CaO-Al2O3基精炼渣对钢液脱氧的影响

在MoSi2炉上用二次正交回归实验方法进行了CaO-Al2O3基精炼渣对钢液脱氧影响的实验研究，发现精炼渣与钢中溶解氧的平衡时间为20～30min、平衡溶解氧含量为0.008%～0.0012%，并得到了精炼渣在不同成分下的钢液全氧含量，另外，通过二次正交回归处理，得到了钢液全氧含量与精炼渣的光学碱度，渣中Al2O3含量和CaF2含量之间的关系式；并发现如下规律：随着精炼渣光学碱度的提高，钢液全氧含量几乎呈直线减小；在用铝脱氧的条件下，钢液全氧含量基本上随精炼渣中Al2O3含量的增加而增大，随着精炼渣中CaF2含量的增加，钢液全氧含量呈先增大，后减小的趋势。本实验条件下最佳的渣系组成为CaO57.29%，Al2O39%，MgO10%，SiO28.71%，CaF215%。     

超低氧冶炼过程镁铝尖晶石形成的热力学分析与控制

 对超低氧试验钢精炼过程中镁铝尖晶石的形成机制和生成热力学计算分析表明：1873K时,MgO-Al2O3二元系夹杂物中MgO的质量分数超过17%时就能生成镁铝尖晶石;采用高碱度、w((CaO))/w((Al2O3))≈1、强还原性精炼顶渣对铝终脱氧钢液进行LF精炼时,在LF精炼中前期就实现Al2O3向MgO·Al2O3尖晶石的转变;钢液中的镁则是实现Al2O3向MgO·Al2O3尖晶石转变的中介和桥梁。而钢中镁含量是由酸溶铝控制的。因此,保持钢液中足够的铝含量是镁铝尖晶石生成的前提。生产过程中,当钢液的w(［Al］)达到0.03%时,w(［Mg］)只需要1.32×10-7以上就能生成MgO·Al2O3尖晶石。     

SWRH82B硬线钢CaO- Al2O3- SiO2系夹杂物塑性化控制的生产实践

为了研究SWRH82B硬线钢通过控制精炼渣的组成实现夹杂物塑性化的可行性,通过对炼钢过程中各工序的精炼渣和钢液进行取样,并对精炼渣成分、钢液总氧含量以及夹杂物的形貌、尺寸、成分等进行检测分析。结果表明,采用无铝化脱氧,并将精炼渣的碱度控制在0.8~1.2,Al2O3质量分数控制在10%以下时,能使CaO- Al2O3- SiO2系夹杂物成为塑性夹杂物;钢水经过RH真空精炼后夹杂物尺寸变大,并且夹杂物的Al2O3质量分数降低,SiO2质量分数升高,通过相关检测分析了造成此现象的原因,并提出了改进措施。     

超低氧精炼时钙处理对氧化物夹杂的影响

 研究了采用LF精炼顶渣控制技术对钢液进行超低氧冶炼时,钙处理对钢中非金属夹杂物的影响。试验在转炉出钢时采用铝终脱氧,LF精炼过程采用强脱氧、高碱度、强还原性精炼顶渣对钢液进行超低氧冶炼,比较了钙处理和不钙处理的钢液中非金属夹杂物转变的情况。结果表明,采用精炼顶渣控制技术冶炼超低氧钢时,钢液不需要进行钙处理就能实现铝脱氧产物Al2O3→MgO·Al2O3尖晶石→CaO-MgO-Al2O3类复合夹杂物的转变,得到炼钢温度下呈液态的复合氧化物夹杂,这些液态的夹杂物容易通过碰撞长大上浮去除,得到高洁净度的钢液,且残留在钢液的氧化物夹杂为较低熔点的复合氧化物,在浇注过程中不会产生水口结瘤。     

S48LF精炼过程夹杂物组成变化的研究

采用MoSi2电阻炉在MgO质坩锅内研究了S48钢在LF精炼过程中夹杂物的组成和氧含量的变化情况。结果表明,随恒温时间的延长,钢液中的氧含量逐渐降低,夹杂物组成经历了由Al2O3→一铝酸钙＋Al2O3＋MgO→MgO变化过程,绝大多数夹杂物呈球形,尺寸一般不超过10μm。     

