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。     

GCr15轴承钢LF精炼过程脱硫能力的热力学评价

通过现场取样分析和热力学计算,评价了工业化生产GCr15轴承钢LF精炼工序的脱硫能力.分析了精炼温度、钢中酸溶铝含量、精炼渣的光学碱度对LF精炼过程硫分配比的影响.由于实际精炼过程中脱硫反应未达到平衡,实际测得的硫分配比低于理论计算值.得到了精炼温度为1 830～1 855 K,钢中酸溶铝的质量分数为0.020％～o.050％,精炼渣光学碱度在0.760～0.795范围内,精炼温度、钢中酸溶铝、渣的光学碱度及渣中Al2O3、SiO2含量对硫分配比影响的回归方程,该方程可作为实际生产条件下LF精炼工序脱硫能力的评价依据.根据回归方程,设计了改变精炼渣组成的3因素4水平正交实验,分析了精炼渣二元碱度R2及Al2O3和SiO2含量对硫分配比的影响,得出渣-钢间最优硫分配比的精炼渣组成(质量分数)为:CaO 55.11％,Al2O3 30％,SiO26.89％,MgO 8％,光学碱度为0.777.     

GCr15轴承钢LF精炼过程中夹杂物的演变机理研究

为了探索国内某钢厂GCr15轴承钢LF精炼过程中夹杂物的存在形式及形成机理,针对LF精炼过程进行了系统取样,利用ASPEX自动扫描电镜并结合FE-SEM,研究分析了L F精炼过程中夹杂物的演变过程.研究发现,GCr15轴承钢LF精炼开始稳定时,非金属夹杂物主要为Al2 O3类夹杂物,到LF精炼终点逐渐演变成近似球形的D...     

90tLF(VD)精炼工艺对 GCr15 轴承钢氧含量的影响

北满特钢用90tEBT 电弧炉-LF(VD)-240mm×240mm方坯连铸生产CCr15轴承钢。GCr15轴承 钢钢包精炼时采用碱度为4.46的高碱度渣系,用含32.8%Al的脱氧剂,并进行25 min VD真空处理,保持 [Als]≤0.030%,统计结果表明GCr15轴承钢的氧含量≤8×10-⁶     

GCr15轴承钢LF精炼过程钢的洁净度变化

对GCr15轴承钢LF精炼过程各阶段的钢中氧及夹杂物含量进行了研究.结果表明,在现有工艺条件下,LF精炼15～20 min时钢中氧含量已降低到较低水平,LF精炼结束后软吹时间控制15 min左右较为合理;LF精炼结束及中间包钢中大部分夹杂物尺寸在15 μm以下;应进一步加强浇铸环节的控制,减少钢水的二次污染.     

GCr15轴承钢精炼渣结壳机理

 针对GCr15轴承钢生产过程中精炼渣结壳严重,导致钢液大量吸气、钢中夹杂物增多的问题,通过对结壳程度不同的精炼渣进行工业取样,采用化学分析、物理测试、微观测定的方法,研究其化学成分、熔化状况和微观结构对结壳的影响。研究发现,结壳物主要物相为钙铝酸盐、氧化钙、尖晶石和硅酸二钙,且高熔点的氧化钙、尖晶石、硅酸二钙先于低熔点的钙铝酸盐析出,并存在于钙铝酸盐之中,增加了钙铝酸盐晶体之间的结合强度,造成精炼渣结壳;应优化精炼渣成分,使其处于CaO-SiO2-Al2O3-MgO相图中钙铝酸盐物相区,减少冷却过程高熔点物相析出,防止凝固结壳的发生。     

GCr15轴承钢精炼渣冷却过程矿相析出热力学分析和应用

采用FactSage热力学计算及实验室研究相结合的方法,研究了碱度（R）2.5~5.4、Al₂O₃（14%~30%）和MgO（3%~15%）对GCr15轴承钢CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO四元精炼渣矿相析出的影响,结果表明,1 600℃时,随着碱度由2.4增加至5.4,硅酸盐类矿物的析出量由56%降低至30%,Ca₃Al₂O₆、Ca₃MgAl₄O₁₀和CaAl₂O₃三种矿物的总析出量从28.0%增加至58.2%;当渣中Al₂O₃含量由14%增加至30%时（R4.4,7%MgO）,析出的金属氧化物固溶体由26%降低到3.5%,硅酸盐类矿物析出量由42%降低到33%,Ca₃Al₂O₆、Ca₃MgAl₄O₁₀和CaAl₂O₃三种矿物的析出量则由32.2%增大到63.2%;当渣中MgO含量由5%增加至15%时（R4.4,26%Al2O3）,硅酸盐类矿物,Ca₃Al₂O₆、Ca₃MgAl₄O₁₀和CaAl₂O₄析出量变化并不显著。当碱度4~5,4.5%~5.5%MgO,24%~27%Al₂O₃时,四元渣具有适宜的黏度和熔化温度,有较好的流动性和吸附夹杂物能力。热态重熔实验确定的渣系矿相组成与热力学模拟结果一致。     

GCr15轴承钢120t LF精炼终点CaO-MgO-Al2O3夹杂的特性研究

采用ASPEX自动扫描电子显微镜夹杂物分析系统,结合热力学理论分析,研究了GCr15轴承钢LF精炼终点CaO-MgO-Al2O3夹杂的形成机理.结果 表明,LF精炼开始达到稳定时,钢液中的夹杂物主要以Al2O3夹杂为主,到LF精炼终点时演变成为近似球形的Al-Mg-Ca-(S)类复合夹杂.MgO·Al2O3/CaO·A...     

