VD低碱度渣对GCr15轴承钢夹杂物的影响

为了减轻铝脱氧GCr15轴承钢中B类和D类夹杂物的危害,开展了VD低碱度渣和正常碱度渣精炼的对比工业试验研究。结果显示,与正常碱度精炼渣相比,碱度为1.96的精炼渣可使连铸坯中塑性夹杂物比例由14.81%上升为40.65%;同时,全氧(T. O)含量由7.7×10^-6下降至4.9×10^-6,全铝(T. Al)和酸溶铝(AlS)含量由279×10^-6、210×10^-6分别下降至80×10^-6、75×10^-6。热力学计算表明,低碱度精炼渣引起钢液中[Si]活度增大使复合夹杂中Al2O3(inc)含量下降,钢中酸溶铝(AlS)含量落在与塑性夹杂物平衡对应的等铝浓度线范围内,理论计算与试验结果吻合。VD低碱度渣精炼有利于实现轴承钢夹杂物塑性化控制。     

100t DC EAF-LF-VD-CC流程硫易切削钢SAE1144的生产实践

中碳硫系易切削钢SAE1144（/%:0.42~0.47C,0.15~0.30Si,1.45~1.65Mn,0.24~0.30S,≤0.025P）采用100t DC EAF-LF-VD-280 mm×320 mm坯连铸工艺流程生产。通过控制出钢钢包温度≥1000℃,出钢时加入200 kg硅铁,钢包底吹氩搅拌;LF采用专用精炼渣系（/%:45~55CaO,15~25Al₂O₃,15~25SiO₂）,喂硫线,≥15 min VD处理后控制钢水过热度20~35℃,二冷比水量0.18 L/kg,拉速0.45~0.55 m/min等工艺措施,可稳定控制钢水硫含量和钢水的可浇性,铸坯中心疏松和缩孔级别≤1.5;[O]为14×10^-6~15×10^-6,[H]1.3×10^-6~1.5×10^-6,非金属夹杂物满足质量要求。     

高碱度中间包覆盖剂对改善0Cr18Ni9不锈钢洁净度的影响

0Cr18Ni9奥氏体不锈钢的生产流程为铁水脱磷预处理-75 t转炉-VOD-LF-200 mm×1 200 mm坯连铸工艺。分析了连铸过程20 t中间包覆盖剂(/%:40.54CaO,28.89Al₂O₃,7.8SiO₂,6.32MgO,1.84C,碱度5.2)组分变化,及钢中氧、夹杂物去除效果。结果表明,采用高碱度中间包覆盖剂时,多炉连浇后覆盖剂吸收钢中硅酸类夹杂物效果明显,0Cr18Ni9不锈钢中平均氧含量由LF钢水中的56.5×10^-6,降低到中间包钢水中的37.5×10^-6和铸坯的33.3×10^-6,铸坯中夹杂物数量及大小较LF后有明显降低,高碱度中间包覆盖剂对去除20μm以上的大颗粒夹杂效果明显。     

铁水预处理-80 t LD-RH-LF-CC生产流程对管线钢夹杂物的影响

通过鱼雷罐铁水喷粉脱硫处理,转炉加低硫废钢、出钢挡渣和加Si-Fe、Mn-Fe脱氧,控制终点[C]0.026%～0.030%,RH脱气处理和加Mn-Fe合金化,LF高碱度渣精炼和喂Ca线冶炼管线钢(%:0.039～0.042C、1.56～1.62Mn、0.01Ti、0.05Nb、0.03V)。检验结果表明,生产管线钢铸坯中的硫含量为(10～18)×10^-6,T[O]30×10^-6,铸坯中大部分夹杂物尺寸≤40μm,主要夹杂物为钙铝酸盐,Al₂O₃夹杂和单独存在的MnS夹杂很少,有利于提高管线钢抗HIC(氢致开裂)性能。     

