碳铝顶渣改质剂在低碳钢生产中的应用实践探讨

钢包顶渣的改质,是防止钢水二次氧化、对于钢液深度脱氧和优化钢液夹杂物去除的重要工艺方法,文章介绍了120t板材生产线生产低碳铝镇静钢采用碳铝改质剂的工艺实践。     

连铸絮流产生原因及措施解析

通过对连铸过程絮流产生原因分析,结合工业试验结果,探讨了转炉操作制度、挡渣出钢、钢包扒渣、钢包顶渣改质、底吹氩搅拌、水口设计、脱氧工艺及喂线改性夹杂等解决连铸絮流关键控制要点。研究表明,控制超低碳钢转炉出钢碳质量分数0.04%~0.06%,控制下渣量3~5 kg/t,顶渣改质添加3~5 kg/t活性石灰,酸溶铝控制中下限,优化浸入式水口结构设计,增大水口内径及侧流孔,中包烘烤1 200℃以上等措施均可改善絮流。Si+Al脱氧工艺与全Al脱氧工艺相比虽未能缓解絮流,但可改变夹杂物形态,可满足薄材钢种对夹杂物的要求。     

超低碳钢顶渣氧化性对钢液洁净度的影响

为探究降低顶渣氧化性对改善超低碳钢钢液洁净度的影响,在转炉终点至中间包过程中,在多位置取炉渣和钢水试样,分别进行炉渣氧化性、钢液成分和夹杂物分析.实验结果表明:转炉出钢后通过对顶渣改质,渣中T.Fe由转炉终点的19.18%降至RH进站时的4.68%,顶渣氧化性降低明显.渣中T.Fe降低导致钢中[O]的降低,T.Fe较低的炉次平均吹氧量较大,使得铝脱氧前钢中[O]较高.RH结束渣T.Fe与夹杂物数量呈线性关系,T.Fe越低夹杂物数量越少,同时RH结束后夹杂物数量与铝脱氧前钢中[O]无必然关系.顶渣(CaO)/(Al₂O₃)会影响其吸收Al₂O₃夹杂物的能力,(CaO)/(Al₂O₃)控制不合理的炉次,其夹杂物数量也较多.通过降低顶渣氧化性,热轧板卷缺陷率得到明显降低.      

260 t转炉-RH流程IF钢DC06顶渣改质剂优化生产实践

为保证精炼渣有较好的脱氧与吸附夹杂物的能力,采取5种顶渣改质剂对无间隙原子钢（IF钢）转炉出钢钢包顶渣进行改质工业试验。并采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）对渣成分进行检测,运用FactSage软件对精炼渣粘度进行计算。研究结果表明,5种改质剂改质后,真空循环脱气（RH）出站时,5炉精炼渣中TFe含量控制在6.46%~7.76%,钙铝比（CaO）/（Al₂O₃）控制在1.60~1.86,1 600 ℃时精炼渣粘度在0.057~0.068 Pa·s,导致夹杂降级比为 2.10%~12.86%,3号改质剂（48.5% Al-10.2% Al₂O₃-18.1%CaO-6.0%SiO2-8.0% CaF₂）综合性能最合适。采取转炉出钢碳由改进前的0.032%增大至0.045%,优化改质剂用于生产后,RH进站精炼渣中全铁（TFe）控制在7.13%,RH出站渣中FeO控制在5.52%,热轧时因顶渣改质造成的废次比为0.071%,降低了20.2%。      

钢包顶渣改质生产实践

结合钢水经吹氩处理的生产实际,通过对转炉出钢钢包加入一定量的改质剂进行顶渣改质试验。试验表明钢包顶渣改质,降低了渣中的TFe含量,降低了顶渣氧化性,对减少和稳定钢中的Al2O3夹杂起到了有效的控制作用,对钢水具有较好的脱硫效果。     

宽厚板低成本洁净钢生产工艺

 为了进一步提高钢板洁净度,降低生产成本,通过理论计算和工业试验对宽厚板LF-VD精炼双联低成本洁净钢生产工艺进行了研究。VD精炼过程中,精炼渣中SiO₂与钢中铝反应,使渣中SiO₂质量分数降低、Al₂O₃质量分数升高。通过优化转炉和精炼脱氧合金化制度,降低VD前精炼渣中SiO₂质量分数和钢中铝质量分数,减弱了VD过程渣钢反应。VD过程铝损降低29%。不仅炼钢过程综合吨钢铝耗降低0.68 kg,而且钢板洁净度显著提升。全氧和氮质量分数都分别降低0.000 6%,钢板中大于2 μm夹杂物数量密度降低74%,大于5 μm夹杂物数量密度降低81%。     

