炼钢小转炉冶炼含铝钢的工艺探索

分析了炼钢小转炉冶炼含铝钢的难点,探讨了小转炉冶炼含铝钢的操作要点：控制好碳、氧平衡。通过＂高拉补吹＂工艺,将钢水终点碳含量和氧含量控制在一个合适的范围,出钢时通过合理的脱氧合金化控制手法,达到对成分铝有效控制的目的。     

转炉采用氧化钼直接合金化冶炼含钼钢技术

采用氧化钼代替钼铁直接合金化冶炼含钼钢可减少钼铁生产流程、降低成本，但氧化钼的高温挥发特性阻碍了氧化钼直接合金化技术的应用。为保证转炉采用氧化钼合金化过程取得较高的钼收得率，研究了转炉吹炼不同阶段氧化钼还原反应的热力学机理，发现炼钢温度下金属液中各元素可作为还原剂与氧化钼产生还原反应，吹炼前中期熔池中还原剂含量高，氧化钼挥发率低，此时加入氧化钼可获得较高的钼收得率。分析了氧化钼反应动力学环节，发现反应限制性环节为还原剂向氧化钼表面的扩散。在此基础上进行了高温试验，结果表明氧化钼合金化的冶金效果优于钼铁，吹炼前中期金属液中[C]、[Si]含量较高，此时进行氧化钼合金化钼收得率在95%以上。对成品钢中的夹杂物进行了分析，夹杂物主要为硫化物和氧化铝，采用氧化钼合金化不会增加钢中夹杂物。研究结果为炼钢过程采用氧化钼直接合金化冶炼含钼钢提供了理论和技术支撑。     

转炉炼钢过程氧化镍直接合金化的研究

基于某钢厂现场条件,对转炉炼钢过程氧化镍直接合金化冶炼耐候钢的可行性进行了热力学分析,结果表明：铁水中固有的［C］、［Si］、［Mn］、［Fe］等均可作为还原NiO的还原剂元素,在铁水阶段和转炉阶段进行直接合金化是完全可行的。在转炉出钢温度T=1960 K,w（［C］）=0.04%条件下,［C］的还原能力比［Fe］强,镍的回收率可达到99.9%。并在实验室进行了相关的动力学实验研究,1573 K时,在铁水（含碳3%）条件下氧化镍的还原反应速率非常快,15 min后氧化镍还原反应基本完成。     

电炉使用含镍生铁替代电解镍生产实践

针对某电炉钢厂为降低含镍钢种生产成本，采用含镍生铁替代电解镍，分析了含镍生铁使用方式、镍的回收率、对脱磷及脱硫的影响等。实践表明，含镍生铁在电炉冶炼开始前随废钢一起加入，提高电炉冶炼钢水残余镍含量，磷、硫可在电炉冶炼和LF精炼环节去除，在精炼工序使用电解镍调整镍成分，该使用方案可行。按照每炉使用5 t含镍生铁，镍元素回收率99.28%,吨钢可节约成本168元/t,经济效益显著可以推广使用。     

喷射铌精矿在转炉钢包中直接合金化

在铌氧化物直接合金化的热力学和动力学研究的基础上,采用喷射法在100kg感应炉和10t转炉钢包中进行了铌精矿代替铌铁冶炼含铌低合金钢的试验。试验结果表明:在喷射条件下,粉剂中的Nb_2O_5可在上浮至钢液之前被迅速还原进入钢液;在喷粉过程中,(Nb_2O_5)/[Nb]接近平衡状态;在不同喷粉速度下,[Nb]的收得率主要取决于[Si],a[O]和∑FeO。控制[Si]>0.4％,∑FeO<2％,[Nb]收得率可大于80％。     

氧化钼合金化应用于316L不锈钢冶炼的理论与实践

通过热力学计算,得到316L不锈钢AOD冶炼过程中采用氧化钼进行合金化时在不同温度、不同钢液成分下MoO_3、CaMoO_4与钢液中的[Fe]、[Mn]、[C]、[Si]和[Cr]发生还原反应的吉布斯自由能。计算结果表明,MoO_3和CaMoO_4都很容易被钢液中的主要元素还原。首先在理论上证明了316L不锈钢冶炼采用氧化钼合金化的可行性,随后在180tAOD炉进行了316L不锈钢采用氧化钼进行合金化的工业试验,试验结果表明氧化钼对钢液中夹杂物成分无影响,对冷轧板质量无影响。最终,太钢316L不锈钢冶炼完全实现了氧化钼合金化,很大程度上减轻了由钼铁合金化引起的环境污染负担。     

