大管坯精炼渣研究及优化

采用化学分析、岩相分析、扫描电镜、模拟计算的方法研究了大管坯精炼渣系.结果表明,原渣系完全熔化温度高于1 440℃的比例为60％.岩相分析发现渣中高熔点2CaO·SiO2和3CaO·SiO2导致精炼渣黏度均在2 Pa·s以上.通过优化精炼渣组元并应用新渣系后,VD精炼后钢中平均ω(T.O)降低了5×10-6,平均ω(N)降低了15×10-6,平均ω(S)降低了60％,最低ω(S)可控至0.003％.     

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.     

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。     

LF精炼渣碱度变化对304不锈钢夹杂物成分的影响

采用氧氮分析仪、扫描电镜、金相显微镜等分析手段,系统研究LF精炼渣系对304系不锈钢全氧质量分数wT[O]、夹杂物数量、尺寸及成分的影响。研究结果表明,当LF精炼渣碱度由1.5升高至2.6时,LF出站溶解氧质量分数w[O]由11.6×10~(-6)降低至4.8×10~(-6),铸坯wT[O]由47×10~(-6)降低至24×10~(-6),铸坯夹杂物总数量降低,但当量直径不大于10μm的夹杂物所占比率由77.7%增加至95.1%。热力学计算结果表明:在钢液中各元素达到平衡状态时,渣系碱度越高,低熔点夹杂物2MgO·2Al_2O_3·5SiO_2生成区域越小,MgO·Al_2O_3尖晶石类夹杂物生成区域越大,与生产试验结果一致。随着LF炉渣碱度升高,铸坯夹杂物成分中MgO和Al_2O_3的质量分数分别升高了14.4%和9.1%,当碱度不大于1.9时,铸坯中不会存在镁铝尖晶石。     

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。     

150t EAF-LF/VD-CC流程生产石油套管钢39Mn2V的工艺实践

天津钢管集团有限公司炼钢厂生产39Mn2V石油套管钢是采用EAF全程泡沫渣埋弧操作,EBT出钢合金化、LF复合精炼渣精炼,VD处理时间不小于12 min,连铸全程保护浇铸.连铸坯的平均w(O)为9.O×10-6,低倍组织均匀细致,表面质量良好,轧管各项技术指标均达到API SPEC 5CT要求.     

淮钢80t BOF-90t LF-RH-CC流程开发特殊钢的生产实践

通过转炉采用高拉碳操作,控制出钢[P]≤0.012%,终渣碱度2.8～3.5;双挡渣工艺,LF精炼渣碱度≥4,(TFe+MnO)≤1.0%;应用低铝洁净钢精炼技术和含钡洁净钢生产技术专利;RH-MFB真空处理,连铸全程保护浇铸及二冷技术优化等措施,淮钢开发了127个特钢新产品,总氧含量(T[O]):轴承钢≤10×10-6,60Si2CrVAT弹簧钢≤12×10-6,CM490锚链钢≤15×10-6,37Mn5油井管坯钢≤18×10-6,SAE1022A冷镦钢和15CrMoG高压锅炉管坯钢≤20×10-6。     

高级别管线钢超低硫控制研究

 利用光学碱度计算了1873 K时CaO SiO2 Al2O3 MgO(10%)四元精炼渣系的硫容量,从理论上分析了精炼高级别管线钢超低硫控制的工艺条件,绘制出精炼渣硫容量、渣中硫、钢中溶解氧与钢中硫的关系图。分析了某钢厂LF VD高级别管线钢生产工艺,LF1（LF炉精炼初期）、LF2（LF炉精炼末期）和VD精炼渣的氧化能力w（（MnO+FeO））分别为11.92%、2.00%和1.1０%,精炼渣碱度分别为3.195、6.250和7.600,精炼渣的曼内斯曼指数M（R/w(Al2O3）)分别为0.09、0.17和0.18,精炼渣硫容量CS′分别为0.010、0.022和0.023。钢中硫的质量分数从LF1的80×10-6,降低到LF2的（20～30）×10-6 ,并稳定在VD末期的20×10-6以下,与理论计算相符。     

减少钢包下渣提高铸坯洁净度

利用钢包渣和中间包覆盖渣中Al2O3含量的差异和浇注过程中的变化,根据质量平衡计算了钢包下渣量每包达到74.5 kg.在该下渣量下,铸坯平均w(T[O])为23×10-6,大型夹杂总量平均达到34.85 mg/(10 kg).对钢包下渣严格监控后,铸坯平均w(T[O])为15×10-6,大型夹杂总量平均达到6.2 mg/(10 kg).减少钢包下渣对采用小型中间包的连铸工艺提高铸坯质量具有重要意义.     

