IF钢生产工艺研究及实践

对比分析柳钢150t转炉炼钢系统两种(转炉-钢包炉精炼-RH精炼-连铸和转炉-RH精炼-连铸)生产IF钢的工艺。结果表明,采用转炉-RH精炼-连铸工艺生产的IF钢:(1)洁净度相对更高,生产成本更低;(2)RH精炼结束w(C)≤10×10-6、w全(O)≤31×10-6、w(N)≤20×10-6,中间包w(C)≤11×10-6、w全(O)≤25×10-6、w(N)≤20×10-6;(3)造成钢水洁净度偏低的主要原因是RH脱氧合金化后循环时间偏短,且RH精炼炉渣控制不稳定。     

IF钢试生产实践

为提高鞍钢三炼钢生产的IF钢质量,对三炼钢转炉-RH精炼-连铸生产IF钢的工艺过程开展了较为系统的分析研究。研究发现试生产中RH真空精炼过程[C]含量过高,浇铸过程中增碳、二次氧化比较严重,经改进调整之后,铸坯中w(C)在30×10-6左右,w(N)在25×10-6以下,w(T.O)在20×10-6左右,达到了较高的洁净度水平。     

RH-MFB生产过程对夹杂物的影响分析

对湖南华菱涟源钢铁集团有限公司新转炉炼钢厂RH-MFB冶炼超低碳IF钢生产进行了研究,分析转炉出钢中碳氧含量和温度、真空循环时间、冶炼渣成分等因素对钢液中夹杂物数量、粒径分布的影响。对RH精炼过程中工艺参数进行了优化。使该厂在生产IF超低碳钢时达到w(C)≤30×10-6、w(N)≤30×10-6、w(O)≤20×10-6的技术要求,钢液成分及质量稳定。     

精炼渣对SUS444铁素体不锈钢中夹杂物的影响

在1 873K,MgO坩埚内进行了VOD精炼渣与SUS444铁素体不锈钢之间的脱氧平衡试验,考察了精炼渣对不锈钢中T.O含量及夹杂物组成、数量和尺寸分布的影响。结果表明,脱氧终点钢中w(T.O)=0.006 3%~0.007 4%,提高精炼渣碱度,降低渣中Al2O3的活度,有利于降低钢中T.O含量。精炼渣碱度增加,试样中单位面积夹杂物的个数及夹杂物的平均面积分数都减小。降低渣中Al2O3含量,夹杂物平均粒径也降低。加入脱氧合金后,钢中夹杂物主要为Al2O3、MgO·Al2O3及含有少量SiO2、MnO的复合氧化物;钙处理后,钢中夹杂物主要为球形的MgO·Al2O3-CaO。随着精炼渣中a(MgO)/a(Al2O3)的增加,MgO·Al2O3夹杂物中xMgO/xAl2O3随之增加。根据试验,R=3.5、w(Al2O3)=10%、w(MgO)=10%、w(CaF2)=5%的精炼渣具有良好的精炼效果。     

15MnCrNiCu钢脱氧脱硫试验

为了满足15MnCrNiCu钢对w(O)和w(S)的要求,采用了铝脱氧为基础钡合金终脱氧及钡埋弧精炼渣脱硫的试验方案.在采用含钡渣情况下,控制电炉出钢碳≥0.1%,预脱氧铝≥1.1kg/t,钡合金≥1.2kg/t,精炼时间≥50min,可使钢中w(O)≤20×10-6,w(S)≤0.01%.     