转炉冶炼汽车用钢脱磷工艺

为了减少RH吹氧升温对洁净度的影响,汽车用钢在转炉冶炼过程中终点温度往往更高,从而导致转炉冶炼过程脱磷困难。通过对渣钢间脱磷热力学和动力学的计算,分析了转炉"留渣+双渣"工艺条件下磷分配比与钢液成分、炉渣成分以及温度的关系;结合工业生产试验,通过改变倒渣时间以及调整炉渣成分并对转炉冶炼过程钢液、炉渣连续取样,研究了转炉"留渣+双渣"工艺条件下的脱磷变化规律并得出了快速脱磷的工艺条件:吹炼开始加入小块废钢和轻薄料快速增加炉渣FeO含量并控制钢液温度的升高,吹氧量达到40%时倒出高磷含量炉渣;吹氧量为40%~80%期间增加炉渣FeO含量,减少炉渣返干,防止钢液回磷;转炉终渣碱度控制在4.0左右,终渣TFe质量分数在18%~20%和尽量低的出钢温度。     

硬线钢中氮含量的控制

根据氮在钢中溶解的热力学和动力学原理,结合唐钢长材部的冶炼工艺,研究了在"转炉→LF精炼→连铸"工艺条件下,硬线钢的氮含量控制。通过热力学计算,在常压下钢液吸氮是自发的过程。介绍了转炉冶炼工艺、LF精炼对钢中氮含量的影响以及应对方法。     

110 t转炉氧化钼直接还原合金化冶炼B7和42CrMoA钢的工业试验

分析了转炉冶炼过程使用氧化钼直接还原合金化代替出钢时钼铁合金化的氧化钼热力学和动力学还原条件。并在110t转炉进行冶炼B7(/%:0. 38～0.48 C,0.15～0. 25 Mo)和42CrMoA钢(/%:0.38～0.45 C,0.15～25 Mo)的工业试验。结果表明,转炉氧化钼还原合金化与出钢钼铁合金化的钼收得率基本相同,约为95%,应用氧化钼直接合金化冶炼成本明显降低,吨钢成本约降低22元。     

转炉炼钢过程镍氧化物直接合金化的热力学分析

基于钢厂现场条件,对转炉炼钢过程氧化镍直接合金化冶炼耐候钢的可行性进行了热力学分析,结果表明：铁水中固有的C、Si、Mn、Fe等均可作为还原NiO的还原剂元素,在铁水阶段和转炉阶段进行直接合金化是完全可行的。在转炉终点温度T=1960K、w∑FeO=26.4%条件下,终点碳含量若控制在0.031%以上,可保证碳优先于铁还原NiO;若在转炉终点温度T=1960K、w[C]=0.04%条件下控制w∑FeO〈22.5%,也可保证碳优先于铁还原NiO。     

基于转炉双渣冶炼工艺的锰矿直接还原合金化研究

以提高转炉双渣冶炼条件下锰矿直接还原合金化过程中锰的收得率为目的,进行了热力学理论分析,开展了实验室渣钢平衡试验和中试试验,在此基础上得出了基本结论；通过转炉工业化试验,验证了前期结论的可信性,同时得出在特定的双渣冶炼条件下,转炉锰矿直接还原过程中锰的收得率可稳定在35％～45％,具有经济上的优势,且对转炉冶炼效果有益,同时从总体上达到节能降耗、减少温室气体排放的效果.     

铝锰铁复合脱氧剂研制与应用

转炉冶炼沸腾钢采用铝锰铁脱氧，能够降低钢中含硅量，减少钢中夹杂物含量，能够提高钢的质量及钢液合金化锰元素的回收率，减少锰铁用量，降低了钢的成本。     

含铌铁水直接冶炼含铌微合金钢的试验

 含铌铁水通过脱碳保铌探索作为合金化元素回收铁水中铌并直接冶炼为含铌微合金钢的方法。试验在真空碳管炉内进行,铁水温度为1 500 ℃,氧化剂为Fe2O3,真空度为10 Pa,分别进行有SiO2-CaO-Al2O3系造渣剂、无渣真空氧化冶炼研究。结果表明：在无渣条件下,加入Fe2O3铁水中硅、铌和碳同时氧化,不能脱碳保铌;加入造渣剂时,造渣剂的碱度越低,铁水中的硅氧化量越低,碳氧化量越高,碳质量分数最低下降到0.032%,铌质量分数最低值从0.09%下降到0.082%;碱度越高,铁水中硅氧化量越高,铌的氧化量也越高;真空氧化冶炼能够促进碳氧化,减少硅的氧化,抑止铌氧化。在50 kg级真空感应电炉内成功进行了回收铁水中铌直接冶炼为含铌钢试验,为回收含铌铁水中的铌提供新方法,也为工业化直接冶炼含铌钢提供试验依据。     

