酒钢CSP流程SPCC钢LF精炼渣-钢平衡及渣成分优化

 利用热力学计算软件FactSage确定了精炼渣中MgO质量分数合理范围为4%~8%,以6%最佳。由工业取样结果结合FactSage分析了1873K时SiO2-CaO-Al2O3-6%MgO准三元系液相区及CaO饱和的固液两相区渣-钢平衡。结果表明:高碱度高w(CaO)/w(Al2O3)(C/A)精炼渣有利于钢液的低氧低硫和低硅控制,但并非造得越“白”越好,相反过高的CaO对脱氧和硅含量控制不利。通过钢渣平衡分析得到了酒钢SPCC精炼渣优化成分范围(质量分数)为：CaO为50%~55%,Al2O3为30%~36%,SiO2为1%~6%,MgO为4%~8%,6%为最佳,碱度为9.0~14.0,w(CaO)/w(Al2O3)为1.5~1.8,实验室渣-钢平衡试验和工业生产结果均验证了优化的渣系较原渣系精炼效果更加优越,能够同时降低钢中总氧、硫和硅含量,也能有效控制钢中夹杂物的成分。     

GCr15钢LF精炼渣系脱硫优化的研究

基于某钢厂现阶段LF精炼渣系脱硫效果差等问题,结合精炼渣脱硫机理进行实验研究。通过拟出10种精炼渣配方并对炉渣性能及钢中脱硫进行分析。研究发现,当精炼渣成分w(CaO)为45%~50%,w(SiO2)为18%~20%,w(Al2O3)为17%~21%,w(MgO)为9%~13%时脱硫效果较好,满足GCr15钢中脱硫要求。工业试验初步取得良好效果,为LF精炼渣系深脱硫提供依据。     

50t LF炉精炼渣系优化效果分析

由于原有的CaO-SiO2-Al2O3-CaF2渣系具有吸附夹杂能力差、侵蚀包衬、污染环境等缺点,从造渣制度、脱氧效果、脱硫效果、夹杂物吸附效果等方面对精炼渣系的优化效果进行了分析。     

20钢管LF精炼渣系优化的工业试验

通过对中天钢铁公司电炉厂20钢管现行精炼渣系(/%:4～17Si0₂,17～34Al₂O₃,40～65CaO)的动力学以及热力学分析,在确保炉渣粘度1.5～2.0 Pa·s的前提下,设计出较高吸附夹杂物能力的LF精炼渣系:(/%:6～15SiO₂,24～34Al₂O₃,58～65CaO)。试验结果表明,该渣系能够很好地满足20钢管的质量要求,达到了去除钢中夹杂物的目的,其B类夹杂评级均≤1.0。     

含铝钢LF精炼渣成分优化及造渣制度改进

针对含铝钢初炼钢水[C]低、[O]高的特点,提出采用CaO-Al2O3-CaF2系精炼渣,组分中CaO/Al2O3=1.7～1.9;出钢过程采用渣洗工艺向钢包加入大部分精炼渣,将连铸返回的热态精炼渣倒入精炼钢包中,缩短精炼成渣时间,保证足够的白渣和软吹时间。冶炼20Mn2A时,脱S率达到77.13%,铸坯T[O]为21×10^-6,铸坯中[Als]为0.026%,达到了良好的冶金效果。     

低碳易切削钢LF炉精炼渣控制工艺

与还原渣相比,易切削钢LF精炼渣具有控氧、低脱硫率、低脱磷率的冶金功能特点。该类渣中须保持一定比例的FeO、MnO,低碱度,渣量适当并能充分吸附钢中A12O3、硅酸盐夹杂物。合适的精炼渣成分(质量分数,%)为:CaO 30~40,Al2O310~25,FeO 2~6,MnO 10~25,SiO210~20,MgO 4~8。该精炼渣的平均脱硫率为11.7%,平均LP为0.56;钢中B类夹杂物为0~1.0,C类夹杂物为0~1.5。     

