高速重轨钢洁净度与均质性控制关键技术

高速铁路对重轨钢质量提出了更高的要求,洁净度与均质性控制是其质量提升的关键。包钢高速重轨钢采用无铝脱氧工艺降低钢水全氧质量分数、VD 真空脱气工艺强化脱氢、全程保护浇注与中间包冶金防止钢水二次氧化和促使钢中夹杂物上浮,提高钢的洁净度;通过合理控制钢液过热度、严格控制拉速、采用结晶器电磁搅拌、动态二冷、动态轻压下控制等关键技术来减轻和消除铸坯中心偏析,提高钢的均质性。生产实践表明,高速重轨钢中w T ［O］≤0.0020%、w［N］≤0.0050%、w［H］≤0.00015%、w［Al］≤0.0040%,A类夹杂物不超过2.0级,B、C、D 类夹杂物不超过1.0 级,中心疏松评级不超过1.0级的比例平均为83.1%,中心缩孔不超过0.5级的比例平均为94.3%,中心碳偏析指数最大为1.07。包钢高速重轨钢综合质量满足了《时速200km客运专线铁路用钢轨标准》的要求。     

避免原辅料对KB-150 t BOF-RH-CC流程MA超低碳钢水增碳的生产实践

MA超低碳钢（/%:≤0.005C,0.007~0.012Si,0.07~0.15Mn,≤0.025P,≤0.025S,≤0.035Als,≤0.0020N）的生产流程为KB-150 t BOF（终点[C]≤0.020%）-RH-200 mm板CC工艺。试验分析了结晶器保护渣,中间包覆盖剂,钢包耐火材料对钢液增碳量影响。结果表明,结晶器增碳量（△C 0.0003%~0.0008%）明显高于中间包增碳量（△C 0.0001%~0.0005%）,通过稳定冶金操作,控制保护渣原始碳量为1%~2%,向保护渣中添加MnO₂（3.5%~4.0%）,控制覆盖剂量等工艺措施,可有效地减少钢液增碳。     

渣金间硫磷分配比若干理论问题的分析

硫磷分配比广泛用于钢铁冶金脱硫脱磷反应热力学分析。依据分配定律对硫磷分配比相关的若干理论问题进行了分析。分析表明,现有教材中关于渣量对硫磷分配比没有影响的证明是不准确的。在恒温恒压条件下,渣量对硫磷元素在渣金两相中的活度比没有影响,而对其分配比存在影响;恒温恒压条件下,只有w((S))/a(S)与w((P))/a(P)才能衡量炉渣的脱硫与脱磷能力。当钢液中硫及磷活度系数恒定时,w((S))/w(［S］)与w((P))/w(［P］）才可以衡量炉渣的脱硫与脱磷能力。     

攀钢转炉双渣法脱磷的试验研究

 为满足用户对钢中磷含量的要求,攀钢采用“双渣法”转炉脱磷工艺开展脱磷试验,并根据生产条件和转炉工艺特点考察转炉脱磷专用氧枪的实际使用效果。试验中,转炉工艺冶炼前期低温脱磷,后期脱碳升温,吹炼前期采用低供氧强度脱磷喷枪,倒渣时切换为常规吹炼喷枪。在吹炼脱磷前期结束扒渣后,熔池中的w(［P］)下降至0040%以下,脱磷率为47.9%。在试验终点钢水中的w(［P］)均在0.010%以下,波动范围在0.006%~0.010%,w(［P］)的平均值是0.0081%。终点脱磷率波动范围是84.4%~92%,平均值是88.3%。     

铝灰用于钢包渣改质剂试验

 低铝铝灰中单质Al质量分数小于5%,循环再利用性较差。对其用于钢包渣改质剂的可行性做了试验,发现铝灰中除单质Al外,AlN也是一种还原剂。试验采用渣钢比1 ∶10放入MgO坩埚中加热到1600℃,将铝灰和石灰与萤石按4∶6∶1混合后加入坩埚中,保温90min后自然冷却。试验结果表明低铝铝灰具有很好的还原性,可将钢包渣中w((FetO))由31.17%降低至3.24%,钢中w(［O］)由480×10-6降低至17×10-6,钢中w(［S］)由190×10-6降低至75×10-6,但该过程会造成钢液增［N］,w(［N］)由66×10-6增至129×10-6。     

