,开发了应用于高级别热轧板卷的LF轻处理技术。通过LF一次性加铝脱氧,控制加铝前钢中[O]处在40×10~(-6)～100×10~(-6)之间,加铝后钢液软吹8 min的操作方式,解决了LF精炼不造渣、不脱硫、不钙处理时塞棒容易上涨的难题。通过炉后精确预脱氧和顶渣改质可以控制LF进站钢包顶渣T.Fe质量分数不超过3%,保证钢液洁净度不变差。LF轻处理路线下钢液中硫质量分数更低,中间包钢液中硫质量分数只有0.003 5%,同比传统LF精炼工艺下中间包钢液硫质量分数是0.004 6%。采用LF快速处理工艺时不仅成本降低显著,而且钢中氧氮质量分数比传统工艺低10×10~(-6)左右,各尺寸区间的夹杂物质量分数更少,成品疲劳性能明显优于传统工艺。     

LD-LF-RH工艺冶炼GCr15轴承钢调铝工艺对钢中氧含量与夹杂物的影响

在轴承钢冶炼过程中,铝是重要的脱氧元素。采用LD-LF-RH工艺冶炼GCr15轴承钢,通过分析冶炼过程中不同调铝方式对酸溶铝含量、氧含量和夹杂物的影响,并结合热力学计算,优化出了轴承钢冶炼过程中最佳的控铝方式。结果表明:成品钢中[Al]s含量控制在100×10~(-6)~200×10~(-6)时钢中全氧含量T[O]处于较低状态;过程采用LD出站加入铝粒1.2 kg/t.s,LF进站撒入铝粒0.1~0.3 kg/t.s脱氧的控铝方式效果最好。采用此调铝工艺,成品钢中全氧含量可降到6.5×10~(-6),酸溶铝含量稳定控制在100×10~(-6)~200×10~(-6),夹杂物含量低且尺寸细小,达到高纯净钢液水平。     

GCr15SiMn钢LF精炼渣系脱硫研究

通过钼丝高温电阻炉采用正交实验法研究了LF精炼渣系的成分对高碳铬轴承钢GCr15Si Mn脱硫的影响。结果表明,随着碱度由3增至5时,精炼渣对钢液的脱硫率增加;随着Ba O从5增加到13,Al_2O_3从17增加到27,CaF_2从0增加到8时,精炼渣的脱硫率均呈先增加后降低趋势。钢液最佳脱硫效果的LF精炼渣组成为:4~5R,8%~10%Ba O,20%~22%Al2O3,3%~4%Ca F2,8%MgO。     

45钢LF炉渣系研究

通过45钢LF炉精炼渣工业试验,介绍了45钢渣系成分设计、工艺过程控制和造渣料加入量的测算方法;分析了精炼渣中各成分含量对钢水脱硫、脱氧效果的影响。试验证明,45钢LF炉精炼渣质量分数控制在CaO:45%~55%;SiO₂:10%~20%;Al₂O₃:15%~25%;MgO:8%~10%;碱度R:2.5~3.5;w(FeO)+w(MnO)＜2.0%范围内,钢水脱硫率高、脱氧效果好、吸附夹杂物能力强,可满足45钢高质量生产。     

精炼渣成分对42CrMo钢洁净度的影响

为了研究不同精炼渣对42CrMo钢中洁净度和夹杂物数量、尺寸的影响,采用渣-钢平衡试验和FactSage热力学理论研究了CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO四元渣系对42CrMo钢中洁净度和夹杂物控制的影响规律。结果表明,当初渣碱度(CaO/SiO₂的质量比)和钙铝比(CaO/Al₂O₃的质量比)分别为5和1.8时,能将钢中T.[O]质量分数降至7.5×10-6,同时夹杂物尺寸控制良好,均小于8 μm,在该渣系条件下,42CrMo钢的精炼效果最好;研究还表明,钢中夹杂物成分受渣系影响较大,特别是钢中夹杂物Al₂O₃含量受渣中Al₂O₃活度影响较大,Al₂O₃活度高的精炼渣渣系去除夹杂物Al₂O₃的能力弱,导致此精炼渣系下钢中夹杂物Al₂O₃含量高。     

