RH精炼脱碳与夹杂物控制

为了提高RH精炼处理效率及钢水的洁净度,鞍钢股份有限公司炼钢总厂针对RH精炼装置脱碳、氧含量和夹杂物控制等相关工艺进行了研究和改进.通过控制转炉粗钢液中的碳氧含量、快速提高RH真空度、增加提升钢液的驱动气体氩气流量、吹氧强制脱碳、延长真空脱碳时间、增大插入管管径以及改善插入管形状维护等措施,保证了RH精炼的脱碳效果.通过控制钢包及浇注过程增碳,保证了成品碳稳定控制在20×10^-6以下;同时优化了RH精炼升温工艺,并开发硅脱氧、镁脱氧及中间包改质工艺,显著降低了钢坯的全氧含量,降低了冷轧夹杂比率,从而确定了合理的RH冶炼超低碳钢工艺参数及RH精炼搬出后超低碳钢增碳的控制工艺.     

超低碳IF钢RH真空脱碳工艺优化

根据鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司超低碳钢的生产实践,结合超低碳IF钢在RH-TB真空处理过程中的脱碳机理,分析了钢水温降、吹氧升温参数、钢包底吹氩流量和钢水取样器等工艺因素对RH精炼钢水脱碳效果的影响。实践表明,采取控制出钢温度、优化吹氧参数、RH处理过程钢包底吹氩和改进取样器措施后,RH-TB精炼时间缩短了5 min,精炼结束钢水碳含量0.002 0%以下的比例由71%提高至95%。     

RH真空精炼过程的动态模拟

建立了描述RH真空精炼装置内钢液动态脱碳（脱气）模型。对RH真空精炼时的脱碳、脱氧、脱氮和脱氢过程进行了动态模拟研究，考察了浸渍管直径、循环流量、吹氩量、氧含量和真空度对脱碳和脱气过程的影响。动态脱碳（脱气）模型考虑了反应机理，认为脱碳是通过上升管中Ar气泡表面、真空室中钢液的自由表面和真空室钢液内部脱碳反应生成的CO气泡表面进行的，并且考虑了精炼处理时的抽真空制度。该模型能全面描述RH精炼过程中不同时刻钢液中碳、氧、氮和氢的含量，能较好预测实际过程，可用于RH真空精炼过程的优化和新工艺开发。     

RH真空深脱碳工艺的优化

<正>RH如今已经发展成为一个集深度脱碳、脱硫、脱气、脱磷、脱氧去除夹杂物以及温度补偿于一体的多功能炉外精炼设备在现代钢铁冶金企业中,占据举足轻重的地位。2009年,江苏沙钢集团有限公司开始尝试并且成功利用RH真空脱碳技术生产超低碳钢。随着产品的逐渐升级,RH的脱碳工艺遇到瓶颈期,RH脱碳过程中,出现顶吹氧频率高、脱碳终点碳含量较高且不稳定、处理时间长、脱碳终点氧高等问题。江苏省沙钢研究院的学者通过对RH到站钢液的初始条件、吹氧时机、真空室抽气制度和提升气体模式等的优化,开发了180tRH真空炉的快速高效脱碳工艺。控制RH到站w(C)=(250~500)×10-6,w(O)=(300~650)×10-6;适当快速降低真     

RH真空精炼工艺与装备技术的发展

全面地总结了近20年RH精炼技术的发展,指出RH多功能化应是今后发展的主要趋势,其主要包括深脱碳、脱气、脱硫、脱磷、脱氧去除夹杂物和进行热补偿等5大功能,并提出研究开发多功能氧枪,将吹氧、喷粉和烘烤加热等技术集成一体是实现RH多功能化的技术关键.在此基础上,进一步阐述了RH在设备高效化、长寿化和终点控制智能化等方面的技术进步.     

高海拔RH精炼装置真空脱碳工艺优化研究

针对位于海拔1 500 m左右的国内某厂RH真空脱碳过程中脱碳效果不佳喷溅严重的生产问题,借鉴转炉吹氧过程氧气射流与熔池相互作用规律,考虑到RH真空室内液面高度偏低的特点,通过水模型试验研究不同氧枪流量和枪位下氧气射流与熔池相互作用规律,并结合理论分析对RH真空吹氧脱碳工艺进行优化。水模型试验结果表明:RH真空吹氧脱碳过程中氧气射流与熔池的相互作用规律与转炉冶炼相似,可采用转炉冶炼过程中氧气射流与熔池相互作用研究对RH真空吹氧脱碳工艺进行优化。理论分析可知,当氧枪流量为1 500 m³/h、枪位为5.5 m时,熔池冲击深度为0.173 m、冲击面积为2.435 m²、穿透体积处于最大值为0.420 m³,氧气射流冲击熔池效果最理想,有利于RH脱碳过程高效脱碳和喷溅控制。实施优化措施后,终点钢水平均w(C)由15.1×10^-6降至11.8×10^-6,终点w(C)在20×10^-6以内比例提高至94.4%,优化工艺显著提高了RH快速深脱碳效果,同时有效控制了RH...     