高硫塑料模具钢中硫稳定性控制基础研究

基于高硫塑料模具钢典型缺陷检测和MnS析出行为研究,结合热力学计算和工业试验探索了高硫塑料模具钢精炼过程硫稳定性控制手段。结果表明,MnS夹杂是裂纹产生的原因之一。MnS在1 708 K开始析出,且优先发生位错形核。MnS发生晶界形核的最快沉淀析出温度为1 573 K,并在铸坯加热过程明显长大。综合高硫塑料模具钢精炼顶渣物化性质、硫容量和硫分配比的理论研究,确定最优精炼顶渣成分范围：1.55≤(w(CaO)/w(SiO₂))≤1.7、24%≤w(Al₂O₃)≤28%、1.4≤(w(CaO)/w(Al₂O₃))≤2.3、7%≤w(MgO)≤9%和2.5%≤∑w(FeO+MnO)≤4.0%。精炼顶渣成分与精炼工艺优化后,VD出站到中包钢中硫平均降低质量分数由108×10^-6减少至30×10^-6,平均Al_s损由24.9×10^-6减少至14.2×10^-6,实现了模具钢中硫稳定性...     

KR-BOF-RH流程高牌号无取向硅钢W310超低硫冶炼研究与实践

高牌号无取向硅钢W310成品硫含量一般要求小于0.0025%。基于“KR铁水脱硫→顶底复吹转炉→RH真空炉→连铸”制造流程，分析研究了KR深脱硫、转炉冶炼、RH喷粉脱硫机理，结合300 t炼钢系统工况及原料条件，提出了铁水成分、温度优化，KR、RH脱硫剂成分调整，转炉热平衡控制、强底吹冶炼，工序硫负荷管控等热力学、动力学条件改善措施。应用表明：优化后KR一次处理硫含量小于15×10^-6炉次比例由69%提升到100%,处理后硫含量由10.48×10^-6下降到7.07×10^-6;转炉终点平均硫含量20.10×10^-6,过程回硫13.03×10^-6,较优化前分别降低44.8%、49.8%;RH钢液硫含量由19.50×10^-6降至8.65×10^-6,脱硫剂用量减少55.9%,硫含量小于25.00×10^-6比例由90.5%提升到100%,取得了良好的效果     

BOF-RH-CC与BOF-LF-CC流程对冷镦钢ML08Al洁净度的影响

分析了“BOF-RH-CC”和“BOF-LF-CC”两种工艺流程生产的ML08Al钢中非金属夹杂物类型、数量密度及总氧变化。结果表明,两种流程转炉脱氧合金化后钢中非金属夹杂物主要为Al₂O₃;采用“BOF-LF-CC”流程,LF精炼结束钢中部分非金属夹杂物由Al₂O₃转变为Al₂O₃·CaO和Al₂O₃·MgO;而采用“BOF-RH-CC”流程,RH真空后钢中非金属夹杂物仍然以Al₂O₃为主。转炉出钢脱氧合金化后,钢水中总氧含量27.8×10^-6～31.5×10^-6,经过LF精炼后,总氧含量为20.2×10^-6～22.5×10^-6,而经过RH处理后,总氧含量为14.7×10^-6～15.3×10^-6。LF精炼和RH真空处理对夹杂物数量的去除率分别为49.6%和80.9%。因此,“BOF-RH-CC”工艺流程生产的ML08Al钢水洁净度优于“BOF-LF-CC”工艺流程生产的钢水。     

70 t BOF-LF-VD-CC流程转炉钢氮含量控制的工艺实践

炼钢厂冶炼20CrMnTi,45,40Cr,GCr15钢的生产流程为70 t BOF-LF-VD-220 mm×220 mm CC工艺。由22炉20CrMnTi,40Cr和45钢中氮含量分析得出转炉出钢后钢中平均氮含量-[N]为21.70×10^-6,LF精炼后平均[N]48.95×10^-6,中间包平均[N]63.62×10^-6。通过将铁水比从85%提高到92.3%,控制转炉终点[P]≤0.008%,出钢前钢包充氩,LF精炼快速形成泡沫渣,渣层厚100~120 mm,防止钢水吸氮,连铸时采用长水口控制吹氩量等措施,6炉GCr15钢冶炼结果表明,LF精炼后[N]为51.8×10^-6~60.2×10^-6,VD后[N]29.1×10^-6~33.9×10^-6,钢材中氮含量为31.8×10^-6~40.0×10^-6,满足用户对钢材冷加工的需要。     