不同RH脱氧方式对含铝电工钢的影响

摘要：研究了RH脱氧方式（铝脱氧,先铝后硅;硅脱氧,先硅后铝）对含铝电工钢洁净度、渣成分、夹杂物演变及连铸过程的影响。2种脱氧方式下钢包顶渣的氧化性相似,热力学计算表明硅脱氧的顶渣对铝酸盐夹杂物的吸收能力强于铝脱氧渣。铝脱氧钢中夹杂主要为Al2O3 CaO CaS复合氧化物,硅脱氧钢中夹杂物主要是Al2O3。2种脱氧方式下,热轧钢卷中的典型夹杂物都是AlN、MnS和复合铝酸盐。由于脱氧方式和钢中N、S含量的差异,铝脱氧热轧卷中夹杂物的含量是硅脱氧的2～3倍,这与理论的预测结果完全吻合。由于钢液中Ca含量不同,硅脱氧的钢水在CSP连铸过程中会引起中包塞棒上涨,因此建议在传统的连铸工艺中采用硅脱氧,在CSP工艺中采用铝脱氧。     

超低碳钢洁净度的控制

针对鞍钢超低碳汽车板钢种冶炼及连铸工艺对钢水洁净度的影响进行了分析,指出浇注初期注流的二次氧化、钢包顶渣改质效果不好导致浇注过程钢中夹杂物增加、浸入式水口絮流物脱落等是造成冷轧板表面质量缺陷的主要原因,得出稳定产品质量的有效控制方法是优化非稳定态浇注工艺、控制出钢后钢包渣的氧化性以及进一步去除钢中细小夹杂。     

碳铝顶渣改质剂在低碳钢生产中的应用实践

钢包顶渣的改质是防止钢水二次氧化、钢液深度脱氧、优化钢液和夹杂物去除的重要工艺方法。120 t转炉+LF +板材生产线生产低碳铝镇静钢SPHC和330CL时,LF精炼采用碳铝改质剂(/%: ≥35Al₂O₃,15~30C,5~15Al, ≤5SiO₂,6 ~12CaF₂ )较无碳改质剂 (/%：40~ 60Al₂O₃, ≥20A1,2~ 10CaO,≤10SiO₂)钢水增氮量从0.000,5% ~0.0015% 降至≤0.001%,脱硫率从40%增至45%。     

脱氧工艺对低碳铝镇静钢洁净度的影响

 以KR→BOF→RH→CC流程生产的低碳铝镇静钢,在转炉流程后采用2种不同脱氧工艺：出钢添加部分铝预脱氧,RH真空循环利用钢中碳脱氧,后加铝强脱氧（工艺Ⅰ）;出钢加铝强脱氧,RH真空循环处理（工艺Ⅱ）。对两种脱氧工艺出钢后的顶渣改质效果进行对比分析,结合全氧分析,利用ASPEX扫描电镜对两种工艺下RH真空处理过程的夹杂物和铸坯内外弧表层夹杂物的形貌、成分、数量和尺寸进行系统研究。结果表明,工艺Ⅱ的顶渣改质效果优于工艺Ⅰ;经过RH真空处理,两种工艺均可以明显地去除20 μm以上的夹杂物;在RH精炼阶段、铸坯及热轧板表层的夹杂物尺寸、数量密度以及总氧控制方面,工艺Ⅱ优于工艺Ⅰ。     

GCr15轴承钢冶炼过程钢液洁净度变化

 研究了EAF→LF→VD→软搅→CC工艺生产GCr15轴承钢冶炼过程钢中T[O]及非金属夹杂物的变化情况。通过将电炉出钢碳质量分数控制为0.2%～0.4%、出钢加铝强脱氧及造预精炼渣、LF精炼过程造高碱度强还原性炉渣、VD真空强搅拌及防止中间包二次氧化,可以生产[w(T[O])]等于8×10－6的轴承钢。在炉外精炼过程中夹杂物经历了Al2O3→MgO·Al2O3→CaO-MgO-Al2O3演变。LF精炼过程夹杂物平均尺寸减小,经过VD真空处理后尺寸增加,接着在软搅和中间包过程继续减小。利用VD真空处理可以去除高达74%的夹杂物。     