氧对含钛不锈钢板表面质量的影响

库兹湟茨克钢铁公司第一电弧炉炼钢车间的不锈钢，包括18-10型含钛铬镍不锈钢采用特殊的工艺冶炼。40t电弧炉里．炉料中80％为高合金切头，其熔化温度不低于1610℃。熔炼脱碳用氧气，经水冷炉顶的风嘴送入钢液，管道压力为900MPa、消耗量1200～1400m^3／h。     

非平衡态热力学分析

为了研究非平衡态热力学理论在具体的冶金过程中的应用,本文用该理论模拟计算了转炉的炼钢过程,并建立了该过程的数学模型。得到了转炉冶炼过程的脱碳速度表达式、钢液中硅锰含量变化表达式、氧含量变化表达式以及温度变化表达式。用C语言对整个冶炼过程进行模拟,结果表明非平衡态热力学模型能够描述整个冶炼过程主要元素的成分变化和熔池温度变化,对转炉炼钢生产实际的过程控制提供了新的理论和方法。     

氧化钼添加剂炼钢理论分析及其直接合金化研究

简单介绍了传统钼铁合金的制备方法及国内外采用氧化钼替代钼铁直接合金化冶炼含钼钢的发展历程,从热力学和动力学理论基础出发,详细叙述了氧化钼作为炼钢添加剂合金化过程中的物理化学作用,理论分析了氧化钼添加剂直接合金化炼钢的可行性,在理论依据的指导下,进行了7种不同组分的氧化钼添加剂冶炼含钼钢试验,结果表明:氧化钼作为冶炼含钼钢添加剂,其在钢液中完全合金化的最佳时间为12 min,不同组分的氧化钼添加剂完全合金化后钼金属的收得率在92.4%~98.9%之间,除4#和6#添加剂外,其余4种组分均满足炼钢厂对钼回收率96%的要求。     

柳钢RH真空精炼氮合金化生产实践

冶炼含氮Ti-IF钢时,在钢液脱碳阶段,加铝脱氧阶段,加钛后分别对钢液吹氮合金化,测定转炉终点、RH精炼脱碳结束、钛合金化前后钢中氮含量,试验结果表明:钛合金化后,钢液吹氮平均增氮速率为每分钟4.8×10~(-6),满足试验钢种氮成分的控制目标。     

含铌铁水直接冶炼稀土含铌微合金钢性能的研究

通过真空感应电炉内进行含铌铁水直接冶炼含铌微合金钢及其稀土合金化的实验,制得稀土含铌微合金钢并分析含铌钢的显微组织、力学性能及夹杂物的形态。结果表明,含铌铁水直接冶炼含铌微合金钢稀土含量下降到0.0007%,铌下降到0.018%;加入稀土合金化能够细化钢的组织,提高机械性能,改变夹杂物的形态。     

钛微合金化高强钢含Ti第二相的热力学计算

利用热力学计算软件Thermo-Calc,对不同Ti含量和不同N含量的高Ti微合金化高强钢进行计算和分析,研究Ti、N元素对高Ti微合金化高强钢中含Ti第二相固溶析出的影响。结果表明,在一定条件下,减少N元素含量,增加Ti元素含量,使得Ti收得率最大,获得更多的有益相TiC,减少有害相TiN的含量。     

高废钢比例对炼钢工艺的影响

降低铁水消耗,提高废钢配加比例后,炼钢成本和炼钢工艺均发生了变化。结合唐钢不锈钢公司生产现状,针对不同钢种质量的要求,通过转炉模型计算废钢配比,研究了高废钢比例条件下废钢熔化、焦炭补充热量、生铁块使用量、操作等因素对炼钢工艺的影响,并提出了控制措施,保证了品种钢冶炼的稳定进行。