90t EAF→LF→VD→CCM流程冶炼GCr15轴承钢非金属夹杂物演变

对“90 t EAF→LF→VD→CC”流程生产轴承钢的全流程夹杂物进行了研究。结果表明,LF精炼结束以CaO-Al₂O₃-CaS和Al₂O₃·MgO尖晶石为主;VD真空处理后,Al₂O₃·MgO尖晶石几乎全部消失,钢中夹杂物以液态钙铝酸盐为主,T.O质量分数由精炼结束的8.6×10^-6降低至破空的4.3×10^-6,并且夹杂物的去除率达65%。浇铸过程中间包钢水T.O和N含量并未增加,但重新生成了Al₂O₃·MgO尖晶石,重新生成的尖晶石是恶化钢水可浇性的主要原因。     

风电齿圈用钢F42CrMo4探伤缺陷分析和工艺改进

F42CrMo4钢风电齿圈的生产工艺流程为热装铁水-100 t EAF-LF-VD-Φ500 mm CCM-缓冷-锻制成Φ2000～3900 mm环形锻件。对探伤不合格的风电齿圈缺陷部位运用超声波进行定位取样,分析表明,氧化铝类夹杂物以及铸坯疏松缺陷,是造成部分批次风电齿圈用F42CrMo4钢探伤不合格的主要原因。通过控制电弧炉终点碳≥0.15%,LF终点喂钙线0.50 kg/t,喂钙后软吹氩≥10 min,VD后氩气流量由2×25 L/min增加至2×30 L/min,控制钢水过热度10～18℃等工艺措施使钢中氮、氢和氧含量分别由原≤80×10^-6、≤1.5×10^-6和≤20×10^-6降低到≤75×10^-6、≤1.2×10^-6和≤15×10^-6,锻件探伤合格率提高到98.95%以上。     

风电法兰用钢S355NL探伤缺陷的分析和工艺改进

风电法兰用钢S355NL（/%:0.14~0.48C,0.15~0.40Si,1.30~1.60Mn,≤0.013P,≤0.005S,0.04~0.12V,0.03~0.05Nb,≤0.009Ti,≤0.30Cr,≤0.50Ni,≤0.20Cu,≤0.10Mo,≥0.020Alt）的冶金流程为100t UHP EAF—LF—VD—Φ650 mm,Φ800 mm坯CC工艺。该钢1~2 mm裂纹探伤不合格的分析结果表明,其主要原因为氧的铝类夹杂和铸坯疏松缺陷所致。通过在LF终点喂钙线0.45 kg/t,VD处理时间由原25 min增至27 min,降低钢中[N]至78×10^-6~82×10^-6,[H]为1.1×10^-6~1.3×10^-6,[O]为12×10^-6~15×10^-6,软吹氩气流量由2×25L/min降至2×20 L/min,时间≥12 min,降低钢水过热度5℃等工艺措施,使铸坯锻造后的探伤合格率超过99%。     