生产20CrMnTiH钢的最佳CaO-Al2O3渣系成分

 研究了某厂冶炼20CrMnTiH钢所用精炼渣的成分变化对钢液中w(T［O］)与夹杂物成分的影响。基于Factsage软件探讨了精炼渣成分变化对钢液中w(T［O］)的影响机制,指出精炼渣碱度R、w(CaO)/w(Al2O3)以及MI指数是通过改变渣中的Al2O3活度与CaO活度,提高精炼渣的“Al2O3”容量,以达到降低w(T［O］)的目的,并在此基础上提出了适合冶炼20CrMnTiH钢的精炼渣系成分(质量分数)：CaO 50%~55%,Al2O3 30%~35%,SiO2 6%~8%,MgO 5%~8%,其他不超过3%。通过工业试验发现,使用此渣系后铸坯中的w(T［O］)降至10×10-6。     

高档汽车齿轮钢冶炼工艺研究

纯净度、淬透性、晶粒度是评价汽车用齿轮钢的主要指标,而钢中全氧质量分数（ w（T［O］）又是衡量纯洁 度的主要指标,东特集团抚顺特钢（以下简称抚特钢）通过调整脱氧制度,选择合理的渣系,采用“超高功率电炉+ LF+VD+CC”工艺流程生产出了 w（［C］）≤0.25%、 w（T［O］）≤15×10 -6 、夹杂物完全满足国外某用户标准要求 的高档汽车齿轮用钢。     

酒钢SPCC钢的LF精炼脱硫

 通过热力学分析,建立了硫分配比与硫容量的关系,用热力学软件FactSage计算渣中Al2O3活度,用KTH模型计算渣的硫容量,对SPCC(一般用冷轧碳素钢薄板坯钢带)两个浇次10炉钢水在LF进站和出站时取钢、渣样以及测氧和温度,通过分析钢样和渣样成分以及生产检测数据,分析了温度、炉渣成分和钢水成分对LF精炼脱硫的影响规律。定义了硫分配比对钢液中溶解氧活度的急剧变化区(a［O］＜4×10-6),在该区内硫分配比对钢液中溶解氧活度十分敏感,钢液中氧活度的增大导致硫分配比的迅速减小,温度升高,a［O］升高,不仅抵消了升温对脱硫反应轻微的促进作用,反而使硫分配比随温度升高而减小。LF精炼过程Al-O反应未达渣-钢平衡,实际［O］活度介于平衡计算值与Al2O3活度为1的计算值之间,故渣钢硫分配比也介于二者之间。精炼渣二元碱度升高则硫分配比增加,wCaO/wAl2O3在1.6~2.0时脱硫效果较好,硫分配比并不随［Al］s含量的增加而增大,所以用增加w［Al］s来脱硫效果并不明显。钢中夹杂铝(w［Al］t-w［Al］s)降低到10×10-6以下,硫分配比明显升高。     

IF钢钢包顶渣改性试验研究

本文介绍了IF钢不同的顶渣改质工艺对降低顶渣氧化性、中包T[O]、中包铝损以及后续冷轧线性缺陷的影响。结果表明:加大顶渣改质力度可以改善钢包顶渣氧化性,降低中间包T[O]和铝损,提高钢水洁净度,减少冷轧线性缺陷率,但连铸的状况与线性缺陷率对应关系更明显。     