迁钢210t RH-TOP真空精炼工艺与生产实践

迁钢RH—TOP精炼设备具有深脱碳、脱气、脱氧去夹杂和化学升温等功能，工艺指标达到国内先进水平；多功能顶枪集吹氧强脱碳、二次燃烧、煤气烘烤及除冷钢于一体；二级自动化模型适应性强。RH—TOP成功冶炼了IF钢和X80管线钢等。     

RH MFB精炼过程脱碳数学模型及工艺研究

 为研究RH MFB精炼工艺对脱碳过程的影响，将脱碳机理确定为钢液本体脱碳与CO克服静压力上浮、氩气泡表面脱碳和飞溅液滴脱碳，根据脱碳反应动力学和质量守恒原理建立了RH MFB脱碳数学模型。计算结果表明：降低初始碳含量、增大初始氧含量可使脱碳终点碳含量降低；提高压降速率和吹氩流量、增大浸渍管内径使得脱碳速率增大；在固定氧气流量下，随着吹氧时间的延长，脱碳终点碳含量降低，但脱碳终点氧含量升高。     

IF钢RH脱碳结束氧含量对钢液洁净度的影响

以IF钢为研究对象，结合首钢京唐钢铁联合有限责任公司300 t RH生产实际，采用生产密集取样、数据统计、夹杂物扫描电镜等分析手段，对IF钢精炼过程中RH脱碳结束氧含量与脱氧后的夹杂物尺寸、数量等进行了研究。研究发现，RH脱碳结束氧质量分数控制在(290～310)×10^-6时，钢液中产生的Al₂O₃夹杂物最少。基于此，对RH脱碳结束氧含量的控制方法进行研究，发现强制脱碳模式下脱碳结束氧含量命中率高、可控性强，且强制脱碳模式下顶渣氧化性弱于自然脱碳模式，可减少二次氧化导致的Al₂O₃夹杂物的生成。研究并建立吹氧计算模型以保证达到精确控制脱碳结束氧含量，可达到提高钢液洁净度的目的。     

RH精炼自然脱碳和TOP强制脱碳效果的对比研究

根据迁钢公司RH精炼生产数据,研究了自然脱碳和TOP强制脱碳RH精炼处理IF钢的脱碳过程、钢水氧含量、真空室压力、废气流量、废气成分和钢水温降的变化。根据表观脱碳速率常数的不同,2种精炼方式下脱碳过程分别呈现“两段式”和“三段式”变化规律,均可以在20min内稳定生产碳含量低于15&#215;10^-6的IF钢;吹氧使得真空室压降平台处压力升高,平台持续时间延长,不利于提高脱碳速率,且吹氧过量导致脱碳终点氧含量大幅增加。采用RH—TOP吹氧时,CO二次燃烧产生的热补偿可以降低转炉出钢温度20—25℃。     

RH脱碳过程中极低氧钢水的碳氧反应机理

BOF+LF+RH+CC工艺路线生产IF钢,在RH脱碳前,钢水经脱氧和LF精炼后,钢中自由氧达到极低水平.根据表观脱碳速率常数的不同,这种极低氧钢水的RH脱碳可以划分为四个阶段.与传统三个阶段的RH脱碳不同的是在低速脱碳阶段和快速脱碳阶段存在一个脱碳速率介于两者之间的过渡阶段.在正规溶液模型的基础上,建立了能够准确预报钢液氧含量及顶渣FeO含量的RH脱碳模型.结果表明:在RH吹氧前,极低氧含量的钢液与顶渣之间基本不传氧;吹氧之后,钢液氧含量呈线性增加,当钢液氧势大于顶渣氧势后,钢液向顶渣传氧,渣中FeO含量上升;RH处理结束FeO含量较处理初始有所回升,但是仍处于极低水平,能够有效降低顶渣对钢液的二次氧化.     

马钢CSP流程RH精炼钢水温度预测模型

基于冶金机理和传热学计算,分析研究了RH精炼过程中脱碳、吹氧加铝、脱氧、合金化、喷粉、真空室状态以及钢包等级等各类因素对钢水温度的影响。结合现场实际生产数据,建立了RH精炼钢水温度预测模型,经过对实际生产跟踪验证表明,模型预测的钢水终点温度与实测值偏差在±5 ℃以内的命中率为87.42%,偏差在±8 ℃以内的命中率为100%。     

安钢RH精炼工艺中的质谱炉气分析系统

对于高品质钢的冶炼,RH真空循环脱气工艺功能强大,技术效益显著,目前在国内的应用越来越普遍。采用质谱炉气分析系统在线分析RH工艺过程气体成分,结合流量、温度测控技术,可以实现对RH工艺的过程优化和终点控制。本文介绍了在安钢第二炼轧厂RH工艺中采用的质谱炉气分析系统,包括其组成、安装布局、分析性能和在现场的工作模式等。采用吹氧脱碳处理工艺、不吹氧脱碳处理工艺和脱气处理工艺对炉气分析系统进行测试表明：该系统能够实时、连续和准确地反映处理过程中各成分随时间的变化;60米采样距离,系统总滞后时间小于40s;炉气成分变化过程同处理工艺完全吻合。可预见采用炉气分析技术,可为RH精炼工艺的终点控制及工艺的实时调整提供判据,从而缩短RH冶炼时间,提升冶炼品质。     