SPCC钢精炼渣与夹杂物相关性研究

针对SPCC钢的生产工艺情况,研究精炼渣与夹杂物相关性,分析精炼渣化学成分、w(CaO)/w(Al2O3)等对钢中夹杂物大小、形貌、类别等的影响。研究表明,精炼渣w(CaO)/w(Al2O3)为1.38~1.66时,钢中夹杂物分布较好,即大颗粒夹杂物比率较小,小颗粒夹杂物比率较大。     

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。     

高品质管坯钢夹杂物控制技术研究

针对生产中存在的精炼渣氧化性控制偏高、钢水T.O含量控制及钙处理效果不稳定等问题,开展了高品质管坯钢非金属夹杂控制的技术研究。通过精炼渣系和生产工艺的优化,降低并稳定钢中T.O含量;通过热力学计算和实验室研究,确定了钙处理的工艺技术参数。工业试验表明:采用该研究成果后,钢中w(T.O)控制在15×10-6以下,钢中w(Cat)/w(Als)≥0.07,w(Ca)/w(S)≥1.9,改善了夹杂物的变性效果;高品质管坯钢轧材中A、B、C、D、Ds类非金属夹杂物均控制在1.0级及以下,A+B+C+D≤3.0级,满足钢种质量要求。     

超低氧石油套管钢LF-VD过程非金属夹杂物的转变

系统分析和研究了采用“EAF→ LF→VD→CC”工艺流程生产试验钢时,各工序的全氧与氮含量的变化情况、钢液中非金属夹杂物的生成与变化以及精炼初渣对夹杂物去除的影响.结果表明:试验钢在LF精炼过程中w(T.O)平均下降42.83％,经VD真空处理后w(T.O)和w(N)平均下降48.77％和10.72％.在LF精炼过程中,钢液中非金属夹杂物按“Al2O3系夹杂物→MgO-Al2O3系夹杂物→CaO-MgO-Al2O3系夹杂物”顺序转变,其中MgO-Al2O3系夹杂物向CaO-MgO-Al2O3系夹杂物转变是由外向内逐步进行,并且夹杂物中CaO与MgO互不相溶.精炼初渣碱度控制在2.5左右对于炉渣吸收夹杂较为有利.     

DC06 IF钢精炼渣成分优化及钢-渣中氧的控制

无间隙原子钢(IF钢)对含铝夹杂物要求极为严格。为冶炼洁净IF钢,采用热力学软件FactSage 7.0对IF钢精炼渣系做了优化计算,并采取6组工业实验做验证,根据结果提出改进措施。实验中采取氧传感器、碳硫分析仪及ICP-AES对钢和渣成分进行检测,并通过ASPEX自动扫描电子显微镜检测钢中夹杂物成分与数量。热力学计算及实验研究发现,转炉脱碳结束时钢液中碳质量分数宜控制在0.04%,转炉渣中FeO质量分数控制在14.9%以内,降低钢中[O]质量分数到470×10~(-6)。精炼时控制补吹氧炉次比在64%以下,补吹量在17 m~3内,精炼渣中SiO_2、MgO及TFe质量分数分别控制在6%～8%、6%和5%～10%,钙铝比控制在1.4～1.6时,钢中[O]质量分数可控制在10×10~(-6),且该精炼渣系对Al_2O_3有较好的吸附性。在确保精炼脱氧的同时,降低钢液二次氧化,达到IF钢洁净冶炼目的。     

转炉冶炼IF钢终点w(O)的控制

分析了IF钢转炉终点碳、终点温度、终渣状况、炉龄等对终点氧的影响。其中炉龄对终点氧的影响最为明显,当炉龄大于4 000炉时,转炉底吹效果明显变差,导致钢液中氧质量分数升高。对此,在IF钢转炉吹炼结束后进行吹氩1~2 min后搅拌试验,结果表明,通过优化,IF钢转炉冶炼终点w(O)由700×10-6降低到500×10-6以下,效果明显。     