低碱度低氧化铝精炼渣对帘线钢夹杂物控制

 研究了低碱度、低氧化铝精炼渣对帘线钢夹杂物控制情况。试验采用LD→LF精炼→软吹Ar→连铸工艺生产帘线钢,在碱度1.0、Al2O3质量分数为5%左右的精炼渣成分控制条件下,钢中酸溶铝AlS的质量分数控制在0.000 5%左右,进而控制夹杂物中Al2O3质量分数在22%以内,使得帘线钢中氧化物夹杂MnO-Al2O3-SiO2类、CaO-Al2O3-SiO2类复合夹杂物实现了良好的塑性化控制。根据分析,在帘线钢夹杂物去除方面,软吹氩处理对钢中CaO-Al2O3-SiO2系复合夹杂物去除效果比对MnO-Al2O3-SiO2类夹杂物更加明显;在成分控制方面,钢液中AlS含量随着炉渣碱度、炉渣Al2O3质量分数的升高而升高,而夹杂物中Al2O3质量分数会随着钢液中AlS含量升高而升高。     

帘线钢中非金属夹杂物的控制技术研究

采用转炉、LF精炼、真空处理、软吹、连铸工艺生产帘线钢,将钢水中S、P、Ti、As等残余元素的含量尽可能降低,出钢采用含超低铝和钛的合金,使用低碱度的酸性渣进行炉外精炼,严格控制钢中酸溶铝含量,同时控制渣中MgO、Al2O3含量,将帘线钢中的非金属夹杂物控制在锰铝榴石(3MnO-Al2O3-3SiO2)和位于钙斜长石(CaO-Al2O3-2SiO2)和假硅灰石(CaO-SiO2)共晶线周边的玻璃态塑性夹杂区域内,尽可能降低钢中不可变形夹杂物,如Al2O3和(Mg、Mn)O.Al2O3的数量和大小,通过控制钢中钛、氮含量来消除TiN(TiCN)夹杂。     

超低氧特殊钢中非金属夹杂物研究

针对超低氧含量特殊钢中大型非金属夹杂物问题开展了相关工业试验和实验室研究,研究结果表明:1)当钢液w(T.O)低于(13~15)×10~(-6)后,通过LF精炼进一步降低钢液总氧和夹杂物含量变得困难。而RH真空精炼在钢液超低氧含量条件下则具有非常强的进一步降氧和去除夹杂物的能力,将RH精炼时间延长至33 min左右,钢液w(T.O)降至4.7×10-6,尺寸1.5μm以上夹杂物数量减少至1.77个/mm~2。2)超低氧特殊钢中夹杂物在钢液二次精炼过程会经历"Al_2O_3→MgO-Al_2O_3→CaO-MgOAl_2O_3→CaO-Al_2O_3"转变,其中Al_2O_3向MgO-Al_2O_3系夹杂物转变是由于钢液[Mg]与Al_2O_3夹杂物的反应,而[Mg]主要来源于[Al]还原钢包包衬MgO的反应。3)在w(T.O)=5.9×10-6的特殊钢连铸圆坯试样中检测到尺寸100~330μm的大型簇群状CaO-MgO-Al_2O_3系夹杂物,构成簇群的微小颗粒与钢液中微小夹杂物类似,表明是在连铸过程由钢液中微小夹杂物聚合而成。4)经过RH精炼,钢中夹杂物绝大多数已转变为液态CaO-Al_2O_3系夹杂物,而连铸过程发生的二次氧化,会将钢中夹杂物转变为高熔点的CaO-Al_2O_3系、MgO-Al_2O_3系或CaO-MgO-Al_2O_3系固态夹杂物,固态夹杂物更易聚合为大型夹杂物,因此在超低氧特殊钢生产中必须非常严格地控制二次氧化。     

超低氧齿轮钢非金属夹杂物控制热力学计算及应用

 利用热力学软件计算了齿轮钢氧含量与夹杂物成分的关系、夹杂物转变条件。结果表明,超低氧20 CrMoH钢中具有较高塑性的非金属夹杂物成分为：SiO2 0%~10%、Al2O3 22%~55%、CaO 42%~60%、MgO 5%~10%,与之平衡的时钢液中铝含量在0.020%左右,钙含量>0.7×10-6,氧含量在0.0005%左右;选择组成为CaO>40%、Al2O3≤37%、MgO10%、(%CaO+%MgO)/%SiO2为10、SiO2含量尽量低的渣系,钢中Al2O3、MgO•Al2O3夹杂物可转变为低熔点的钙铝酸盐。上述结果在工业试验中得到了验证。     

涟钢RH-MFB精炼渣系研究

对涟钢HMPT-BOF-RH-MFB-CSP单联工艺生产SPHE钢时RH精炼过程中精炼渣进行取样分析,研究表明:随精炼过程的进行,RH精炼渣系的熔点呈下降趋势；但氧化性增强,致使不少炉次在RH精炼阶段存在“回硫”现象；并且,在RH精炼脱碳过程炉渣Al2O3含量在逐步增加,RH精炼结束时,炉渣中Al2O3含量在27％～37％,不利于吸收钢液中上浮的Al2O3夹杂物.为此提出了RH较为合理的终渣系目标控制范围.     