GCr15轴承钢精炼渣成分预测模型

根据相关热力学数据,并结合炉渣结构的共存理论,通过GCr15轴承钢的化学成分,计算出渣钢反应达到平衡时的炉渣成分。计算结果与实际生产数据基本一致,根据本模型计算结果,实际生产当中,控制钢液中的w［Al］s=0.01%~0.03%,溶解w［Ca］=0.00003％~0.00005％,溶解w［Mg］=0.00002％~0.00004％时,溶解氧质量分数在0.0005％以下。精炼渣成分大致为w(CaO)=50%~60%,w(MgO)=2%~4%,w(SiO2)=10%~25%,w(Al2O3)=10%~35%,FeO和MnO质量分数接近于0。     

GCrl5轴承钢精炼渣对夹杂物祛除行为的研究

通过建立的夹杂物穿越钢渣界面运动模型,研究了精炼渣对夹杂物的吸附现象。结果表明,夹杂物 粒径、表面张力和熔渣粘度是影响夹杂物冲破钢渣界面的重要参数,大型夹杂物中粒径和熔渣粘度起决定作用,而 ≤ 20㎛ 级别的小型夹杂物中仅表面张力起决定作用;大型夹杂物冲破钢渣界面的能力远大于小型夹杂物。针对 小型夹杂物难以吸附的问题,运用了夹杂物运动模型和熔渣、钢液表面张力模型,研究了表面张力对吸附过程的影 响。结果表明,直径≤ 122.9 ㎛尺寸的夹杂物均无法穿越钢渣界面,回弹至钢液一侧,由此得出：无法通过调整精 炼渣用以吸附≤ 122.9 ㎛夹杂物以达到进一步降低钢中氧含量的目的。     

高品质GCr15轴承钢80t转炉-钢包炉精炼渣的研究

GCr15轴承钢的冶炼流程为80 t顶底复吹转炉-LF精炼-VD-180 mm×220 mm连铸工艺。研究了碱度3～8的CaO-SiO₂-Al₂O₃-CaF₂-MgO精炼渣系对高品质GCr15轴承钢（/%:0.95～1.05C、0.15～0.35Si、0.25～0.45Mn、1.40～1.65Cr、≤0.025P、≤0.025S、≤0.001 2[O]）冶金质量的影响。生产结果表明,采用碱度5.8的精炼渣（/%:50～55CaO、6～12SiO₂、15Al₂O₃、10CaF₂、≤0.5FeO、≤8MgO）可有效地降低钢中氧含量和夹杂物,GCr15轴承钢的氧含量为（5～9）×10^-6,平均氧含量为5.6×10^-6,硫含量达0.005%～0.009%,夹杂物0～0.5级。     

电渣重熔渣系对GCr15轴承钢洁净度的影响

针对目前在电渣重熔(ESR)GCr15轴承钢D类夹杂物超标问题,设计不同渣系,并分别借助Factsage软件和经验公式计算了渣系的熔化特性、黏度、电导率等物性参数,采用实验室渣金平衡实验及现场2.5 t电渣重熔实验分析得出：最优ESR渣系为55CaF₂-25Al₂O₃-15CaO-5MgO。使用新渣系平均全氧含量较传统渣系降低41.98%,并且能够降低电渣锭不同位置的全氧含量;对于1～5μm夹杂物个数较原始渣系下降了31.25%。通过渣系对夹杂物调控,改善了GCr15轴承钢中D类夹杂物,评级级别可达到0.5级,能够更好地“净化”电渣锭。     

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。     

Study on LF Refining Slag and Slagging Regime of High-Aluminium Steel

During secondary refining of molten steel, reaction of steel-slag has great influence on the quality of steel. Taking high aluminium steel ([Al]≥0.8%) for instance, reaction control of 4[Al]+3(SiO2) = 2(Al2O3)+3[Si] was discussed by both thermodynamics calculation and industrial experiments. The results show that content of silicon increased sharply when content of SiO2 in slag exceeded 10%. In order to prevent the increment of silicon content and reoxidation for high aluminium steel, reasonable component range of LF refining slag is: %CaO/%Al2O3=1.6-1.9, %SiO2 <10. Results of the industrial experiments indicate that the CaO-Al2O3 based refining slag has strong ability of desulfurization and inclusion absorption. Average desulfurization rate is 80%, and T[O] reduces above 50% after refining, with the average sulfur content and T[O] about 0.0025% and 11×10-6,respectively, which can meet the requirements of secondary refining and obtain good castability of steel in continuous casting process.     

GCr15轴承钢高温力学性能的研究

用Gleeble-3500热模拟试验机测试了GCr15(0.98%C、1.51%Cr)轴承钢连铸坯的高温力学性能,得出GCr15钢的零塑性温度为1400℃,零强度温度为1450℃,良好塑性区为1250～950℃,第Ⅲ脆性区为950～600℃,并用扫描电镜分析了塑性区与脆性区的断口形貌。研究结果表明,GCr15钢连铸坯的矫直温度应控制≥950℃。     

LF精炼渣发泡性能的实验研究

采用钼丝挂渣法对CaO Al2O3渣系LF精炼渣的发泡指数进行了测定。结果表明:熔渣中表面活性组无SiO2可以促进渣的泡沫化;高熔点的2CaO·Al2O3·SiO2可增加渣的粘度,从而延长泡沫的持续时间;低含量的CaF2(<5%)会明显改善熔渣的泡沫化性能;另外,较低的温度和炉渣低氧化性以及分批加入渣料等都有利于形成泡沫渣。