钢液钙处理过程有效钙硫比对303 t超大钢锭中硫化物形貌的影响

通过工业实验研究了钙处理对303 t的16Mn重型管板铸锭中硫化物形貌的控制.未钙处理的锻件缺陷主要分布在轴向上靠近顶部、径向上在距中心1/2以内位置,缺陷主要为大尺寸Ⅱ类MnS夹杂物.采用Micro-CT检测了铸锭顶部中心位置MnS夹杂物三维分布,夹杂物为长条状和片状,数密度为0.77 mm^-3,最大直径为1370μm.在真空脱气后对钢液进行钙处理,钙处理不仅将钢液中原生Al₂O₃夹杂物改性为液态钙铝酸盐,并且钙会在钢液凝固和冷却过程中优于锰先与硫结合生成CaS.通过FactSage热力学计算得到,钙处理将MnS夹杂物的析出温度由1244.7℃降低至1227.9℃,同时减少了MnS夹杂物析出量.钙在改性硫化物之前先改性了钢中氧化物,因此提出了有效钙硫比Ca/Seff.用来表征钙处理对硫化物形貌的影响,Ca/Seff.的含义为改性硫化物的有效钙和钢中硫的原子浓度比,可以直接根据钢液的总氧T.O含量、总硫T.S含量和总钙T.Ca含量计算得到,此公式适用于硫质量分数小于30×10^-6的低硫钢.随着钢中C...     

含硫非调质钢GS35C-A浇铸性能优化的工艺实践

分析了硫合金化工艺和渣系等因素对GS35C-A钢(/%:0.32~0.39C,≤0.40Si,0.50~0.80Mn,≤0.045P,0.015~0.055S,≥0.020Al)浇铸性能的影响,并将原LF(硫合金化)-RH-钙处理工艺优化成LF-RH-钙处理-硫合金化工艺。结果表明,(1)采用先硫合金化后钙处理工艺生产时,水口结瘤物以CaS、CaO-Al_2O_3-CaS复合夹杂物为主;(2)采用先钙处理后硫合金化工艺生产时,连浇炉数由原来先硫合金化后钙处理工艺的2炉提高至6炉;(3)渣系优化后(R 5.66~9.55),RH喂硫线前显微夹杂物数量比优化前降低了84%,RH离站显微夹杂物数量由9.09个/mm~2降低至5.06个/mm~2。     

高牌号无取向硅钢硫含量控制实践

为提高硅钢生产控硫水平，在理论分析的基础上，结合大数据分析对某厂硅钢冶炼全工序硫含量变化规律进行了研究。结果表明，随着预处理前温度的升高，处理后的铁水中硫含量呈先下降再上升的趋势，处理前的最佳温度为1 370～1 400℃。铁水通过3次扒渣、2次搅拌处理，硫质量分数由220.5×10^-6降至11.7×10^-6。硅钢生产选择专用转炉经洗炉、控制低碳氧积、减少废钢用量、增加石灰用量、控制终点氧质量分数为400×10^-6～500×10^-6,使得转炉终点硫质量分数降至21.2×10^-6,精炼出站硫质量分数降至14.0×10^-6。通过全流程控制，实现了高牌号W310-W400钢精炼出站硫质量分数小于20×10^-6的比例提升至94.2%,高牌号W250-W290钢精炼出站硫质量分数小于15×10^-6的比例提升至90.7%。     

承德建龙70 t LD-LF-CC流程生产20CrMnTiH齿轮钢的工艺实践

通过高拉碳等操作使LD终点[C]0.05%～0.13%,出钢前钢包底预加钢芯铝、硅锰和铝锰进行脱氧合金化;采用挡渣技术和全程吹氩,控制LF精炼渣碱度2.5～3.0,加铝线脱氧、控制钢水中Als 0.020%～0.045%,加Ti后T[O]≤20×10^-6,精炼末期喂硅钙线等工艺措施。该钢13炉分析、检验结果表明,该钢的成分(%)为: 0.17～0.22C、0.26～0.34Si、0.90～0.98Mn、1.08～1.13Cr、0.048～0.075Ti、0.015～0.021P、0.008～0.013S;钢材的氧含量≤20×10^-6,氮含量≤70×10^-6,J₉和J₁₅淬透带宽4 HRC,各项指标达到标准要求。     