210 t BOF-RH-板坯CC流程钢包顶渣改质处理对超低碳钢夹杂物的影响

检测分析了加改质剂（/%:38~43Al,20~30Al₂O₃,27~31CaO,≤6SiO₂,≤6MgO）改质210 t钢包顶渣前后超低碳钢（≤0.01%C）连铸坯中的夹杂物数量和尺寸分布,通过热力学分析,研究了改质剂对钢渣间氧平衡以及连铸坯中夹杂物的影响。结果表明,钢包顶渣改质前的精炼渣样成分为（/%）25.55~39.68CaO,8.51~15.14SiO₂,6.34~27.09MgO,5.92~6.54Al₂O₃,17.32~22.24FeO,3.86~7.35MnO,改质后渣样成分为（/%）34.36~40.43CaO,7.69~11.47SiO₂,6.42~7.31MgO,8.31~25.54Al₂O₃,11.94~20.78FeO,2.17~2.63MnO;采用钢包顶渣改质处理,实际渣中a_(FeO)小于与钢液中氧相平衡的a_(FeO),引起了钢液中的氧通过渣金界面向渣中扩散,从而降低了钢液中氧活度,显著改善钢液的洁净度和降低连铸坯中的夹杂物数量和尺寸,水口结瘤得到明显改善;同时,虽然渣中的a_(FeO)下降较小,但钢液中氧活度得到了明显降低。     

Effect of Calcium Treatment on Non-Metallic Inclusions in Ultra-Low Oxygen Steel Refined by High Basicity High Al2O3 Slag

 The influence of calcium treatment on non-metallic inclusions had been studied when control technology of refining top slag in ladle furnace was used in ultra-low oxygen steelmaking. A sufficient amount aluminium was added to experimental heats for final deoxidizing during BOF tapping, and the refining top slag with strong reducibility, high basicity and high Al2O3 in ladle furnace was used to produce ultra-low oxygen steel and the transformation of non-metallic inclusions in molten steel was compared by calcium treatment and no calcium treatment. The results show that the transformation of Al2O3→MgO·Al2O3 spinel→CaO-MgO-Al2O3 complex inclusions has been completed for aluminum deoxidation products and calcium treatment to molten steel is unnecessary when using the control technology of ladle furnace refining top slag to produce ultra-low oxygen steel, and the complex inclusions are liquid at the temperature of steelmaking and easily removable to obtain very high cleanliness steel by flotation. Furthermore, the problems of nozzle clogging in casting operations do not happen and the remaining oxide inclusions in steel are the relatively lower melting point complex inclusions.     

Variation of Non-Metallic Inclusions Composition in X80 Pipeline Steel Refined by High Basicity Slag

The transformation of inclusions was studied when control technology of refining top slag in ladle furnace was used in X80 pipeline steelmaking.Sufficient amount of aluminum was added to experimental heats for final deoxidation during BOF tapping,and then the refining top slag with high basicity and strong reducibility was adopted to transform Al 2 O 3 to inclusions with low melting point.The results show that the composition of inclusions changes in order of "Al 2 O 3 → MgO-Al 2 O 3 system→ CaO-MgO-Al 2 O 3 system→ CaO-Al 2 O 3 system".And the inclusions after LF refining are liquid or semi-liquid state at the temperature of steelmaking,which are easily removable to obtain high cleanliness steel by collision,agglomeration and flotation.     

超低氧精炼时钙处理对氧化物夹杂的影响

 研究了采用LF精炼顶渣控制技术对钢液进行超低氧冶炼时,钙处理对钢中非金属夹杂物的影响。试验在转炉出钢时采用铝终脱氧,LF精炼过程采用强脱氧、高碱度、强还原性精炼顶渣对钢液进行超低氧冶炼,比较了钙处理和不钙处理的钢液中非金属夹杂物转变的情况。结果表明,采用精炼顶渣控制技术冶炼超低氧钢时,钢液不需要进行钙处理就能实现铝脱氧产物Al2O3→MgO·Al2O3尖晶石→CaO-MgO-Al2O3类复合夹杂物的转变,得到炼钢温度下呈液态的复合氧化物夹杂,这些液态的夹杂物容易通过碰撞长大上浮去除,得到高洁净度的钢液,且残留在钢液的氧化物夹杂为较低熔点的复合氧化物,在浇注过程中不会产生水口结瘤。     

X80管线钢夹杂物控制工艺的研究

X80微合金化管线钢冶炼的工艺流程为300 t顶底复吹转炉-钢包吹氩微合金化-LF-RH。通过转炉气动挡渣法控制出钢下渣量≤4 kg/t;钢包顶底吹氩搅拌6 min铝粒脱氧;控制LF顶渣CaO/Al₂O₃=1.7～1.9,碱度(CaO/SiO₂) =4.5～6, (FeO+MnO)≤1.0%; RH喂FeCa线0.8 kg/t,使T[O]达到13×10^-6,夹杂物尺寸≤10μm, ≤5μm夹杂物占98.93%,钢中Al₂O₃尖晶石夹杂物转变为CaO-MgO-Al₂O₃系三元夹杂。分析了冶炼过程夹杂物数量、尺寸形态和组成,得出管线钢夹杂物变性的规律。