上水口环形吹氩对中间包内渣眼形成的影响

 中间包上水口环形吹氩可以在塞棒周围形成清洗钢液的环形气幕，同时部分氩气泡随钢液进入上水口内，可以减少非金属夹杂物在水口内壁的黏附，起到防止水口堵塞的作用。然而，不合理的吹氩量会导致中间包内液面渣层受过强的气液羽流冲击而形成渣眼，使得钢液裸露并发生二次氧化，严重影响铸坯质量。采用标准 k ε 湍流模型研究中间包内流体流动，采用DPM模型和VOF模型耦合方法，研究上水口环形吹氩条件下渣眼的形成及演化规律。结果表明，上水口环形吹氩在塞棒周围形成较强的上升流，塞棒上部邻近区域存在多个涡流区；在钢液涡流的影响下，中间包液渣下层远离塞棒区域，上层向塞棒区域迁移；随着吹氩量的增大，平均湍动能增大，塞棒附近钢液速度逐渐增大，钢渣界面钢液速度先增大后减小，渣眼边缘钢液速度先增大后减小然后再增大，速度与垂直方向夹角逐渐减小；增大吹氩量，中间包熔池液面形成以塞棒为中心的渣眼，渣眼面积逐渐增大。试验条件下不产生渣眼的临界吹氩量为4.2 L/min，对应的钢渣界面最大速度为0.247 m/s，与垂直方向夹角为70°。     

超低氧冶炼过程镁铝尖晶石形成的热力学分析与控制

 对超低氧试验钢精炼过程中镁铝尖晶石的形成机制和生成热力学计算分析表明：1873K时,MgO-Al2O3二元系夹杂物中MgO的质量分数超过17%时就能生成镁铝尖晶石;采用高碱度、w((CaO))/w((Al2O3))≈1、强还原性精炼顶渣对铝终脱氧钢液进行LF精炼时,在LF精炼中前期就实现Al2O3向MgO·Al2O3尖晶石的转变;钢液中的镁则是实现Al2O3向MgO·Al2O3尖晶石转变的中介和桥梁。而钢中镁含量是由酸溶铝控制的。因此,保持钢液中足够的铝含量是镁铝尖晶石生成的前提。生产过程中,当钢液的w(［Al］)达到0.03%时,w(［Mg］)只需要1.32×10-7以上就能生成MgO·Al2O3尖晶石。     

冷轧薄板钙镁铝尖晶石类夹杂物成因分析

摘要：针对超低碳铝脱氧镇静钢在冷轧冲压过程中出现开裂情况进行了电镜和能谱成分分析,确定了主要夹杂物含有Al2O3、CaO及MgO,为钙镁铝尖晶石类夹杂物。研究了该问题炉次的钢包顶渣组分、中间包覆盖剂及涂层侵蚀情况,讨论了夹杂物的来源。结果显示,Al2O3为脱氧产物及二次氧化的产物;CaO的来源为渣中较高活度的CaO与钢水中酸溶铝Als反应导致Ca元素进入钢水,进而与钢水中的O生成CaO。MgO主要为中间包覆盖剂氧化镁及涂层融蚀的氧化镁进入中间包渣系,与钢水中的Als反应导致Mg元素进入钢水,再与钢水中的O生成MgO。     

Analysis of formation mechanism about Ca-Mg-Al spinel type inclusions in cold thin rolling sheet

The cracking of ultra low carbon Al deoxidized killed steel during cold rolling and stamping was analyzed by SEM and EDS. It was determined that the main inclusions consisted of Al2O3, CaO and MgO, which are Ca-Mg-Al spinel inclusions. The composition of the ladle top slag and corrosion of the tundish covering agent and coating were investigated, and the source of inclusions was discussed. It was found that Al2O3 is the product of deoxidation and secondary oxidation. The source of CaO is the reaction between CaO of higher activity in slag with acid soluble aluminum Als in molten steel, which leads to the entry of element Ca into molten steel and the formation of CaO with oxygen in molten steel. The reaction of MgO, which comes from MgO in tundish covering slag and MgO corroded from tundish coating, with Als in molten steel leads to element Mg entering molten steel, and then MgO is formed with oxygen in molten steel.     