X52MS管线钢纯净度的控制

文章介绍了采用铁水脱硫预处理、复吹转炉、LF和RH双联精炼、板坯连铸工艺试制开发X52MS管线钢的过程。LF使用Ca O-Al2O3-Ca F2-Si O2-Mg O渣系,平均渣量控制在10kg/t,平均脱硫率达到82.4%,最高脱硫率为89.6%,熔炼成品钢水终点硫质量分数小于15×10-6,[C]≤0.055%,[N]≤0.0040%,T[O]≤20×10-6,[H]≤1.5×10-6,提高钢水纯净度的同时缩短了LF精炼时间。     

铝脱氧轴承钢GCr15精炼渣最优成分的分析与实践

为了研究铝脱氧轴承钢GCr15最适合的精炼渣系,利用FactSage热力学计算软件对MgO对精炼渣熔点的影响、精炼渣对平衡钢液成分的影响及精炼渣的脱硫能力等进行热力学计算,得出最适合的渣系成分,并将优化结果应用于国内某厂"100tEAF→LF→VD→CC"流程生产轴承钢GCr15的工业试验。结果表明,优化后的精炼渣系的主要成分(质量分数)为CaO 50%~55%,Al2O325%~33%,SiO26%~10%,MgO 5%~7%,R=5~7;使用该渣系进行工业试验,VD出站时全氧质量分数可达到0.001 1%~0.001 3%;铸坯中主要夹杂物为Al_2O_3、MgO-Al_2O_3、MnS、TiN、钙铝酸盐和硅酸盐等,其中氧化物类夹杂的个数密度在3个/mm~2以下,平均等效直径在4μm以下。     

CaO B2O3对钢包精炼渣的调质处理

 为减少钢包合金化精炼浸渍罩粘渣,以质量比1∶1配制的CaO B2O3作调质剂对钢包顶渣调质,研究调质剂对渣熔化温度、粘度及脱硫能力的影响。半球法熔化温度测定结果表明,调质剂的助熔效果明显,当其加入量为10%时,渣熔化温度从调质前的1 439 ℃降至1 320 ℃。旋转柱体法粘度测试结果表明,调质剂能有效降低精炼处理后钢包顶渣的粘度。在1 500 ℃时,未调质的钢包顶渣粘度约为65 Pa·s,调质后渣的粘度低于20 Pa·s。调质处理后的钢包渣不会引起钢液的回硫,并可使钢中硫含量进一步降低。     

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％.     

100t转炉-LF(VD)工艺冶炼轴承钢的氧含量控制

通过铁水预脱硫-100 t顶底复吹转炉-吹Ar-LF(VD)-方坯连铸工艺生产轴承钢的实践,得出冶炼终点钢水碳含量为0.2%~0.6%时,钢水氧含量在50×10^-6到150×10^-6之间;经出钢时脱氧、吹氩、LF(VD)精炼后,中间包钢水中的全氧含量为(14~16)×10^-6,铸坯中的全氧量<12×10^-6。分析表明,加强熔池搅拌,使钢渣充分反应,控制转炉下渣量<5 kg/t钢,加强吹氩搅拌,控制LF顶渣碱度在2.0~2.5之间,(FeO)+(MnO)小于0.5%,可使轴承钢中全氧量进一步降低。     

B2O3-Na2O系调渣剂对钒钛铁水脱硫渣性能的影响

 为解决含钒钛铁水脱硫扒渣过程中炉渣黏稠、铁损大及后续回硫多等问题,运用FactSage热力学软件,结合高温试验,探究了B₂O₃+Na₂O系调渣剂对钒钛铁水脱硫渣回硫、熔点及黏度的影响。结果表明,随着B₂O₃和Na₂O加入,铁水脱硫渣熔点及黏度显著降低;调渣剂中添加CaO有助于抑制回硫。并提出了改善铁水脱硫渣性能的调渣剂配方(质量分数),即CaO 45%～55%、SiO₂ 10%～15%、Al₂O₃ 5%～8%、B₂O₃ 15%～20%、Na₂O 5%～10%。调渣剂添加量为脱硫渣渣量的5%～10%时,能有效降低脱硫渣熔点和黏度,减少回硫。     