RH处理IF钢工艺优化工业试验研究

针对攀钢IF钢RH处理过程终点碳含量偏高及不稳定的问题,对IF钢生产工艺过程进行了跟踪调查,通过对转炉终点、过程钢液氧活度、过程钢包渣成分和氧化性、脱碳处理时间等工艺过程的优化控制,进行了RH处理IF钢工艺优化工业试验研究。结果表明,RH处理IF钢出站钢液碳含量的波动范围小。增加碳粉加入量,脱碳后钢液氧活度控制在121×10-6~318×10-6,平均为230.1×10-6,较原工艺降低了约120×10-6,钢的纯净度有所改善。采用高碱度精炼渣调渣剂调整钢包渣成分,RH处理过程钢包渣中CaO含量提高,Al2O3含量下降,RH插入管在处理过程的粘渣得到明显缓解。     

转炉-连铸工序生产低碳铝镇静钢中夹杂物的研究

采用添加示踪剂的方法对转炉-CAS-连铸工艺生产低碳铝镇静钢中的夹杂物进行了研究,结果表明:出钢或CAS精炼过程中炉渣与钢液作用生成的夹杂物,尺寸在30 μm以下的夹杂物很难从钢液中完全上浮排出.铸坯中的主要夹杂物为来源于钢包渣与钢液作用生成的球状夹杂物、块状Al 2O 3夹杂物.连铸坯中的全氧含量在(38～53)×10 -6之间,夹杂物的含量在 2.3 mg/kg左右,表明该工艺可以生产较高纯净度的低碳铝镇静钢坯.     

氢含量对304不锈钢连铸过程中传热的影响

对304不锈钢连铸过程中结晶器传热问题进行分析,结果显示氢含量是影响结晶器传热的因素。不同炉次类型的氢含量差异较大,304不锈钢中氢含量超过7.5×10-4%时,会影响连铸过程的传热;氢含量超过10×10-4%时,会出现连铸漏钢事故。计算结果显示,氢在304钢液中的饱和溶解度为27×10-4%,在固态钢中的溶解度在2×10-4%⁷×10-4%之间。由于304不锈钢在液态和固态下氢的溶解度不同,在连铸过程中,氢从钢液进入保护渣,影响保护渣的传热性能,从而影响结晶器传热。控制304不锈钢中氢含量在7×10-4%以下,氢含量不会影响连铸过程中结晶器传热。     

SiO_2-CaO-MnO熔渣氧化精炼除硼提纯多晶硅的研究

熔渣精炼是制备太阳能级多晶硅过程中最为成熟和广泛应用的除硼手段。为了去除硼杂质,本文选用SiO_2-CaO-MnO熔渣进行熔渣精炼研究,并考察了熔渣的光学碱度与除硼效果的关系。结果表明,经精炼后,渣硅分界明显,精炼硅易于分离,精炼硅存在Si-Ca、Si-Mn金属间析出相,且析出相中富集B、P等杂质;随着熔渣中MnO含量的增加,硅中的B含量先降低后升高,当MnO含量为5%时,硅原料中B含量从23.91×10~(-6)wt降低到4.40×10~(-6)wt,去除效率达到81.60%。     