二次精炼渣钢反应及成渣热对钢液温度的影响

通过现场实验,分阶段定量分析了出钢至出ＶＤ过程,渣钢反应热及成渣热对钢液温度的影响。结果表明,这两种热对钢液降温的影响极小,完全可以忽略。     

LF精炼渣泡沫化半工业性试验

在1t中频炉中进行了LF精炼渣泡沫化半工业性实验，测定基础渣发泡实际状况和渣发泡高度和持续时间，研究了CaF2含量和发泡剂成分对发泡率和发泡指数的影响。     

齿轮钢（8620H）精炼渣优化及工业试验

利用FactSage热力学软件计算了CaO-Al2O3-SiO2-5%MgO四元系的CaO、Al2O3等活度线,通过等活度线图着重探讨精炼渣碱度、w(CaO)/w（Al2O3）、MI指数（曼内斯曼指数）与Al2O3夹杂吸附能力的影响关系,最终得到适用于杭钢生产齿轮钢（8620H）的LF精炼渣系范围为：CaO质量分数为50%~55%,Al2O3质量分数为25%~30%,SiO2质量分数为10%~12%,MgO质量分数为5%~8%。并使用该渣系进行齿轮钢（8620H）工业试验,铸坯中全氧质量分数由0.001 5%降至0.001 0%,且铸坯中显微夹杂物尺寸也明显降低,由2.1降至1.5μm,每10kg铸坯中大型夹杂物质量分数由31.9下降到26.4mg,试验效果良好。     

低碳冷镦钢LF精炼渣的优化

通过工业试验对低碳冷镦钢的LF精炼渣成分进行了优化。试验结果表明:适合于冶炼低碳冷镦钢的精炼渣成分为w(CaO)=50%～55%、w(Al2O3)=30%～35%、w(CaF2)=5%～10%、w(SiO2)<5%、w(MgO)<5%、w(FeO)<1%;LF精炼过程可将钢水中w(S)从389×10-6降到50×10-6,w(T.O)从54.0×10-6降到21.1×10-6。当钢水中w(S)<50×10-6,钙处理后夹杂物中平均w(S)<1.9%。将优化后的工艺应用于低碳冷镦钢的批量生产后,精炼渣料消耗降低了6.5 kg/t,吨钢成本降低了10元以上。     

EBT电炉出钢到LF精炼渣的研究与应用

石横特钢厂为解决ＥＢＴ电炉出钢到ＬＦ精炼钢水的脱硫问题,研制开发了一种精炼脱硫剂。该脱硫剂具备脱硫、预脱氧和保护钢液不被二次氧化的作用。在ＥＢＴ电炉出钢混冲过程中该脱硫剂的平均脱硫率为３８．８％,最高达到６４．３％,ＬＦ精炼脱硫率达５５．７％,有效地降低了ＬＦ的各种消耗。     

低碳含铝钢LF炉精炼工艺及精炼渣的优化

针对低碳含铝钢转炉生产的粗钢水[O]含量高和钢水[C]低的特点,提出了采用CaO-Al₂O₃的LF炉精炼渣系.为兼顾脱硫和吸收同化夹杂的需求,可选取(质量分数)CaO=55%~60%,SiO₂=4%-7%,Al₂O₃=28%~32%,MgO=4%~8%,CaO/Al₂O₃=1.7~1.9作为LF炉精炼终渣组成.出钢过程中采用渣洗工艺向钢包内加入大部分精炼渣、出钢末期对转炉下渣还原处理的造渣模式,结合足够的软吹Ar时间,对16MnR进行精炼,得到了脱硫率为61.8%,铸坯T[O]为22×10^-6,铸坯中大型夹杂总量为15.68mg/10kg钢的良好冶金效果.     

高洁净度铝镇静钢LF精炼渣成分优化

采用Factsage热力学软件和KTH模型分别绘制了CaO-SiO2-Al2O3渣系等CaO、等Al2 O3活度、等温度线图和等硫容量图,探讨了LF精炼渣碱度、ω(CaO)/ω(Al2O3)、曼内斯曼指数与渣系熔点、硫容量以及吸附Al2O3夹杂能力的关系,最终获得高洁净度铝镇静钢理论渣系目标成分:ω (CaO)=50％～55％,ω(Al2O3)=22 ％～26％,ω(SiO2)=10％～12％,ω(MgO)=5％～8％.40Cr钢的现场试验证明应用该渣系铸坯ω(T.O)能够稳定控制在15×10-6以下,ω(S)平均达到90×10-6,洁净度达到了国内先进水平.     