二次精炼新工艺——RH-PB法

现代科技对含氮、氧、磷、硫和氢极低的高纯度钢的需求日益增加。RH真空脱气法的发明原系为了钢的脱氢,后来也用于钢的脱碳、脱氧和控制成分。进而发展了RH吹氧加热精炼法(即RH-OB法),容易生产超低碳钢,并通过熔剂精炼扩大到钢水的脱硫精炼。目前已发展成为多功能的二次精炼法。 新日本钢铁公司新近开发的一种新工艺—RH-PB法,是在RH真空脱气装置上又增加了喷粉精炼功能,它在传统的RH-OB装置的真空室下部通过吹氧喷嘴进行喷粉精炼。因而既可对钢水真空脱气又能实现脱硫、脱磷精炼。RH-PB设备的主要规格列于下表。     

150 tRH精炼终点钢水酸溶铝含量的控制

在参考80炉次SPHD、SPHE和IF钢生产数据的基础上,采用多元线性回归分析建立了用Al脱氧的RH精炼终点钢水酸溶铝含量-[Als]的计算模型,分析了RH脱碳结束时钢水氧活度、脱氧加铝量和钢水净循环时间对终点钢水酸溶铝含量的影响。结果表明,RH脱碳结束钢水氧活度、脱氧加铝量是影响终点钢水酸溶铝含量的重要因素;当RH脱碳后钢水温度、氧活度、炉渣中FeO+MnO含量-(FeO+MnO)以及钢水的净循环时间分别在1 600℃、2×10^-4、15%和8 min时,要控制终点钢水酸溶铝为0.02%~0.05%须在RH脱氧过程中控制加铝量0.86~1.53 kg/t。     

RH生产超低碳钢的脱碳速率及工艺优化

 通过RH超低碳钢脱碳工业试验,对RH精炼过程工艺参数进行全程跟踪。重点对表观脱碳速率常数Kc进行了测定和评价。结果表明,RH脱碳过程分为3个阶段：抽真空阶段、吹氧脱碳阶段和自然脱碳阶段。稳定生产碳含量小于0.002%(质量分数,下同)的超低碳钢的优化工艺参数为：进站碳含量0.05%~0.06%,氧含量0.04%~0.06%;吹氧期的起始真空度12~15kPa,吹氩强度0.015m3·t-1·min-1;自然脱碳时间大于15min,吹氩强度0.015m3·t-1·min-1,终脱氧前的氧含量＜0.035%。     

降低O5板成品氧的研究

主要从RH精炼的角度研究如何降低O5板的成品氧。在进行了大量的现场调研和理论分析的基础上,确定了影响O5板成品氧的三个主要因素:RH脱碳终游离氧、最低真空度和镇静时间,分别研究了他们对O5板成品氧的影响规律。同时,采用化学滴定法、X荧光法和重量法分析得出RH精炼渣成分,并计算出其光学碱度,与理论分析得出的关于深脱氧的最佳光学碱度相比较,以判断该精炼渣是否满足深脱氧的要求。计算结果表明,O5板RH精炼渣的光学碱度为0.76,与理论计算得出的最佳碱度0.84相比,还有待提高。     

极低碳钢RH生产工艺优化

结合理论和首钢股份公司迁安钢铁公司生产实践情况,根据RH脱碳原理和现场生产数据,将RH脱碳过程分为快速脱碳、慢速脱碳、脱碳基本停滞3个阶段,研究了真空压力、提升气体流量、吹氧及废钢合金加入时机、浸渍管插入深度、热弯管粘渣等因素对脱碳的影响,强调了RH真空设备功能精度管控的重要性,提出了预抽真空使用可大大提高脱碳速率,提升气体流量宜采用先低后高的控制模式,热弯管定期清渣可增加通道内径提高排气速率等。首钢股份公司迁安钢铁公司通过在极低碳钢生产过程中不断优化,极低碳钢的炼成率已从最初的不足50%提高到90%以上,平均RH结束钢水w(C)在0.001%以下。     

VOD炉冶炼Cr不锈吹氧脱碳浅析

在采用电弧炉＋VOD＋CC生产Cr不锈连铸坯的生产过程中,VOD精炼的控制对整个生产有着至关重要的作用,而控制Cr不锈VOD精炼过程的关键是吹氧脱碳。在吹氧脱碳过程中,脱碳初期及高碳区、低碳区采用不同的吹氧、吹氩流量及真空度控制,可以提高脱碳速度,同时以氧电势分析仪数据为主,以计算吹氧量、真空度变化、废温变化为辅,能更加准确的控制终点碳,从而提高吹氧脱碳效率。     

莱钢130t RH冶炼超低碳钢工艺实践

根据RH真空脱碳机理,分析了提升气体流量、RH精炼炉进站碳氧质量分数、炉渣改质、吹氧制度对RH精炼炉真空脱碳速率的影响,确定了超低碳钢的冶炼操作工艺。