应用稀土氧化物冶金技术改善高强钢焊接性能

在高强钢中加入5×10~(-6)和23×10~(-6)稀土Ce,研究了Ce对焊接热影响区冲击韧性、微观组织、原奥氏体晶粒以及焊接接头断口形貌的影响与机理。钢中含Ce量为5×10~(-6)时,能在镁铝夹杂物外围生成少量CeAlO_3夹杂物,但不能完全改性镁铝夹杂物,当Ce添加量达到23×10~(-6)后,Ce能够完全改性MgO-Al_2O_3尖晶石,生成(CeCa)S+MgO-Al_2O_3+MnS稀土夹杂物。对含有Ce的高强钢板进行模拟焊接,结果表明,在4组不同焊接热输入条件下,钢中加入23×10~(-6)Ce后,比钢中加入5×10~(-6)Ce的钢焊接热影响区的Charpy冲击功有所提高。微观组织分析发现,23×10~(-6)Ce含量的高强钢试样焊接热影响区断口形貌呈现韧窝状,韧性更好;当热输入从25 kJ/cm逐步提高到100 kJ/cm时,含5×10~(-6)Ce的高强钢热影响区原奥氏体晶粒平均尺寸增加了75.6%;含23×10~(-6)Ce的高强钢的原奥氏体晶粒平均尺寸增加了52.4%,即钢中Ce含量的增加抑制了焊接热影响区原奥氏体晶粒的长大。通过微观组织分析对比,说明稀土Ce在高强钢中起到了延迟焊接热影响区上贝氏体组织形成的作用,同时抑制焊接过程中原奥氏体晶粒的长大。利用高温共聚焦显微镜观察到了稀土夹杂物钉扎于原奥氏体晶界,抑制焊接过程中晶粒的长大,验证了稀土Ce对高强钢焊接热影响区性能改善的机理。本工作表明应用稀土氧化物冶金可以改善稀土高强钢的焊接性能。     

易切削1215MS钢精炼工艺优化及实践

本文针对前期开发1215MS钢种时,LF精炼过程控制不稳定的问题,分别从钢水[Mn]、[S]含量的精确控制、稳定精炼过程钢水氧含量、优化精炼渣组成及造渣制度三个方面有针对性的采取措施进行控制。优化后的LF精炼工艺,精炼过程钢水[Mn]、[S]含量更容易控制,钢水[Mn]/[S]提高至3.5～3.7;精炼过程钢水自由氧含量稳定在50×10-6～70×10-6范围内,精炼结束时钢水自由氧含量控制在60×10-6左右;精炼渣二元碱度提高至2.3～2.6,精炼渣中Al₂O₃含量提高至12～14,盘圆中B类夹杂物级别有明显降低。     

控制含硫钢A类夹杂的生产实践

"BOF-LF-VD-CC"工艺流程生产含硫钢,在VD真空处理前,钢中[O]含量≤10×10-4%,[S]含量≤0.005%。钢液温度≥1 600℃时,按0.02 kg/t进行钙处理,VD真空保持时间≥10 min,软吹时间≥15 min,VD破空后按0.035%~0.040%喂入硫磺线。结果表明,连铸过程保护浇注、禁止下渣,可控制含硫钢轧材A类夹杂细系/粗系级别分别≤2.0级。     

Al-Si合金熔渣精炼过程中Al和B在渣金两相间的迁移与分配规律

在1500℃下将Al-Si合金与CaO-SiO_2-Al_2O_3熔渣混合精炼,考察了渣金比、精炼时间对体系中元素Al和B在渣金两相间分配的影响,并解析了这两种元素的迁移过程。结果表明:熔渣40%CaO-40%SiO_2-20%Al_2O_3和60%Al-Si合金在渣金质量比为5时,精炼硅中B含量由302.74×10~(-6)降至23.37×10~(-6)。元素Al和B在渣金两相间的迁移规律基本一致,呈现出明显的阶段性特征。合金中Al元素在精炼10 min内相间迁移最为剧烈,Al的转化率达到96.52%,剩余少量Al以Al-Si相或Al-Si-Ca相存在于硅晶界处;而B元素在精炼30 min内向渣中迁移效果最为显著,迁移比分别为12.32、10.96,继续延长时间二者含量均变化缓慢。Al元素的氧化会改变精炼渣的组成,精炼相同时间时,随渣中w(CaO+Al_2O_3)/w(SiO_2)值增大,精炼硅中B含量呈先下降后上升的趋势,B含量在w(CaO+Al_2O_3)/w(SiO_2)值1.24附近有最小值8.01×10~(-6),此时B的迁移比达到37.80。     