Effect of Calcium Treatment on Non-Metallic Inclusions in Ultra-Low Oxygen Steel Refined by High Basicity High Al2O3 Slag

 The influence of calcium treatment on non-metallic inclusions had been studied when control technology of refining top slag in ladle furnace was used in ultra-low oxygen steelmaking. A sufficient amount aluminium was added to experimental heats for final deoxidizing during BOF tapping, and the refining top slag with strong reducibility, high basicity and high Al2O3 in ladle furnace was used to produce ultra-low oxygen steel and the transformation of non-metallic inclusions in molten steel was compared by calcium treatment and no calcium treatment. The results show that the transformation of Al2O3→MgO·Al2O3 spinel→CaO-MgO-Al2O3 complex inclusions has been completed for aluminum deoxidation products and calcium treatment to molten steel is unnecessary when using the control technology of ladle furnace refining top slag to produce ultra-low oxygen steel, and the complex inclusions are liquid at the temperature of steelmaking and easily removable to obtain very high cleanliness steel by flotation. Furthermore, the problems of nozzle clogging in casting operations do not happen and the remaining oxide inclusions in steel are the relatively lower melting point complex inclusions.     

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。     

Study on Control Technology of Slag Composition for Low-Sulfur and Low-Oxygen Steel

In order to reduce the content of oxygen and sulfur in steel, and produce low-sulfur and low-oxygen steel, study on slag has been carried out. Refining slag system of CaO-SiO2-Al2O3 is put forward with the consideration of slag amount from converter, oxidizability of slag and activity of oxygen in molten steel. On this basis, refining slagging system for low-sulfur and low-oxygen steel has been developed combined with the modification of slag from converter and composition control of refining slag in LF treatment process. The results show that oxygen content is not more than 15×10-6, as well as sulfur content is as low as 0.005% in tube blank steel. And it achieves the production of low-sulfur and low-oxygen steel.     

LF处理过程中钢水增铝问题的研究

硅镇静钢及少量铝脱氧的钢在LF处理过程中会发生钢水中铝含量增加以及夹杂物组成改变的现象.通过理论计算和工业生产实践研究了不同的渣系、钢水成分、处理时间等对LF精炼过程增铝的影响,不同精炼渣系下钢中夹杂的组成,结果表明采用CaO-SiO2渣系LF处理过程几乎不发生增铝现象,而采用CaO-Al2O3渣系随着处理时间的延长以及钢种成分的区别,钢中铝有不同程度的增加,生产实践结果与理论计算趋势基本一致.采用CaO-Al2O3渣系精炼与CaO-SiO2渣系相比,钢中Al2O3夹杂数增加4倍,氧化物复合夹杂中w(Al2O3)提高113%,w(CaO)提高24.5%.在帘线钢72A以及HRB400、SS400钢的生产实践中加以应用,使得LF处理后72A的w(Al)小于0.000 5%,HRB400、SS400的小于0.003%,避免了有害夹杂物的形成,消除了在小方坯连铸过程中的水口堵塞现象.     

高碱度精炼渣对GCr15轴承钢洁净度的影响

 利用实验室渣-钢平衡试验研究了高碱度精炼渣对GCr15轴承钢中[w(T[O])]和夹杂物的影响。结合试验结果和热力学分析,探讨了钢中[w(T[O])、]夹杂物尺寸分布和粒径大小的变化规律,以及氧化物夹杂的转变过程。研究结果表明,碱度为6时,精炼渣(59.4%CaO-24.8%Al2O3-9.8%SiO2-6%MgO)可将钢中[w(T[O])]控制在0.000 6%以内,氧化物夹杂平均尺寸最小为2.26 μm。随着钢中[w([Ca])]和[w([Mg])]的增加,钢中氧化物夹杂转变过程为Al2O3→MgO·Al2O3→MgO→CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物(核心为MgO,外围包裹着CaO-Al2O3)。渣-钢反应前期钢中以MgO·Al2O3为主,后期以MgO和CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物为主。氧化物夹杂转变的试验结果与热力学分析结果相一致,大多数氧化物夹杂尺寸小于5 μm。     

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。