LF精炼终渣用于半钢预脱磷的试验研究

进行了LF精炼终渣用于半钢预脱磷的可行性分析及试验研究,试验结果表明LF精炼终渣能够用于半钢预脱磷,且配加适量白云石后,脱磷效果良好,最小脱磷率为61.31%,最大脱磷率为71.76%,平均脱磷率为65.03%。与对比试验的最大脱磷率55.36%相比,脱磷率分别提高10.75%、29.62%、17.47%;试验的最佳工艺参数为枪位1 700 mm,供氧流量18 500 m~3/h,供氧时间360 s,精炼终渣加入量2.0 t,白云石加入量为1.0 t,底吹气体流量300～400 m~3/h。     

LF埋弧精炼渣的研究

研究的埋弧精炼渣系能满足重钢 L F埋弧精炼的要求。平均脱硫率为 70 .4 9% ,钢板探伤合格率提高 2 .5 0 % ,- 4 0℃横向冲击值提高近 1倍。精炼渣合适的成分及物性控制范围为 :碱度 3.4～ 4 .2、(Fe O) <1%、(Al2 O3) 16 %～ 2 2 %、(Mg O) 7%～ 10 %、熔点 136 0～ 1380℃、粘度 0 .4 0～ 0 .4 5 Pa· s、表面张力 (490～ 5 2 0 )× 10 - 3N/ m。     

高硫容量含BaO超低硫钢精炼脱硫渣系

通过500g钼丝炉和10kg感应炉进行了顶渣CaO-SiO2-MgO-Al2O3-CaF2渣系和喂线渣CaO-BaO-CaF2渣系在钢-渣平衡状态的硫容量和钢水脱硫试验。结果表明，该顶渣 喂线渣具有高的硫容量(logC5为-1．6～0．5)，适用于超低硫钢的精炼脱硫；CaO-BaO-CaF2中BaO/CaO为5/3时，硫的分配系数L5达到极大值，CaO-SiO2-MgO-Al2O3-CaF2渣系的碱度3．1，炉渣指数MI0．31时，硫的平衡分配系数L5最高。     

Q345钢LF精炼炉高碱度渣系脱硫研究

在实验室利用MoSi2高温管式电阻炉研究了LF炉精炼渣的成分和精炼渣粒度对Q345钢脱硫的影响。结果表明在精炼渣碱度较高的条件下(R=3～5),随着碱度增大,脱硫率逐渐增加;Al2O3含量在18%～28%,BaO含量在6%～14%,CaF2含量在0～10%的范围内,试验渣有一最佳脱硫率,运用正交分析法对精炼渣进行优化,得出高碱度精炼渣的优化渣系为:R=5,wAl2O3=23%,wBaO=10%,wCaF2=5%,在精炼渣成分不变的条件下,可通过减小精炼渣的粒度来提高钢液的脱硫率。     

LF精炼渣成分对硫容量的影响

通过对6炉高强船板钢的LF炉精炼渣进行取样分析,研究精炼渣成分对硫容量的影响。结果表明:顶渣二元碱度在4～5,渣中Al2O3的质量分数在16%～17%时,Cs达到0.153;当二元碱度在6～7,渣中Al2O3的质量分数在21%左右时,Cs同样达到0.153;而Cs和顶渣的四元碱度呈同一变化趋势。     

80t LF精炼特殊钢的热态返回渣的循环应用

首钢精炼82B、40Cr、20CrMnTi、60Si2Mn等钢种采用LF循环利用热态返回渣工艺。LF使用热态还原循环渣精炼特殊钢时,补加合成渣（或活性石灰）200～400kg/炉,适当增加电石消耗量,并用铝粒、电石、硅铁粉对渣脱氧。生产实践表明,采用该工艺使精炼脱硫率达到50%以上,LF后钢水氧活度≤10×10^-6,并使LF造渣料-合成渣减少5kg/t_钢,埋弧渣减少2kg/t_钢,冶炼成本降低7元/t_钢。热态精炼渣具有较高的回收利用价值。     

LF预熔精炼渣成分优化的研究

研究了钢包炉(LF)用预熔精炼渣的优化方案,分析了CaO-Al2O3-MgO-BaO-SiO2预熔精炼渣系中各组分对该渣熔点、熔化时间以及脱硫能力的影响程度,得到了低熔点、低粘度、冶金效果好的渣系.得出预熔精炼渣的熔点、熔化时间受到碱度、氧化铝质量分数和萤石质量分数的综合影响,且渣的熔点不随MgO质量分数的增加而急剧增高.通过实验得到了LF用预熔渣的最优渣系,该渣系在天津钢管公司LF上应用取得了很好的效果,平均脱硫率由原来的71％上升到89％.