低铝脱氧不锈钢夹杂物演变规律分析

为改善2205双相不锈钢的洁净度,在不影响连铸可浇性前提下,通过尝试低铝脱氧工艺,即将成品铝含量控制在0.0045%左右,使钢液中的夹杂物向镁铝尖晶石、钙铝酸盐等类型演变。实验结果表明：精炼结束后钢液全氧含量为15ppm,钢液中的夹杂物固液比例为1,呈半固半液结构;LF精炼阶段夹杂物按“MgO·Al2O3→MgO/MgO·Al2O3→CaO-MgO-Al2O3”的路径进行转变,LF出站得到的CaO-MgO-Al2O3夹杂物与常规铝脱氧得到的CaO-MgO-Al2O3夹杂物在结构组成存在差异：核心为纯MgO,中间层MgO·Al2O3,外层3CaO·Al2O3。     

转炉单渣法脱磷工艺实践研究

基于150t顶底复吹转炉,采用单渣法工艺进行脱磷,分析研究了炉料结构和终点条件对脱磷的影响。结果表明,最佳的炉料结构为:一次吨钢辅料、一次辅料加入比例以及(石灰和石灰石)吨钢加入量分别控制在70~80 kg/t、65%~75%和51~62 kg/t之间;最佳的终渣条件为:终点温度、终渣FeO、碱度、和MgO含量分别控制在1 620~1 640℃、22%~28%、2.8~4.0以及≤7.5%时,可以稳定实现终点钢液磷含量在0.010%以下,脱磷率在91.87%以上,终点钢磷含量最低可以达到0.008 0%,脱磷率最高为93.65%。     

含钛不锈钢精炼连铸中钛含量变化影响因素分析

结合SUH409L生产实践,对含钛不锈钢精炼连铸过程中钛收得率的影响因素进行了分析。结果表明:随着渣中弱氧化物含量的增加,钢中[Ti]的损失量呈上升趋势;钢中[Al]控制在0.025%~0.03%时,可降低炉渣氧化性,同时可以降低[Ti]损失量;低碱度覆盖剂中(SiO_2)与钢液中[Ti]发生反应,钛损失量增加,使用高碱度中间包覆盖剂,可以使钛损失量降低0.01%~0.02%;通过热力学计算,含钛钢在浇注过程中,容易与空气中的氧气发生反应,良好的保护浇注可以有效提高钛收得率。     

转炉终渣氧化性对脱磷的影响

为了研究唐山建龙60 t转炉中高碳钢脱磷的氧化性控制原则,对转炉冶炼终点C-O、Fe-O平衡进行了分析和计算,并对钢液中溶解氧平衡的磷含量和渣中(Fe O)平衡的磷含量进行了计算。结果表明:转炉冶炼终点渣氧化性决定钢液中的磷含量,当终点钢液溶解氧在0.03%到0.045%之间时,[P]-[O]平衡磷含量是(Fe O)-[P]平衡磷含量的21~38倍;终渣(Fe O)含量大于13%,可实现终点磷含量小于0.015%。对于终点碳含量大于0.1%的钢种进行工业实验,通过加料和枪位调整提高终渣氧化性,终点平均磷含量为0.013%,脱磷率提高8%。     

DT4电磁纯铁铸件关键技术的研究与实践

介绍利用EBT+VOD+LF+VD四联工艺生产DT4的试验,按照EBT初炼脱磷、脱碳、升温-VOD精炼真空脱碳-LF炉精炼脱硫-VD精炼脱气、去夹杂-铸造等工艺路线,实现冶炼碳≤0.008%、硫≤0.004%、磷≤0.003%、硅≤0.022%和氮≤60×10~(-6)、氧≤30×10~(-6)、氢≤1×10~(-6)的高纯净度的DT4并且无夹渣、气孔、裂纹等铸造缺陷,应用于医疗粒子加速器的电磁纯铁钢。