影响20CrMnTiH(TS)齿轮钢夹杂物控制因素的分析和工艺优化

20CrMnTiH（TS）钢冶金流程为60 t 顶底复吹转炉-LF-VD-150 mm×150 mm方坯连铸。钢厂20CrMnTiH（TS）钢夹杂物一次检验不合格率达2.0%,主要为B类（复合钙铝酸盐+镁铝尖晶石,以及部分三氧化二铝）和D类夹杂（钙铝酸盐,部分为复合钙铝酸盐+镁铝尖晶石+氮化钛）,尺寸＞20μm。通过采用低磷铁水和优质废钢,转炉终点[C]≥0.09%,转炉出钢加40 kg硅钙和40 kg钢芯铝替代原只加80 kg钢芯铝预脱氧,LF精炼采用SiC70替代SiC45进行扩散脱氧,VD后喂Ti线,保证精炼终渣碱度为3.0,控制连铸时钢包余钢量＞2 t 等工艺措施使T[O]从12×10^-6降至8×10^-6,一次夹杂物检验不合格率下降至0.5%。     

EAF-LF(VD)-CC工艺生产石油管线钢39Mn2V 纯净度的分析

分析和研究了EAF-LF(VD)-CC各工序39Mn2V钢的T[O] 和[N] 以及钢中非金属夹杂物。结 果表明,LF(VD) 后T[O] 为28×10^-6,铸坯T[O] 为(8~10)×10^-6 ;钢中夹杂物主要为Al₂O₃、MnS、球形铝酸 钙,尺寸≤20 μm。铸坯存在一些80~300 μm 夹杂物,主要来源于二次氧化、耐火材料侵蚀和结晶器卷渣。     

含硫-铝钢GS35C-A硫化钙夹杂热力学分析和工艺改进

针对试验GS35C-A钢（/%:0.34～0.35C,0.20～0.22Si,0.69Mn,0.013～0.016P,0.026～0.045S,0.027～0.046A1,0.000 8～0.001 9Ca）夹杂物变性进行了热力学计算,并对工艺1[BOF-LF（硫合金化）-RH-钙处理-CC]和优化工艺2[BOF-LF-RH-钙处理-硫合金化-CC]对应的钢中夹杂物形貌及数量进行了研究。结果表明:（1）随着钢液中[S]的升高,生成CaS所需的平衡钙含量降低,钙处理变性生成低熔点夹杂物时钢液中的[Al]逐渐降低;（2）优化工艺2后RH离站Ca、S含量分别从优化前（工艺1）的0.001 9%和0.045%降至0.000 8%和0.026%,平均连浇炉数由原2.5炉提高至8炉;（3）优化前（工艺1）中间包典型夹杂物组分为硫化钙包裹的镁铝尖晶石,优化后（工艺2）中间包夹杂物为铝酸钙;RH离站、中间包钢中每mm²夹杂物个数分别从优化前9.09和6.23降至5.06和3.76。     

50 t EBT EAF-LF( VD) -CC 流程冶炼 25MnB 钢终点B控制的工艺实践

通过电弧炉配加25~36 t/炉铁水,出钢加100 kg铝铁预脱氧,LF精炼过程精炼渣碱度≥4,喂Al线(目标0.015%Al)后加钛铁(目标0.04%Ti),VD后加硼铁,软吹氩5~10 min,连铸全程保护浇铸等工艺措施,25炉25MnB钢(/%:0.23~0.28C,0.15~0.35Si,1.00~1.30Mn,0.0005~0.0030B,≤0.065Ti)Φ180 mm圆坯的O含量为8×10^-6~13×10^-6,N含量为30×10^-6~49×10^-6,B含量0.0015%~0.0024%,B的回收率可达90%,有效地改善了B的控制精度和25MnB钢成品B的命中率。     

莱钢50t EBT EAF-LF(VD)-CC生产GCr15轴承钢的工艺实践

莱钢采用EAF全程泡沫渣埋弧操作,EBT出钢合金化,LF 2次精炼渣碱度4.0~5.0,精炼渣的主要成分(%)为:45~50CaO,9~13SiO₂,9~13Al₂O₃,7~8MgO,SiC扩散脱氧和40~60 L/min流量氩气搅拌,VD处理时间≥15 min,连铸全程保护浇铸生产GCr15轴承钢。GCr15轴承钢中的平均氧含量为7.9×10^-6,最高氧含量为10×10^-6。