100 t EAF-LF-VD-CC流程生产SK5弹簧钢的工艺实践

SK5 弹簧钢(/% ：0. 75 ~0. 84C, ≤0. 35Si, ≤0. 40Mn, ≤0. 035P,≤0.030S)经 100 t EAF-LF-VD-CC 流程生产。通过EAF出钢加硅镒合金和铝铁进行预脱氧,LF精炼过程添加80~150 kg铝镁钙和少量硅锭合金进行复合铝脱氧,精炼渣碱度11.13,(CaO)/(Al₂O₃) =4. 98等工艺措施,脱氧效果较明显,铸坯中平均全氧含量达到 11 x 10^-6项,铸坯中氮含量达到35 x 10^-6。冶炼过程夹杂物种类按纯Al2O3＞硫化物一'MgO - A12O3 - CaO—MgO •Al₂O₃ • CaO • SiO₂变化,铸坯中夹杂物主要为CaO-A1₂O₃ • SiO₂ - MgO系,其塑性化程度可通过调整精炼渣成分、降低精炼渣熔点实现进一步优化。     

Li_2O对钢包精炼渣的调质处理

为减少钢包合金化精炼浸渍罩粘渣,以Li2O作调质剂对钢包顶渣调质处理,研究Li2O对钢包顶渣的熔化温度、黏度及脱硫能力的影响。半球法熔化温度测定结果表明:Li2O的助熔效果明显,当其加入量为5%时,渣熔化温度从调质前的1439℃降至1300℃;旋转柱体法黏度测试结果表明:钢包顶渣的黏度高以及合金化精炼处理后顶渣黏度进一步升高,是造成浸渍罩粘渣的主要原因,Li2O能有效降低精炼处理后钢包顶渣的黏度,在1500℃时,未调质的钢包顶渣黏度约为6.5 Pa.s,调质后渣的黏度低于2 Pa.s。调质处理后的钢包渣不会引起钢液的回硫,并可使钢中硫的含量进一步降低。     

沙钢管线钢LF精炼的低成本深脱硫工艺

 根据沙钢对管线钢的生产需求及制造成本的控制,结合LF钢包精炼深脱硫的相关理论,开发了适用于管线钢的深脱硫精炼渣和低成本深脱硫工艺。使用该工艺,可完全不使用CaF2,只需使用石灰、铝脱氧产物和转炉下渣即可完成造渣,减少了石灰的消耗,降低了生产成本。180t LF生产实践表明:该工艺可将管线钢的硫含量稳定控制在10×10-6以下,精炼平均脱硫率高于85%。同时,该精炼渣具有较强的夹杂物吸附能力,精炼终点的非酸溶铝含量为（20~100）×10-6。     

南钢100t UHP EAF-LF(VD)-CC生产GCr15轴承钢的工艺实践

南京钢铁公司采用100 t高阻抗超高功率电弧炉-100 t钢包精炼炉-5流150 mm×150 mm方坯连铸-连轧工艺生产GCr15轴承钢。GCr15轴承钢生产结果统计表明,通过炉料中配入55%～70%铁水,电弧炉出钢时碳含量0.22%～0.24%、磷含量0.004%～0.006%、硫含量0.040%～0.043%;精炼渣成分(%):53～58CaO、13～16SiO₂、15～20Al₂O₃、3～5MgO,碱度2.3～3.3;精炼时全程吹Ar搅拌,67 Pa VD处理≥20min,连铸全程保护浇铸,使真空处理后GCr15轴承钢平均氧含量为10×10^-6,铸坯中最低氧含量为7×10^-6。     

CAS-LF-VD精炼过程82A帘线钢中夹杂物的转变

研究的0.80%~0.82%C帘线钢的生产流程为80 t:BOF-CAS-LF-VD-150 mm×150 mm CC工艺。通过顶底复吹转炉出钢过程加入300 kg金属锰和200 kg高纯硅进行硅锰复合脱氧,LF过程先造碱度(CaO/SiO2)2.04的精炼渣,再将精炼渣碱度(CaO/SiO2)降至0.86,保持渣中Al₂O₃含量为~5%,来控制钢中非金属夹杂物的塑性转变。结果表明,铸坯平均总氧含量为16×10^-6,氮含量控制在50×10^-6左右,CAS(密封吹氩调成分)过程钢中夹杂物主要是MnO-Al₂O₃-SiO₂;LF、VD过程钢中和铸坯中夹杂物主要是CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO系,该类夹杂物尺寸偏小(2~3μm),分布在1 400℃低熔点区域附近。