DC06 IF钢精炼渣成分优化及钢 渣中氧的控制

摘要：无间隙原子钢（IF钢）对含铝夹杂物要求极为严格。为冶炼洁净IF钢,采用热力学软件FactSage 7.0对IF钢精炼渣系做了优化计算,并采取6组工业实验做验证,根据结果提出改进措施。实验中采取氧传感器、碳硫分析仪及ICP AES对钢和渣成分进行检测,并通过ASPEX自动扫描电子显微镜检测钢中夹杂物成分与数量。热力学计算及实验研究发现,转炉脱碳结束时钢液中碳质量分数宜控制在0.04%,转炉渣中FeO质量分数控制在149%以内,降低钢中［O］质量分数到470×10-6。精炼时控制补吹氧炉次比在64%以下,补吹量在17m3内,精炼渣中SiO2、MgO及TFe质量分数分别控制在6%~8%、6%和5%~10%,钙铝比控制在1.4~1.6时,钢中［O］质量分数可控制在10×10-6,且该精炼渣系对Al2O3有较好的吸附性。在确保精炼脱氧的同时,降低钢液二次氧化,达到IF钢洁净冶炼目的。     

RH强制脱碳与自然脱碳工艺生产IF钢精炼效果分析

西昌钢钒厂由于转炉热量不足而以转炉—LF精炼—RH精炼—连铸工艺生产IF钢,为探究RH强制脱碳与自然脱碳工艺生产IF钢精炼效果,采用生产数据统计、氧氮分析、夹杂物自动扫描、扫描电镜和能谱分析等手段,对不同脱碳工艺对顶渣氧化性以及钢的洁净度影响进行了详细研究。结果表明:（1）与自然脱碳工艺炉次相比,采用强制脱碳工艺的炉次在转炉结束与RH进站钢中的平均[O]含量更低;（2）两种工艺脱碳结束钢中的[O]含量基本在同一水平;（3）强制脱碳工艺的炉次在RH结束时渣中平均T.Fe的质量分数降低了1.3%。在能满足RH脱碳效果的前提下,尽量提高转炉终点钢液碳含量、降低钢液氧含量,后续在RH精炼时采用强制吹氧脱碳工艺,适当增大吹氧量来弥补钢中氧,可显著降低IF钢顶渣氧化性。自然脱碳工艺与强制脱碳工艺控制热轧板T.O含量均比较理想;与自然脱碳工艺相比,强制脱碳工艺可有效降低IF钢[N]含量,这与强制脱碳工艺真空室内碳氧反应更剧烈所导致的CO气泡更多和气液反应面积更大有关。脱碳工艺对IF钢热轧板中夹杂物类型、尺寸及数量没有明显影响,夹杂物主要由Al₂O₃夹杂、Al₂O₃–TiO_x夹杂与其他类夹杂物组成,以夹杂物的等效圆直径表示夹杂物尺寸,以上三类夹杂物平均尺寸分别为4.5、4.4和6.5 μm,且钢中尺寸在8 μm以下的夹杂物数量占比高于75%。在RH精炼过程中,尽量降低RH脱碳结束钢中[O]含量,有利于提高钢液洁净度。      

Silicon Pick-up of Interstitial-Free Steel From MgO-SiC Refractories

The silicon pick-up of interstitial-free steel （IF steel） from resin bonded MgO-SiC refractories is studied via a medium frequency induction furnace. Samples of IF steel were heated in MgO-SiC crucibles with mould flux cover at 1 600 ℃ for 180 min. The silicon contents of IF steel samples taken from the molten steel in every 30 min were examined and the refractories after heating were investigated by electron probe microanalysis （EPMA） with energy dispersive spectrometer （EDS）. The silicon content of steel rapidly increased in the first 90 min of beating, and then decreased because of the formation of liquid layer on the refractory. Liquid layer separated the liquid steel from the bulk refractory and stopped the pick-up of silicon. At the same time, desilication via oxygen through the liquid layer and flux started to reduce the silicon content of the liquid steel     

转炉冶炼IF钢终点氧含量控制分析

转炉冶炼终点钢水中的氧是产生钢中夹杂物的根源,对钢的洁净度有着不利的影响。为了加强转炉终点氧含量的控制水平,提高产品的内部质量。通过对某厂转炉冶炼IF钢现场试验研究,分析了转炉终点碳氧含量的分布状态,研究了碳含量、炉龄、终点温度和氧耗量等因素对终点氧含量的影响规律,并提出了降低转炉终点氧含量的技术措施。     