连铸铝镇静钢时中间包钢水氧含量预测模型

针对国内某厂６０ｔ中间包浇注低碳铝镇静钢的多次试验数据，从理论上建立了浇注过程中中间包钢水氧含量的预测模型，模型中综合考虑了钢包渣中ＦｅＯ及ＭｎＯ含量，耐火材料ＳｉＯ２含量，钢包到中间包钢水吸氮量，浇注时间，拉速，铸坯断面积等因素的影响，并对改进中间包操作进行了讨论。     

低铁水比下钢水中氮的控制

 湖南华菱涟源钢铁公司在降低铁水比的过程中，为控制氮含量，通过转炉加发热剂进行补热，优化氧枪枪位，减少转炉补吹、过吹、控制终点碳质量分数为0.03%～0.06%，终点温度不低于1 580 ℃；优化转炉出钢过程钢包底吹流量，采用非镇静出钢； LF炉首次送电1档电流起弧时间1min以上，钢包底吹流量小于320L/min、优化LF处理过程中钢包底吹流量，最终控制铁水比在72%以下，控制转炉氩站钢水w(［N］)≤0.0035%，LF增氮量w(［N］)≤0.0020%，中间包钢水w(［N］)≤0.0060%的比例由83.9%提高到99.8%，满足控氮钢种对氮的控制要求。     

首钢京唐IF钢钢包镇静工艺的试验研究

为了生产高品质的IF钢,对不同钢包镇静时间钢水以及铸坯全氧和夹杂物的变化进行分析和讨论。结果显示,若保证铸坯全氧质量分数小于20×10-6,应保证钢包镇静时间为25min以上;生产实践表明,采用优化后的工艺,中间包全氧质量分数小于23×10-6的合格率达到了98%,铸坯全氧质量分数小于20×10-6的合格率达到了98%。     

精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响

 为了研究精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响，采用渣/钢平衡的试验方法研究了MgO SiO2 Al2O3 CaO系精炼渣对Fe xMn高锰钢(x=10%, 20%)中非金属夹杂物的影响。结果表明，无顶渣情况下，高锰钢中夹杂物主要为MnO类和MnO Al2O3类2类。加入精炼渣后，夹杂物类型发生了变化，主要有 MnO类、MnO SiO2类和 MnO Al2O3 MgO类3类，其中MnO SiO2类数量最多。采用ASPEX扫描电镜对夹杂物的平均成分进行分析，无顶渣时高锰钢中夹杂物的成分主要是MnO，质量分数在95%以上，并含有质量分数为4%左右的Al2O3。加入精炼渣后，夹杂物中MnO质量分数降低，SiO2质量分数显著增加，MgO质量分数增加。热力学计算结果表明，加入精炼渣后，渣/钢间反应4［Al］+3(SiO2)=2(Al2O3)+3［Si］和2［Mn］+(SiO2)=2(MnO)+［Si］的吉布斯自由能均小于零，这说明在本试验条件下，钢液中的［Al］和［Mn］会还原渣中SiO2，生成的［Si］进入钢液，进而与钢液中的［O］结合，导致夹杂物中SiO2增加。     

中薄板坯流程生产IF钢中包水口结瘤控制

采用扫描电镜、能谱分析等方法,对BOF-RH-CC中薄板坯流程生产含钛IF钢浸入式水口结瘤的原因进行了分析。结果表明,含钛IF钢水口结瘤的原因为水口本体内部的C与SiO2发生反应产生氧化性气体,氧化性气体和钢水中的[Al]、[Ti]反应在水口内壁上形成反应层,反应层促进了钢水中原有的Al2O3和Al-Ti-O复合夹杂物快速向水口内壁沉积。Ti的存在加重了水口结瘤的发生。以全流程氧位控制为目标,通过转炉终点控制、RH精炼、顶渣改质、中薄板坯连铸等工艺优化,使RH出站钢水T[O]质量分数控制在35×10^-6以下,中包钢水T[O]质量分数控制在30×10^-6以下,水口结瘤现象得到明显改善,单支水口平均连浇炉数由1.2炉提高至3炉,单支水口连浇时间提高到177 min。