RH精炼过程中吹氧量对IF钢洁净度的影响

无间隙原子钢（IF钢）主要用于汽车、家电等行业,除需要极低的C、N含量外,对最终产品的表面质量也有严格要求。钢中O含量和夹杂物对产品的表面质量影响很大。快速降低钢中C含量、同时保证钢的高洁净度是非常重要的。为此,通过在Ruhrstahl Hereaeus（RH）精炼?连铸过程密集取样,采用ASPEX扫描电镜详细研究了RH吹氧强制脱碳工艺下吹氧量对IF钢洁净度的影响。结果表明,本实验条件下,吹氧量对精炼?连铸过程中夹杂物的类型和形貌没有影响。吹氧量对RH精炼前期（加Al后4 min内）钢液洁净度影响较大,而对后期生产过程中钢液的洁净度影响不大;精炼前期,吹氧量高,钢液中总氧（T.O）含量和夹杂物的量增加。簇群状夹杂物主要出现在RH破空之前,真空精炼结束后钢液中很难发现簇群状夹杂物。中间包钢液洁净度与RH吹氧量相关性不大,而与加Al脱氧前钢液中O含量相关性很大,加Al脱氧前钢液中O含量高,中间包钢液洁净度差;为提高中间包钢液的洁净度,应尽量减少加Al脱氧前钢液中的O含量。随着生产的进行,钢液中T.O含量、夹杂物的量呈下降趋势,洁净度逐渐提高。      

RH-MFB真空处理工艺技术

介绍了攀钢RH－MFB轻处理LCAK钢和车轴钢,自然脱碳和MFB吹拉强制脱碳处理IF钢,本处理重轨钢以及MFB加热钢水和真空室的工艺,分析讨论了真空降压方式、MFB吹拉对脱碳速度,真空度对终点碳含量影响。     

冶炼关键参数对于IF钢轧材夹杂缺陷的影响

针对邯钢IF钢冶炼过程,采用统计学软件SPSS中逻辑回归分析、相关性统计、描述性统计等方法,研究了冶炼过程中关键参数和轧材夹杂缺陷之间的对应关系以及参数间的相关性.结果表明:在IF钢冶炼过程中将转炉终点温度控制在1695~1700℃之间,吹氧量控制在250 m3以下,静置时间控制在30~40 min之间,加铝前氧位不超过3.9×10-4时,IF钢轧材出现夹杂缺陷的机率减少.由此对现场提出了改善措施,结果表明以上优化措施可以减少IF钢轧材中夹杂缺陷的产生.      

Behavior of carbon and nitrogen during the continuous casting of IF-type steels with the use of different slag-forming compositions

In attempting to restrain the increase in the carbon content of IF steels during their casting, two of the key factors to be considered are lowering the carbon content of the charge materials and selecting the correct processes for forming the slag in the tundish and the mold. Optimizing slag formation in turn better protects the steel from secondary oxidation and results in a smaller increase in the steel’s nitrogen content. Optimization of the use of slag-forming mixtures has allowed steelmakers to reduce the increase in the carbon and nitrogen contents of the steel by 20%. The results of the study reported here have made it possible to improve the IF steel production method used in the continuous-casting section of the oxygen converter shop at the Severstal’ Metallurgical Combine.     

300t RH加铝后循环时间对IF钢中脱氧夹杂行为的影响

RH精炼过程加铝前IF钢（/%:≤0.005C,≤0.04Si,0.05~0.20Mn,≤0.015P,≤0.015S,0.03~0.06Als）中的氧含量为340×10^-6~467×10^-6,用Aspex扫描电镜研究了加铝后210 min钢中夹杂物类型、尺寸和数量,结果表明,IF钢在RH工序加铝脱氧后钢液中夹杂物的类型主要为氧化铝,随着RH循环时间的增加,钢液中夹杂物数量减少;加铝真空循环6 min后可进行合金化,进一步延长循环时间,钢液中夹杂物的去除速度减缓;加铝前IF钢液中的初始氧含量偏高时,可适当延长循环时间至8 min,再进行合金化。